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Zeit-Einheitenumrechner

Wandelt Zeit zwischen Sekunden, Millisekunden, Mikrosekunden, Nanosekunden, Pikosekunden und Femtosekunden um.

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Formel

1 s = 10³ ms = 10⁶ μs = 10⁹ ns = 10¹² ps = 10¹⁵ fs

Wie es funktioniert

Die Zeit in der Elektronik erstreckt sich über einen enormen Bereich: Femtosekunden (10¹ 5 s) für optische Impulse und Laserphysik, Pikosekunden (ps) für digitale Zeitspannen und HF-Laufzeitverzögerungen, Nanosekunden (ns) für Logikgateschaltung und Mikrocontroller-Taktzyklen, Mikrosekunden (μs) für Interrupt-Latenz und ADC-Wandlungszeit und Millisekunden (ms) für Audio-, PWM- und Menschschnittstellenereignisse.

Bearbeitetes Beispiel

Ein 100-MHz-Takt hat eine Periode von 10 ns: 10 ns = 10.000 ps = 0,01 μs = 0,00001 ms = 0,00000001 s. Ein Wi-Fi-Paketwächterintervall von 800 ns: 800 ns = 0,8 μs = 800.000 ps = 0,0008 ms.

Praktische Tipps

  • ✓Die digitale Signalausbreitung auf einer Leiterplatte beträgt ungefähr 150—170 ps/Zoll (6—7 ps/mm). Passen Sie die Leiterbahnlängen für Differentialpaare auf wenige ps an.
  • ✓Auswahl der Oszilloskop-Zeitbasis: Verwenden Sie 10 ns/div für GHz-Signale, 100 ns/div für 100-MHz-Signale, 1 μs/div für MCU-Timing und 1 ms/div für Audio- und PWM-Wellenformen.
  • ✓Die RTOS-Aufgabenplanung liegt in der Regel im Bereich von 1—10 ms; die ISR-Latenz beträgt je nach Prozessor und Priorität typischerweise 100 ns bis einige μs.

Häufige Fehler

  • ✗Verwechslung von ns (Nanosekunde) mit μs (Mikrosekunde) — 1 μs = 1000 ns; eine Ausbreitungsverzögerung von 10 ns ist viel schneller als 10 μs.
  • ✗Fehlinterpretation von Datenblatt-Zeitdiagrammen, bei denen Einrichtungszeit, Haltezeit und Ausbreitungsverzögerung in ns und ps im selben Diagramm gemischt sind.
  • ✗Verwenden Sie Gleitkommamathematik für das Timing in eingebetteter Firmware ohne Berücksichtigung von Rundungsfehlern — verwenden Sie nach Möglichkeit Integer-Timer-Zähler.

Häufig gestellte Fragen

Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, in der ein Signal über ein Gate, eine Leiterbahn oder ein Kabel vom Eingang zum Ausgang gelangt. Logikgatter haben eine Übertragungsverzögerung von 0,1—10 ns; längere Leiterbahnen erhöhen den Wert um ~170 ps/Zoll.
Eine 48-MHz-MCU hat eine Taktperiode von ~20,8 ns. Hardware-Timer können die Zeit auf einen Taktzyklus genau auflösen. Die Softwarelatenz erhöht die Unsicherheit im μs-Bereich, es sei denn, Sie verwenden die Hardware-Erfassung.
Bei 5 GHz beträgt ein Taktzyklus 200 ps. Ein Timing-Jitter von sogar 1 ps sorgt für erhebliches Phasenrauschen. Eine Nichtübereinstimmung der Leiterbahnen von 1 mm führt zu einer Verschiebung von ~7 ps, genug, um Differenzsignale im Mehr-GHz-Bereich zu beeinflussen.
Jitter ist die Veränderung des Timings eines Signals relativ zu seiner idealen Position, gemessen in ps oder ns RMS oder Spitze-zu-Peak. Übermäßiger Jitter in den Takten führt zu einer Verschlechterung des ADC-SNR-Werts und zu Bitfehlern bei seriellen Verbindungen.

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