PLL Baustein 4046

[Manf]

Es sind nun doch ein paar Filter angesprochen.
Ich meinte die Konfiguration im Datenblatt des 4046, zwei Widerstände und ein Kondensator.
Verkleinert man den Widerstand am Kondensator dann ist man beim einfachen Tiefpass. Dazwischen sollte es irgendwo liegen und durch Messung verifiziert werden.
Die Transistoren im Filter im anderen genannten Datenblatt verringern auch den Ausgangswiderstand des Filters. Das ist wohl beim 4046 nicht erforderlich.

Im elektronik-kompendium ist noch ein Kondensator dabei. Mit dem Test sollte sich zeigen wie die Schaltung gut arbeitet und wieviel Komplexität für das Filter erforderlich ist.
http://www.elektronik-kompendium.de/...er/4046_01.gif

[hacker]

Hallo zusammen,

Ich hab mir mal das EXOR Signal mit einem in Serie geschaltenen 10k Widerstand angeschaut. Hier ist die PLL eingerastet. Das erste Bild ist mit 50mV/DIV und das zweite mit 20mV/DIV aufgenommen. Bei beiden Bildern war 0.5µs/DIV eingestellt. Bessere Bilder kann ich leider nicht liefern (auch aufgrund des eher doch bescheidenen Oszis)

Bild hier  
Bild hier  

Könnt ihr trotzdem vielleicht ein qualitätive Aussage treffen?.

So wie ich denke, sieht das doch nicht schlecht aus oder?


Manf, meintest du mit einer periodischen Störung eine ständige Änderung der Sollfrequenz (des Teilers im Rückkoppelpfad)?

Da kann ich nichts spektakuläres "einfangen". Diese "Phasenverschiebungsschwingungen" von oben treten einfach nur periodisch öfter auf (wenn ich andauernd zwischen ca. 300kHz und 650kHz hin und her schalte mit einer Frequenz von ca. 2Hz)


Ich bin auf eure Posts gespannt.

Viele Grüße,
hacker

[Manf]

Das sieht bei so einem kräftigen Umschalten schon mal nach einem recht gutmütigen Verhalten an beiden Enden des Bereichs aus.
Schön wäre es dann wenn Du a.) den Kondensator und b.) das Widerstandsverhältnis noch variieren kannst gerade mal in ein paar Werten.

Es hat den Sinn, dass Du erkennst wie sich die Schwingneigung des Sytems dabei ändert. Jetzt hast Du Gelegenheit und der Aufwand ist nicht groß. Wenn sich nichts spektakuläres ergibt ist es auch gut, wenn sich ein prinzipielles Verhalten zeigt, eine nachvollziehbare Änderung, dann kannst Du gezielt den besten Wert auswählen.

[PICture]

Hallo!

@ Hacker

Herzlichen Glückwunsch!

Die Bilder zeigen, dass die PLL Schaltung richtig arbeitet. Mit eventuellen Störungen, falls sie auftreten, muss man sich erst in realer Umgebung der Schaltung beschäftigen.

MfG

[Besserwessi]

Die Bilder zeigen für mich wohl Störungen auf der Masse und/oder Versorgungsspannung. Diese Störungen können auch ein Grund für die Ausraster sein. Ähnlich wie bei AD-wandlern ist bei PLLs eine gute Masseführung und gute Enkopplung der Versorgungsspannung wichtig.

[hacker]

Danke für eure Meinungen

@Manf

Das Variieren der Kondensatorwerte und des Widerstandsverhältnis ist auf den Filter beim ELKO bezogen, oder?
Ich benutze ein etwas erweiterterten Filter, aber auch hier kann ich die Werte mal ein wenig variieren:

Bild hier  

Wenn ich dazu komme, werde ich heute Abend diesbezüglich noch ein paar Bilder posten mit den dazugehörigen Variationen. Interessant wäre dabei auf jeden Fall auch ein Vergleich der verschiedenen angesprochenen Filter.


@PICture

Danke Ich freu mich selbst ziemlich, dass das so gut hinhaut. Aber noch hake ich die Schaltung nicht ab. Ich werde dran bleiben und auch noch ein paar Dauertests machen, wo ich evtl. Ausraster mitloggen will.


@Besserwessi

Daran hab ich auch schon gedacht und ist durchaus plausibel. Bei mir hängt die PLL direkt an einem Labornetzgerät, jedoch mit einem Kondensator zum Elemenieren von Störungen. Die Masse, sowie andere HF Eigenschaften und Überkopplungen sind natürlich auf einem Steckbrett nicht wirklich das wahre. Der nächste Schritt wäre das ganze mal auf PCB auf zu bauen. Könntest du mir für die Entkopplung vielleicht noch Tipps geben?



Danke für eure echt starke Hilfe bisher!

Grüße,
hacker

[Besserwessi]

Zur Entkopplung halt die typischen Verfahren:
Den Entkoppelkondensator so kurz wie Möglich anschleißen. Bei der Platine also wohl als SMD-Keramik unter den Chip. Alternativ noch ein Keramik Kondensator direkt unter dem Sockel, wenn das IC als DIP Ausführung sein soll. Die Masseleiterbahnen sollten relativ dick sein, idealerweise einen eigenen Durchgehenden Masse-ebene.
So ähnlich sollte es auch bei den anderen Digitalschaltungen aussehen. Je nach restlicher Schaltung eventuell eine kleine Spule/Widerstand als Trennung in die VCC Leitung. Auch eine relativ niedrige Versorgungsspannung (z.B. 4 V) kann helfen weniger Störungen zu verursachen. Weil es ja nur um rund 600 kHz geht, könnte man auch die langsamere MOS Version (HEF , CD, HC1.. je nach Hersteller) des 4046 statt der schnelleren 74HC4046 zu nehmen.

Die Leitungen mit den Digitalsignalen von und zum PLL sollte kurz (<5 cm) sein. Eventuell sogar Widerstände von etwa 50-100 Ohm an den Ausgängen vorsehen, wenn die Leitungen länger sind oder mehr als 2 Eingänge dran hängen.

Der Loop filter sollte auf eine direkte Masseverbindung zum IC achten, vor allem der Kondensator am Ausgang. Wenn da Elkos genommen werden, sollte noch eine kleiner Keramik (z.B. 470 pF) parallel bei C1 und C3.

Man muß es aber auch nicht Übertreiben. Schon der Schritt vom Steckbrett auf eine einigermaßene Platine bringt viel.

[PICture]

Vom Steckbrett direkt auf eine geätzte Platine würde ich nicht gehen. Zuerst baue ich mir die ganze Schaltung auf einer Lochrasterplatine mit gleicher Plazierung der Bauteile und Verbindungen, die später fast gleich auf einer fertiger Platine werden. Das braucht zwar Zeit, verhindert aber große Probleme, da auf der fertiger Platine Änderungen kaum möglichst sind.

Für Einzelnstücke lohnt sich sowieso keine Platine ätzen, es sei denn, dass die Schaltung ohne Gehäuse bleiben wird.

MfG

[Besserwessi]

Ich habe mir noch mal den Loopfilter angesehen: Da sollte glaube ich noch ein Widerstand zwischen Eingang und dem Filter. Außerdem solle man die Widerstände etwas größer (z.B. 10-20 mal) und dafür die Kondensatoren kleiner wählen. Dann sollte man mit einem Elko auskommen und die Belastung für die Schaltung wird nicht so extrem.

Für wenig jitter ist es auch gut wenn man den Frequenzvergleicher Ausgang des 4046 ein klein wenig in eine Richting zieht. Dann hat man im Eingeschwungenen Zustand immer nur pulse einer sorte, nur halt leicht unterschiedlicher länge. Beim Umschalten zwischen den beiden Pulsarten ist eine kleine Nichtlinearität zu erwarten und damit ein nicht idealer Loop filter.

Der Aufbau auf Lochraster solle schon deutlich besser als auf dem Steckbrett werden. Was wird denn für eine Teiler zum einstellen der Frequenz benutzt ? (4059 ?)

[hacker]

Ich werde deine vorgeschlagenen Filteränderungen sobald wie möglich testen.

Auch werde ich noch Bilder der Signale bei verschieden aufwändigen Filtertypen posten.


Als Teiler verwende ich, wie du richtig vermutet hast, den 4059.


Deine Befürchtung der unsauberen Vcc und GND Leitungen hat sich bewahrheitet. Ich hab bei Vcc und GND so gut wie das gleiche Bild wie oben gepostet hinter dem EXOR, und das mit Vss = 0,4V. Jegliche Versuche mittels Kondensatoren schlugen fehl. Womöglich eine kapazitive Überkopplung. Ich muss das mal auf Lochraster aufbauen...