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Daraus zogen wir den Schluss, dass parasitäre Kapazitäten auf dem Steckbrett ein
Grund für die Ungenauigkeiten war. Deshalb versuchten wir die Schaltung noch
einmal auf einer Lochrasterplatine aufzubauen. Da aber die Zeit schon relativ weit
fortgeschritten war und wir schon die Platinen für unsere Schaltungen ätzen mussten
wurde diese nie vollständig fertig gestellt.
Als nun eine geätzte Platine für unsere Schaltung zur Verfügung stand und die
Bauteile aufgelötet waren, stellten wir fest, dass die Schwankungen bei Verwendung
eines 10 MHz Oszillators nach wie vor auftraten, bei Verwendung eines
14,7456 MHz Oszillators jedoch nicht.
Zunächst hatten wir für dieses Phänomen keine schlüssige Erklärung. Eine
Vermutung war, dass die Flanken des 1 Hz Signals am Pin 11 des Mikrocontrollers
zeitlich sehr nahe an anderen Ereignissen, wie einem Timer-Überlauf im
Mikrocontrollers lag, so dass ein kritischer Zustand erreicht wurde, in dem Mal auf
das eine und Mal auf das andere Signal zuerst reagiert wurde und sich daraus die
Schwankungen ergaben. Bei Verwendung eines 14,7456 MHz Quarzes trat diese
Situation auf Grund des anderen Verhältnisses von Taktfrequenz und gemessener
Frequenz demnach nicht auf. Dies bedeutete jedoch und ließ sich auch durch
weitere Versuche verifizieren, dass bei Frequenzen am Eingang die etwas größer als
1 Hz waren, z.B. 1,4 Hz, das gleiche Phänomen auch bei 14,7456 MHz als
Taktfrequenz auftrat.
Um das Problem zu umgehen gingen wir dazu über, den Zähltakt des Timers über
einen internen Teiler auf 1/8 der Taktfrequenz des Mikrocontrollers herunterzuteilen.
Dadurch wurde die Anzahl der Überläufe drastisch reduziert und so der
Mikrocontroller entlastet. Parallel dazu verkürzten wir unsere Interruptroutinen und
vereinfachten die bis dahin etwas umständliche Berechnung der Periodendauer aus
der Anzahl der Überläufe und dem Timerstand.
14,
7456 MHz
Dadurch sank unsere Zählfrequenz zwar auf = 1,
8432 MHz , was unter
8
den geforderten 2, 5MHz
lag. Allerdings bekamen wir aber so unsere Messwerte auf
± 3mHz
stabil, was aber noch im Rahmen war. Nach diesen Änderungen war es
sogar möglich eine ähnliche Genauigkeit mit einer Taktfrequenz von 10 MHz zu
erreichen.
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