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4-2015

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Design Microcontroller

Design Microcontroller mit nur einem Oszillator- Anschluss Manchmal zeigt das Datenblatt des Microcontrollers den Schwingquarz in Reihe zu einem Kondensator an Masse (Bild 4) In diesem Fall kann der Lastkapazität des Quarzes durch den Wert der Serien-Kapazität C 1 entsprochen werden. Bild 2: Pierce-Oszillatorschaltung mit rückgekoppeltem Inverter. Rechts: Inverter im Microcontroller enthalten Bild 3: Colpitts-Konfiguration am Microcontroller Es ist nicht sinnvoll, C 1 und C 2 gleich groß anzusetzen (z.B. jeweils auf das Doppelte der Lastkapazität). C 2 hat einen viel geringeren Einfluss auf die Frequenz als C 1 , da sich C 2 zusammen mit R V bzw. der Inverter- Bild 5: Die Anschwingreserve wird überprüft, indem manuell ein kleiner SMD-Widerstand an einen der Anschlüsse des Quarzes gelötet wird. (Bilder: GEYER ELECTRONIC) Bild 4 Microcontroller mit einem Quarzanschluss Ausgangsimpedanz effektiv auf einen höheren Kapazitätswert transformiert. Es ist deshalb nicht möglich, aus der einfachen Serienschaltungs-Formel für die Kapazitäten C 1 und C 2 den der spezifizierten Lastkapazität entsprechenden Wert zu ermitteln. Besser ist es, C 2 von vornherein mindestens um den Faktor 2-3 größer zu wählen und C 1 gleich oder nur geringfügig größer als die spezifizierte Lastkapazität anzusetzen Mit dem resultierenden Verhältnis von C 2 zu C 1 ergibt sich dann gleichzeitig eine sinnvolle Transformation des niedrigen Impedanzniveaus am Inverterausgang auf den hochohmigen Invertereingang. Microcontroller mit Colpitts-Oszillator Sind die Anschlüsse der Microcontroller für eine Colpitts- Schaltung (Bild 3) konfiguriert, so gilt im Prinzip Ähnliches wie beim Pierce-Oszilllator: Es ist der Dimensionierung besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Gegebenenfalls können hier sogar zusätzliche Komponenten wie z.B. eine Kapazität in Serie zum Quarz notwendig werden, um der Quarz-Lastkapazität zu entsprechen. Die Anschwingreserve sollte immer überprüft werden Um zu prüfen, ob der Quarz in der Schaltung sicher anschwingt, wird in Reihe zum Quarz manuell ein Widerstand eingelötet. Hierzu eignen sich SMD-Widerstände am besten. Die Schaltung muss auch dann anschwingen, wenn der Widerstandswert um einen vorher festgelegten Faktor X höher ist als der gemäß Spezifikation maximale Resonanzwiderstand des Quarzes. Dieser ist dem Datenblatt zu entnehmen und ist mit ESR max oder R1 max bezeichnet. Der Faktor X sollte mindestens 3 im gesamten Betriebstemperaturbereich betragen, branchenspezifisch sind auch höhere Werte für X angemessen. Zusammenfassung Bei kleinen Stückzahlen empfiehlt es sich, auch aus wirtschaftlichen Gründen, Oszillatoren statt Quarze einzusetzen. Oszillatoren sind einfach anzuschließen und sicher in ihrem Betriebsverhalten. Bei größeren Stückzahlen werden häufig die kostengünstigeren Quarze an einem Microcontroller als Taktgeber verwendet. Es wird die Vorgehensweise beschrieben, wie die erforderlichen externen passiven Bauelemente ausgewählt und bemessen werden können. Außerdem wird eine einfache Testmethode vorgestellt, um die Anschwingreserve zu überprüfen. ◄ 14 hf-praxis 4/2015

Design GNSS-Satellitennavigationsempfänger-Familie mit neuem Chipsatz Typisch Rigol: RIGOL erweitert Angebot für HF Test-Lösungen! High End Performance zum Best-Preis. NEU! Best-Preis: ab € 4.761,- plus MwSt. Navilock, eine Handelsmarke der Tragant Handels- und Beteiligungs GmbH, präsentierte die neue Navilock-GNSS- Empfängerfamilie mit u-blox- UBX-8030-KT-Chipsatz. Als erste Firma weltweit bietet Navilock Produkte mit dem u-blox-M8-Chipsatz an. Gegenüber der u-blox-M7-Generation hat sich Einiges getan. So kann der neue Chipsatz eine höhere Anzahl von Satelliten ansprechen, jetzt insgesamt 72. Darüber hinaus besitzt dieser mit -167 dB eine höhere Empfangsempfindlichkeit. Die zeitgleiche Nutzung von mehreren GNSS (Multi-GNSS) sowie die deutliche Erweiterung der Anschlussoptionen, wie Micro USB, Mini USB und 4-Pin-Klinke (TTL), runden hier das Portfolio ab. Erweitert wurden auch die Kabellängen. Seit zehn Jahren existiert die Ursprungsfamilie der Navilock-Empfänger und wird äußerlich nahezu unverändert angeboten. Das hat den Vorteil, dass einmal getätigte Entwicklungen bezüglich Projektintegration Bestand haben. Die Kunden bekommen die neuste Technik im bekannten wasserdichten Gehäuse und mit bekannten und erweiterten Anschlüssen. Die Empfänger sind in der Lage, gleichzeitig Signale von verschiedenen Satellitennavigationssystemen zu empfangen und auszuwerten. Je zwei aktive GNSS können, je nach Wahl des Anwenders, zeitgleich genutzt werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Messung. Die zur Verfügung stehenden GNSS sind GPS (USA), Glonass (Russland), BeiDou (China), Galileo (Europa) und QZSS (Japan). Zusätzlich werden SBAS-Korrektursignale genutzt. Die unter dem Begriff SBAS zusammengefassten Korrektur-Satellitensysteme sind beispielsweise WAAS (Amerika), EGNOS (Europa), MSAS (Japan), SDCM (Russland) und GAGAN (Indien). Der Einsatz von SBAS verbessert zusätzlich die Genauigkeit der Positionsbestimmung. Die höchste Empfangsgenauigkeit erreicht der M8 unter Einsatz von SBAS, sie beträgt 2 m (CEP). Die neue Navilock Empfängerfamilie umfasst 19 sofort zur Auslieferung bereitstehende Artikel.Einsatzoptionen für die Navilock-GNSS-Empfänger finden sich in allen Lebens- und Arbeitsbereichen, wie z.B. in der Wirtschaft, Wissenschaft, Technik, Tourismus, Forschung und Vermessung. Ein Beispiel: Kontrolle und Ortung von Fahrzeugen mit wertvoller oder gefährlicher Ladung durch eine Überwachungszentrale. Hier liefert der GNSS-Empfänger Daten für die Geolokalisation als auch für die Zeiterfassung. Oder wird eine exakte Zeitbasis im Microsekundenbereich benötigt, lassen sich die Navilock-GNSS-Empfänger beispielsweise zum Synchronisieren von Steuerungs- und Kommunikationsanlagen einsetzen. Dazu wird das PPS-Signal (Puls per Second) erstmals über einen gesonderten Pin zur Verfügung gestellt. ■ Tragant GmbH www.tragant.de hf-praxis 4/2015 15 DSA832 (-TG) und DSA875 (-TG) High End Spektrum Analyzer • 9kHz bis 3,2 oder 7,5GHz maximaler Frequenzbereich • Min. -161dBm Displayed Average Noise Level (DANL) • Min. -98dBc/Hz @10kHz Offset Phase Noise • Bis zu 10Hz RBW (Resolution Bandwidth) PC Software UltraSpectrum Unterstützt Fernsteuerung, Anzeige von Messergebnissen, Wasserfall, 3D usw. Softwarelösung für EMI Tests Unterstützt alle Rigol Spektrum-Analyzer für Pre-Compliance-Messungen gemäß CISPR- 16-Standards. Best-Preis: ab € 5.348,- plus MwSt. DSG3030 und DSG3060 HF Signalgeneratoren • 9kHz bis 3,0 oder 6,0GHz maximaler Frequenzbereich • Genauigkeit: < 0,5dB (typ.) • Range: -130dBm bis +13dBm • Phasenrauschen: > -110dBc/Hz@20kHz • AM/FM/PM und ΦM Analog Modulation • Standard 0,5ppm interner Takt, 5ppb hochstabiler Takt (optional) Optionen: IQ-Modulation und Basisband-I/O, PC Software Ultra IQ Station (Generieren und Bearbeiten anwenderdefinierter IQ- Modulation) RIGOL Technologies EU GmbH Telefon +49 89 8941895-0 info-europe@rigol.com www.rigol.eu DISTRIBUTION PARTNERS: www.rigol.eu/sales

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