Software

Durch die von mir entwickelte aufwendige, trickreich programmierte Software synchronisiert der Controller periodisch alle 100 µS den 10 MHz VCXO auf das 10-kHz-GPS-Signal, dabei teilt er „so nebenbei" die Eingangsfrequenz auf das geforderte Maß. Fehlererkennung und Fehlersignalisierung während des Regelvorgangs scheinen das geringste Problem zu sein, fordern aber einen nicht unerheblichen Softwareaufwand, zumal der Programmablauf absolute Synchronität verlangt. Das Innovative, was dieses Konzept von allen anderen vergleichbaren Systemen unterscheidet, ist das äußerst schnelle, softwareunterstützte "Einphasen" der Regelschleife. Beim Programmstart und bei längeren Übertragungsstörungen (etwa nach 16 Sekunden!) erzeugt die Software für den VCXO eine definierte Regelspannung; nur so kann der Einlockvorgang extrem (ca. 2 Sekunden!) beschleunigt werden. Der Übergang in den eigentlichen  Regelvorgang erfolgt absolut phasensynchron; d. h. nach drei bis vier Sekunden steht die Frequenz!
Zusätzlich ist im Programm eine Abgleichroutine enthalten. Zum ersten Funktionstest legt man die im Schaltbild gekennzeichnete Abgleichbrücke ein. Die Raumtemperatur sollte dabei ungefähr die zu erwartende, mittlere Betriebstemperatur (z. B. 18 °C) sein. Wenn das Modul eingeschaltet wird, zeigt die dauernd leuchtende LED den Abgleichzustand an. Der Trimmer wird so eingestellt, daß die Oszillatorfrequenz ungefähr 10 MHz beträgt. Werden die richtigen Bauteile verwendet, dann sollte der Rotor etwas über die Hälfte in das Statorpaket eingedreht sein. Die VCXO-Spannung beträgt dann ca. 2,8 V. Wird die Brücke gelöst, fängt sich die FLL innerhalb kürzester Zeit ein. Die Regelspannung wird gewöhnlich etwas (entsprechend dem Offset auch etwas mehr!) von den zuvor anliegenden 2,8 V abweichen. Der Vorgang kann optimiert werden, muß aber nicht. Die Regelspannung kann hochohmig an der markierten Stelle im Layout gemessen werden. Mit etwas Fingerspitzengefühl und etwas Geduld kann man den Trimmer auch ohne Ableichmodus und ohne Hilfsmittel einstellen. Die FLL regelt relativ schnell und recht gutmütig nach. Wer Lust und Zeit hat, kann ruhig etwas experimentieren und den Abgleichvorgang umkehren: Der Trimmer wird solange in kleinsten Schritten aus der Mittelstellung heraus verdreht, bis sich eine Regelspannung von den o. g. 2,8 V einstellt. Der Ableichmodus wird dabei nicht aktiviert. Die Brücke sollte aber trotzdem ca. drei Sekunden nach dem Einschalten eingelegt werden. Dadurch wird die Fehlersignalisierung unterdrückt und das Blinken der LED stört nicht beim Abgleich. Die FLL arbeitet dabei dennoch korrekt. Man wird so sicher schnell seinen individuellen Weg für eine optimale Einstellung finden. In der Software ist jedenfalls der Abgleichmodus als zusätzliches Bonbon mit enthalten. Ob er aktiviert wird oder nicht, das bleibt jedem selbst überlassen. Übrigens läuft die FLL-Spannung beim Einschaltvorgang durch Pulsbreitenmodulation mit entsprechendem Tastverhältnis automatisch auf 2,8 V hoch. Das ist an der etwas langsamer (2 Hz) blinkenden LED erkennbar. Gleichzeitig wird der Oszillator auf den Synchronimpuls eingelockt. Nach ca. 2 Sekunden wird phasenkonstant in den FLL-Betrieb übergegangen. Schon wenn die Frequenz des 10 MHz Signals geringfügig abweicht, wird der Nachregelvorgang durch schnelleres (4 Hz) Blinken der LED signalisiert. Dass das alles nur mit einem µP möglich ist, ist wohl logisch!
 

Die komplette Software steckt im Programmspeicher des Prozessors PIC 12C508. Bei der vorliegenden Anwendung werden nahezu alle I/O-Pins voll ausgeschöpft. Der PIC muss aber von außen mit einem zum 10 MHz-Oszillator phasenstarren Signal versorgt werden. Das Signal bedarf zusätzlich einer Teilung, da die max. Taktfrequenz nur 4 MHz beträgt. Üblicherweise würde dazu der PIC so konfiguriert, als ob er mit einem exteren Quarz versehen wird. Bei dieser Konstellation ist dann Pin2 automatisch Eingang und Pin3 Ausgang. Da aber, wie schon angedeutet der Pin3 für andere Zwecke genutzt werden muss, ist diese Konfiguration nicht möglich. Es gibt nur eine Lösung: Das Konfigurationsbyte wird trickreich mit einem speziellen Algorithmus eines leider nicht mehr erhältlichen (übrigens mit dem Ding kann man sogar die Parallax-Basic-Stamp clonen!), in Hardware und Software modifiziertem Programmer von Parallax so programmiert, dass trotzdem eine jitterfreie externe Einspeisung  möglich ist, ohne dabei den Pin3 anzutasten. Die verwendete Klemmdiode verhindert lediglich negative Spitzen, welche in diesem Modus den PIC zerstören können. Mit einem gewöhnlichen Programmer ist das geschilderte Verfahren leider nicht zu bewerkstelligen. So ist es auch nicht möglich, eine Kopie der Software selbst zu "brennen". Das Know-How, was beispielsweise im Jupiter-T steckt, kann man ja schließlich auch nicht kopieren, oder? Fragen Sie allen Ernstes auch bei Audi nach den Kennfeldern des FSI-Motors, wenn Sie den neuen A4 bestellen? Ganz nebenbei bemerkt: Ich bekomme sehr viele Anfragen, ob man einen PIC selber programmieren kann. Das ist normalerweise natürlich schon möglich, wenn man das entsprechende Know-How hat, ein Programm selbst zu schreiben. Dazu hat der Hersteller Microchip (R) ja schließlich auch die Voraussetzungen geschaffen. Das blinde Kopieren, auch wenn man den Kopierschutz überwinden könnte, ist jedoch schon mal aus den vorgenannten Gründen nicht möglich. Berücksichtigen Sie bitte auch zusätzlich die enorme Entwicklungszeit, dann werden Sie sicher verstehen, dass eine Veröffentlichung der Software, wie bei allen anderen Entwicklern auch üblich, leider nicht möglich ist. Ich nehme an, dass derjenige, der bereits eine lauffähige Software entwickelt hat, genauso darüber denken wird und dafür Verständnis hat. Daran ändert auch eine weitere der vielen Bettel-e-Mails nichts!