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Hallo,

ich will mir eine Logikschaltung aufbauen. Dazu wollte ich eigentlich Bausteine der 40XX Reihe z.B CD4071B nehmen (nach möglichkeit mit 12V versorgung). Nun habe ich jedoch gesehen dass
diese nur wenig Strom am Ausgang können. Zwischen zwei Gattern will ich den Zustand mit einer Led anzeigen und zusätzlich über einen Optokoppler ausgeben. Dann benötige ich wohl einen Transistor um die
Diode zu schalten, Nehme ich da einen Mosfet?
Bei einem Ausgangstrom von Typ 2,6 mA meines Gatters wird es wohl mit einem Bipolartransistor knapp, oder?
Oder sollte ich da ein anderen Gattertyp nehmen?
Habt ihr mir einen Transistorvorschlag?

Danke!
Grüße Logi

» Hallo,
»
» ich will mir eine Logikschaltung aufbauen. Dazu wollte ich eigentlich
» Bausteine der 40XX Reihe z.B CD4071B nehmen (nach möglichkeit mit 12V
» versorgung). Nun habe ich jedoch gesehen dass
» diese nur wenig Strom am Ausgang können. Zwischen zwei Gattern will ich den
» Zustand mit einer Led anzeigen und zusätzlich über einen Optokoppler
» ausgeben.

Du könntest ja Treiber wie den 4009 oder 4010
zwischenschalten. Das reicht auf jeden Fall für
eine LowPower-LED. Wenn Du auf systemkonforme
Ausgangspegel verzichtest, kannst Du auch ein
paar mehr mA dort rauskriegen.
Gruss
Harald

Wenn Du die Logikpegel mit LEDs nicht anschauen willst (die Logikpegel befinden sich im Ruhezustand), wie hoch ist die Schaltfrequenz wenn die Schaltung arbeitet?

» ich will mir eine Logikschaltung aufbauen. Dazu wollte ich eigentlich
» Bausteine der 40XX Reihe z.B CD4071B nehmen (nach möglichkeit mit 12V
» versorgung). Nun habe ich jedoch gesehen dass
» diese nur wenig Strom am Ausgang können. Zwischen zwei Gattern will ich den
» Zustand mit einer Led anzeigen und zusätzlich über einen Optokoppler
» ausgeben. Dann benötige ich wohl einen Transistor um die
» Diode zu schalten, Nehme ich da einen Mosfet?
» Bei einem Ausgangstrom von Typ 2,6 mA meines Gatters wird es wohl mit einem
» Bipolartransistor knapp, oder?

Jein. Wenn Du eine LED für 20 mA nimmst, dann muss der Basisstrom zur Sättigung des Transistors bei 1.5 bis 2 mA liegen. Das belastet den Logikausgang bereits soweit, dass man mit einer Reduktion Signal/Rausch-Abstandes rechnen muss. Die Sache könnte kritisch sein. Es gibt aber auch sogenannte Low-Current-LEDs die genug hell mit 2 mA leuchten. Das geht dann.

Eine Alternative zu einem kleinen NPN-Transistor (BC550) wäre der kleine MOSFET BS170.

Aber auch hier ACHTUNG: Je nach Höhe der Frequenz oder geforderter Flankensteilheit (FlipFlop- oder Register-Eingänge), kann die Gate/Source-Kapazität des MOSFET die Schaltung belasten. Abhilfe: Du schaltest zwischen dem Gate und dem Messpunkt ein Widerstand etwa von 100 k-Ohm. So existiert dieses Problem nicht.

» Oder sollte ich da ein anderen Gattertyp nehmen?

Wenn Du mit dieser CMOS-Logikfamilie bei 12 V arbeitest, hast Du z.B. in einer etwas problematischen EMV-Umgebung ein viel geringeres Störrisiko als mit 5V-Logik. Günstig kommt dazu, dass diese CMOS-Familie langsamer ist.

Ich hoffe, die Angaben helfen Dir weiter.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Wenn Du die Logikpegel mit LEDs nicht anschauen willst (die Logikpegel
» befinden sich im Ruhezustand), wie hoch ist die Schaltfrequenz wenn die
» Schaltung arbeitet?

Was meinst du damit? Ich verwende nur SR Flip Flops und AND-Gatter,
XOR-Gatter....(keine D-Flip Flops....) und die Logik selber wird nicht
mit einer bestimmten Frequenz angesteuert. Angechlossen wird die Logik an eine
PC Messkarte mit Digitalen Ein-und Ausgängen die
mit 10 MHZ Taktfrequenz arbeitet, aber das sollte ja nicht von Interesse sein.

» » ich will mir eine Logikschaltung aufbauen. Dazu wollte ich eigentlich
» » Bausteine der 40XX Reihe z.B CD4071B nehmen (nach möglichkeit mit 12V
» » versorgung). Nun habe ich jedoch gesehen dass
» » diese nur wenig Strom am Ausgang können. Zwischen zwei Gattern will ich
» den
» » Zustand mit einer Led anzeigen und zusätzlich über einen Optokoppler
» » ausgeben. Dann benötige ich wohl einen Transistor um die
» » Diode zu schalten, Nehme ich da einen Mosfet?
» » Bei einem Ausgangstrom von Typ 2,6 mA meines Gatters wird es wohl mit
» einem
» » Bipolartransistor knapp, oder?
»
» Jein. Wenn Du eine LED für 20 mA nimmst, dann muss der Basisstrom zur
» Sättigung des Transistors bei 1.5 bis 2 mA liegen. Das belastet den
» Logikausgang bereits soweit, dass man mit einer Reduktion
» Signal/Rausch-Abstandes rechnen muss. Die Sache könnte kritisch sein. Es
» gibt aber auch sogenannte Low-Current-LEDs die genug hell mit 2 mA
» leuchten. Das geht dann.
»
» Eine Alternative zu einem kleinen NPN-Transistor (BC550) wäre der kleine
» MOSFET BS170.
»
» Aber auch hier ACHTUNG:
» Abhilfe: Du
» schaltest zwischen dem Gate und dem Messpunkt ein
» Widerstand etwa von 100
» k-Ohm. So existiert dieses Problem nicht.
»

Vielen Dank, hat mir schon sehr weiter geholfen!

Meinst du damit einfach einen 100k-Ohm vor das Gate?
Als Alternative zu CMOS +12V kommt bei mir noch TTL in Frage da ich aufjeden Fall als Eingangsignal
ein TTL Signal bekomme das ich weiter verarbeiten muss.
Die Anwendung ist jedoch EMV mässig einwenig problematisch (es befinden Sich Leitungen mit 400A DC aber unter 40 V und nur mit niedriger Ein- Ausschaltfrequenz (kleiner 1Hz) in der Schaltungsumgebung.)
Ist TTL in diesem Fall anfälliger als CMOS 12 v ?
Die höhere Stromaufnahme von TTL wäre mir egal!
Danke!

Grüße Logi

Hallo Logi,

Im Moment nur ganz kurz. Du hast gute Inhalte angegeben, auf die ich ebenso gut eingehen kann, betreffs EMV, IC-Familie, die Sache mit RS-FlipFlop. Gerade da gibt es eine besonders elegante Anti-EMV-Lösung...

Momentan ist es mir aus Zeitgründen nicht möglich darauf einzugehen, obwohl ich es gerne täte. Vielleicht gelingt es mir noch später am Abend und sonst morgen im Laufe des Vormittags, - wenn hoffentlich nichts dazwischen kommt.

Falls es Dir eilt, müsste jemand anders weiter helfen...

--
Gruss
Thomas

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» » Wenn Du die Logikpegel mit LEDs nicht anschauen willst (die Logikpegel
» » befinden sich im Ruhezustand), wie hoch ist die Schaltfrequenz wenn die
» » Schaltung arbeitet?
»
» Was meinst du damit?

Wenn die Logikschaltung eine höhere Frequenz durchläuft, gilt das Kriterium, das ich weiter unten betreffs Gate/Source-Kapazität geschrieben habe, jedoch mit dem Widerstand (100 k-Ohm) vor dem Gate kein Problem mehr ist.

» Ich verwende nur SR Flip Flops...

Wenn man diese FFs quasidiskret mit NAND- oder NOR-Gattern realisiert, gibt es eine elegante Möglichkeit, das Problem zu beseitigen, dass Störimpulse ein solches FF fehlschalten können. Dazu folgendes Bild:



Beachte das RS-FF mit IC:C3,C4, zwei NOR-Gatter. Die eine Rückkopplung folgt über das R8-C6-Verzögerungsglied (passives Tiefpassfilter), hier mit einer Zeitkonstante von 10 µs. Diese Zeitkonstante ist so gross, dass es absolut unmöglich ist, dass feine Nadelimpulse, die durch das Netzteil oder andere Leitungen zum Umfeld der Schaltung reinkommen, dieses RS-FF noch fehlschalten können. Dazu habe ich entsprechende Versuche angestellt...

Wichtig dabei ist, dass das IC zwischen Vcc (hier +12 VDC) und GND mit einem 100 nF Kerko abgeblockt wird. Aber das ist eigentlich selbstverständlich...

Diese 10 µs bedeuten natürlich, dass das RS-FF mit Impulszeiten die grösser sind als 10 µs geschaltet werden müssen. Das ist im obigen Schaltbild problemlos der Fall. Kann man dies nicht einhalten, muss die Zeitkonstante von R8-C6 entsprechend reduziert werden. Eine Kompromisslösung...

Hier ist es ein RS-FF mit zwei NORs. Mit zwei NANDs - mit fallenden Flanken gesteuert - muss man C6 mit GND anstatt mit Vcc (hier mit +12 VDC) verbinden.

Im Elektronik-Minikurs ist die Beschreibung zu diesem Schaltungsteil, weil eher ein Nebenthema, etwas knapp gehalten. Siehe dazu den Abschnitt "Einfacher und wirksamer Trick" in:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/longtime.htm

Ich werde in einem Update die hier geschriebene Texterweiterung noch etwas "ausfeilen" und zum besseren Verständnis einfügen.

» Ich verwende nur SR Flip Flops AND-Gatter,
» XOR-Gatter....(keine D-Flip Flops....) und die Logik selber wird nicht
» mit einer bestimmten Frequenz angesteuert. Angechlossen wird die Logik an
» eine
» PC Messkarte mit Digitalen Ein-und Ausgängen die
» mit 10 MHZ Taktfrequenz arbeitet, aber das sollte ja nicht von Interesse
» sein.

Also verstehe ich das jetzt richtig, die hier diskutierte Logik dient nur der Steuerung. Du schreibst weiter unten im Hz-Bereich...

(Hier: Quote-Text gelöscht, weil sonst >5000 Zeichen...)

» Meinst du damit einfach einen 100k-Ohm vor das Gate?

Ja. Weil bei Ablesen der LEDs, der Pegel statisch bei HIGH oder LOW liegt, kann im Prinzip dieser Widerstand beliebig hoch sein.

» Als Alternative zu CMOS +12V kommt bei mir noch TTL in Frage da ich
» aufjeden Fall als Eingangsignal
» ein TTL Signal bekomme das ich weiter verarbeiten muss.
» Die Anwendung ist jedoch EMV mässig einwenig problematisch (es befinden
» Sich Leitungen mit 400A DC aber unter 40 V und nur mit niedriger Ein-
» Ausschaltfrequenz (kleiner 1Hz) in der Schaltungsumgebung.)

Uiiiiiiii!!!! Dann aber möglichst kein TTL einsetzen!

» Ist TTL in diesem Fall anfälliger als CMOS 12 v ?

Und zwar deutlich mehr. Einerseits, weil TTL wesentlich schneller ist und noch viel wichtiger ist die höhere Betriebsspannung bei den verwendeten CMOS. Das Störrisiko reduziert sich nichtlinear mit einer höheren Potenz bei Zunahme des Signal/Stör-Abstandes bzw. der Betriebsspannung.

In welcher Potenz dies folgt, weiss ich nicht mehr auswendig und kenne auch den mathematischen Zusammenhang nicht. Vielleicht liest jemand mit, der ein Mathematikus ist und dazu etwas weiss.

Das RC-Verzögerungsglied wäre bei TTL problematisch, weil R8 nur im unteren 100-Ohm-Bereich liegen darf. Darauf im Detail einzugehen, wäre zu aufwändig. Aber Du verstehst den Grund, wenn Du die TTL-Grundlagen genau studierst.

So, ich hoffe, das alles hilft Dir weiter...

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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» ich will mir eine Logikschaltung aufbauen. Dazu wollte ich eigentlich
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» versorgung). Nun habe ich jedoch gesehen dass
» diese nur wenig Strom am Ausgang können. Zwischen zwei Gattern will ich den
» Zustand mit einer Led anzeigen und zusätzlich über einen Optokoppler
» ausgeben.

Dann mach doch mal ein Schaltbild, wie sowas z.B. aussehen soll.
Und schau dir einige Lauflichter mit 4017 an, wie das da gemacht wird.
Meist die LED direkt an den IC Ausgang. Oder ein einfacher Transistor. FET geht technisch auch, belastet den IC Ausgang sogar weniger - aber ob das notwendig ist?

Wenn dir der direkte LED Anschluß an das IC die Pegel platt macht (für weitere Logikverknüpfungen), dann trenne die LED durch ein zusätzliches Gatter.

Ich vermute die Schaltung von Thomas ist dir zu kompliziert, da dort "zu viel drin ist"?
Machen wir es einfacher an deinem Beispiel, was du hier reinstellen sollst.

hws

Vielleicht reichen dir die ULN2xxx - Darlington-Treiber:

www.reichelt.de/ICs-U-ZTK-/ULN-2804A/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=22086;GROUPID=2921;artnr=ULN+2804A#av_tabdata

http://www.reichelt.de/ICs-U-ZTK-/ULN-2804A/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=22086;GROUPID=2921;artnr=ULN+2804A

Die ULN können, je nach Typ, vom CMOS Gate angesteuert werden.
Sie treiben dann je nach deinen Wünschen, entweder LEDs
oder andere Aktoren an, zB Relais.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Vielleicht reichen dir die ULN2xxx - Darlington-Treiber:

Mit Kanonen auf Spatzen. Er will mickerige 20mA LEDs betreiben.

Und wenn er sich damit seine Pegel versaut, nimmt er nen Treiber IC dazwischen zum entkoppeln.

hws

» » Vielleicht reichen dir die ULN2xxx - Darlington-Treiber:
»
» Mit Kanonen auf Spatzen. Er will mickerige 20mA LEDs betreiben.

Ich schieße nicht auf Spatzen, bin ein Tierfreund.
Die 20mA LEDchen.. na und?
Ist doch eh nur ein Kanönchnen um einige Cent.
Da ist jeder extra Transi mit Resi teurer.

»
» Und wenn er sich damit seine Pegel versaut, nimmt er nen Treiber IC
» dazwischen zum entkoppeln.
»

war einfach ein Vorschlag, nix weiter..
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» » » Vielleicht reichen dir die ULN2xxx - Darlington-Treiber:
» »
» » Mit Kanonen auf Spatzen. Er will mickerige 20mA LEDs betreiben.
»
» Ich schieße nicht auf Spatzen, bin ein Tierfreund.
» Die 20mA LEDchen.. na und?
» Ist doch eh nur ein Kanönchnen um einige Cent.
» Da ist jeder extra Transi mit Resi teurer.
»
» »
» » Und wenn er sich damit seine Pegel versaut, nimmt er nen Treiber IC
» » dazwischen zum entkoppeln.
» »
»
» war einfach ein Vorschlag, nix weiter..
» ---

Spar Dir Deine Aufregerei für einen Fall der sich lohnt.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Ich vermute die Schaltung von Thomas ist dir zu kompliziert, da dort "zu
» viel drin ist"?

Mooooment, bitte Inhalt meines Postings genau lesen, wenn ich bitten darf. In meinem Schema geht es nur grad um das "entstoerte" RS-FlipFlop.

Und der Grund weshalb ich diese Sache thematisierte, hat damit zu tun, dass Logi schreibt, dass RS-FFs zum Einsatz kommen und er schildert wie die nahe Umgebung EMV-kritisch ist.

Wenn Du dieses Teil noch einmal in Ruhe durchliest, dann wirst Du erkennen, das da rein gar nichts kompliziert, der Inhalt logisch jedoch nicht unwichtig ist.

Logi interessierte es auch, warum die CMOS-Schaltung störungssicherer sein soll als TTL. Und das habe ich ihm genau und praxisbezogen erklärt.

So, und für mich gibt es jetzt anderes zu tun. Meinerseits ist dazu alles gesagt.

--
Gruss
Thomas

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» » Ich vermute die Schaltung von Thomas ist dir zu kompliziert, da dort "zu
» » viel drin ist"?
»
» Mooooment, bitte Inhalt meines Postings genau lesen, wenn ich bitten darf.
» In meinem Schema geht es nur grad um das "entstoerte" RS-FlipFlop.
»
» Und der Grund weshalb ich diese Sache thematisierte, hat damit zu tun, dass
» Logi schreibt, dass RS-FFs zum Einsatz kommen und er schildert wie die nahe
» Umgebung EMV-kritisch ist.
»
» Wenn Du dieses Teil noch einmal in Ruhe durchliest, dann wirst Du erkennen,
» das da rein gar nichts kompliziert, der Inhalt logisch jedoch nicht
» unwichtig ist.
»
» Logi interessierte es auch, warum die CMOS-Schaltung störungssicherer sein
» soll als TTL. Und das habe ich ihm genau und praxisbezogen erklärt.
»
» So, und für mich gibt es jetzt anderes zu tun. Meinerseits ist dazu alles
» gesagt.

Vielen Dank für deine ausführliche Antwort Thomas, hat mir sehr weiter geholfen!
Auch für die anderen Antworten vielen Dank!
Aber die Erklärung von Thomas zum EMV....war einfach spitze .
(Ob diese Schaltungskonzept in meinem Fall notwendig ist oder nicht kann ich nicht beurteilen)
Zu kompliziert ist die Schaltung von Thomas auch nicht.

Grüße Logi

» Aber die Erklärung von Thomas zum EMV....war einfach spitze .
» (Ob diese Schaltungskonzept in meinem Fall notwendig ist oder nicht kann
» ich nicht beurteilen)

Wenn ich eine Schaltung realisiere mit RS-FFs und 230 VAC hat auch nur sehr indirekt damit zu tun, dann üeberlege ich mir gar nicht lange und baue in dem einen Pfad der rueckgoppelten Gatter, das beschriebene RC-Glied ein.

Quasi eine Problemloesung bevor sich das Problem, wenn überhaupt, zeigt...

--
Gruss
Thomas

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