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Reiner

E-Mail

02.01.2015,
13:33
 

zeitverzögertes Rechtecksignal (Elektronik)

Hallo zusammen,

für einen Versuchsaufbau benötige ich zwei voneinander abhängige symmetrische Rechtecksignale, welche um 90 bzw. 180 ° versetzt sind. Ich habe mir mit dem NE 555 einen symmetrischen Taktgeber gebaut, welche mir ein symmetrisches Rechtecksignal je nach Beschaltung, Kondensatorgröße, von wenige Hz. bis in den kHz Bereich hinein liefert. Benötigt wird jetzt ein gleiches Signal, nur um einmal 90°bzw im nächsten Versuchsaufbau um 180° verschoben. Ich habe es mit zwei voneinander unabhängigen Schaltungen versucht. Nach kurzen fangen aufgrund der Bauartbedingten Toleranzen die Frequenzen an sich leicht zu verschieben. Auf dem Oszy sehr gut zu sehen. Der NE 555 ist doch sehr vielseitig. Vielleicht gibt es eine Schaltung welches das Erste Signal je nach Beschaltung an einem zweiten NE 555 zeitverzögert wiedergibt.
Ich bin zwar Dipl. Ing. für Elektrotechnik, habe aber leider mein Arbeitsleben lang im Vertreib gearbeitet und bin deshalb nicht mehr in der Praxis. Jetzt habe ich endlich Zeit meinem Hobby wieder nachzugehen. Würde mich sehr freuen wenn mir jemand helfen kann.

Viele Grüße,

Reiner

Offroad GTI(R)

02.01.2015,
13:57
(editiert von Offroad GTI
am 02.01.2015 um 13:59)


@ Reiner

zeitverzögertes Rechtecksignal - Frequenzteiler

» für einen Versuchsaufbau benötige ich zwei voneinander abhängige
» symmetrische Rechtecksignale, welche um 90 bzw. 180 ° versetzt sind. Ich
» habe mir mit dem NE 555 einen symmetrischen Taktgeber gebaut, welche mir
» ein symmetrisches Rechtecksignal je nach Beschaltung, Kondensatorgröße, von
» wenige Hz. bis in den kHz Bereich hinein liefert. Benötigt wird jetzt ein
» gleiches Signal, nur um einmal 90°bzw im nächsten Versuchsaufbau um 180°
» verschoben. Ich habe es mit zwei voneinander unabhängigen Schaltungen
» versucht. Nach kurzen fangen aufgrund der Bauartbedingten Toleranzen die
» Frequenzen an sich leicht zu verschieben.
Das war zu erwarten.
Daher würde ich einen Frequenzteiler aus einer handvoll Logik (2x D Flipflop und 1x Exklusiv ODER) vorschlagen:

Wie du siehst, halbiert die Schaltung die Frequenz der Signale, aber das dürfte ja nicht weiter stören, wenn man daran denkt ;-)

Offroad GTI(R)

02.01.2015,
13:58
(editiert von Offroad GTI
am 02.01.2015 um 13:59)


@ Offroad GTI

zeitverzögertes Rechtecksignal - Frequenzteiler

Doppelpost

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
02.01.2015,
14:24

@ Reiner

zeitverzögertes Rechtecksignal

Hi Reiner,

Ich habe ein kleines feines Bastel-Wastel für dich:
Rechteckgenerator mit Phasen-Ausgängen, sogar ohne µCää..



Die Schaltung stammt vom Elektor Jul/Aug Halbleiterheft 1993.
Dort findest auch die Funktionsbeschreibung.


Als Zuckerl::

Wenn du den Generator mit dem Gate IC1A, anpasst, kannst auch die Frequenz ändern, einstellend machen.
zB, statt dem R1 einen Teiler R1a mit 100k und in Reihe geschaltet ein lineares Poti mit 100k verdrahtet,
kannst die Frequenz variieren.

Achtung dabei! der R1-gesamt darf nie einen Kurzen machen - heißt 0Ohm.
Bleibe immer über 10k bis 100k für diesen Rückkoppel_R.
--> in der Literatur und Datenblättern findest entsprechende
Formeln und Grenzwerte, wie man die Werte für den Generator ausrechnet.

Wenn du zudem den C1 über einen Stufenschalter mit verschiedenen Kapazitäten
schaltest, ändert sich die Frequenz des Generators mit den Kondiwerten.
zB: 1n, 10n, 100n, 1µ....

Du musst halt dann darauf achten, dass der Generator immer anschwingen kann.

--> Unten in der Schaltung ist die Versorgung mit dem LM317, zwecks Umschalten der Versorgung gelöst.
Damit kannst diesen Generator an 5V Digi-Schaltungen,
als auch an 12Vige anschließen.
Diese Versorgung liefert zudem soviel Strom, dass du deine Anwendung sogar mit versorgen kannst. <1A! gesamt.
Bzw. diese als Dauer-High_Pegel zu verwenden,
zB als Referenz für etwas; bzw. als Digi-Logik_Fix-Pegel.
Achtung dabei!!!!! dass die passende Schaltung mit dem passenden
Pegel (bzw. Versorgung) verbunden wird!!! sonst knallt's.
5V an 5V! 12V an 12V!


Viel Spaß mit dem recht nützlichen Projekt.

Grüße
Gerald
---

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

olit(R)

E-Mail

Berlin,
02.01.2015,
14:25
(editiert von olit
am 02.01.2015 um 16:29)


@ Reiner

zeitverzögertes Rechtecksignal

Wenn es mit dem 555 sein soll, ist allerdings noch ein Inverter und Komparator erforderlich.

Über die Flankensteilheit des 90° Ausganges kann ich keine Aussage machen.



edit.:
Irgendetwas geht doch immer schief! :-(
R2 gehört da nicht hin, wo er eingezeichnet ist.
R1 (51k) geht direkt an Pin2 & 6!
R2 (22k) geht von Pin 2&6 nach Pin 7
So entsteht ein Tastverhältnis von 1:1

edit. 2:
Ich habe es mal ausprobiert.
Die gekrümmte Lade- und Entladekurve des RC-Gliedes
Fällt viel stärker ins Gewicht als ich erwartet hätte.
Die Verschiebung entspricht bei weitem nicht 90°!
Es sind annähernd 45°.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
02.01.2015,
16:19

@ olit

zeitverzögertes Rechtecksignal

» Wenn es mit dem 555 sein soll, ist allerdings noch ein Inverter und
» Komparator erforderlich.
»
» Über die Flankensteilheit des 90° Ausganges kann ich keine Aussage machen.
»
»
»

Da es ein bipolarer NE555 ist, unbedingt ein Elko mit 10 µF zu C1 parallel schalten. Du weisst warum, aber Reiner wohl eher nicht. Deshalb hier der passende E-Minikurs, der genau beschreibt worum es dabei geht und warum die CMOS-Alternative LMC555 oder TLC555 sehr oft die bessere Wahl ist. U.a. gerade auch hier, weil es diesen Elko nicht benötigt:

"LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar)"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm

--
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

olit(R)

E-Mail

Berlin,
02.01.2015,
16:39
(editiert von olit
am 02.01.2015 um 16:44)


@ schaerer

zeitverzögertes Rechtecksignal

» » Wenn es mit dem 555 sein soll, ist allerdings noch ein Inverter und
» » Komparator erforderlich.
» »
» » Über die Flankensteilheit des 90° Ausganges kann ich keine Aussage
» machen.
» »
» »
» »
»
» Da es ein bipolarer NE555 ist, unbedingt ein Elko mit 10 µF zu C1 parallel
» schalten. Du weisst warum, aber Reiner wohl eher nicht. Deshalb hier der
» passende E-Minikurs, der genau beschreibt worum es dabei geht und warum die
» CMOS-Alternative LMC555 oder TLC555 sehr oft die bessere Wahl ist. U.a.
» gerade auch hier, weil es diesen Elko nicht benötigt:
»
» "LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar)"
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm

Ist Letzen Endes sowieso egal. ;-)
Ich musste zweimal editieren.

edit1

Irgendetwas geht doch immer schief!
R2 gehört da nicht hin wo er eingezeichnet ist.
R1 (51k) geht direkt an Pin2 & 6!
R2 (22k) geht von Pin 2&6 nach Pin 7
So entsteht ein Tastverhältnis von 1:1


Das zweite “edit“ macht die Schaltung unbrauchbar.

edit 2
Ich habe es mal ausprobiert.
Die gekrümmte Lade- und Entladekurve des RC-Gliedes
Fällt viel stärker ins Gewicht als ich erwartet hätte.
Die Verschiebung entspricht bei weitem nicht 90°!
Es sind annähernd 45°.

Außerdem:
Die Flankensteilheit des “90°“ Komparator ist, wie zu erwarten miserabel!

Man könnte jetzt versuchen, dem einen eigenen U-halbe Spannungsteiler zu verpassen und ihm eine Mitkopplung schenken. Diese müsste so dimensioniert werde, dass die Verschiebung dann auf 90° käme. Aber solche Murkserei möchte ich hier nicht empfehlen.
Da es aber schon auf dem Steckbrett ist, werde ich noch ein bisschen in dieser Richtung herumspielen. :-)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
02.01.2015,
16:53

@ olit

zeitverzögertes Rechtecksignal

» » Da es ein bipolarer NE555 ist, unbedingt ein Elko mit 10 µF zu C1
» parallel
» » schalten. Du weisst warum, aber Reiner wohl eher nicht. Deshalb hier der
» » passende E-Minikurs, der genau beschreibt worum es dabei geht und warum
» die
» » CMOS-Alternative LMC555 oder TLC555 sehr oft die bessere Wahl ist. U.a.
» » gerade auch hier, weil es diesen Elko nicht benötigt:
» »
» » "LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar)"
» » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm
»
» Ist Letzen Endes sowieso egal. ;-)
» Ich musste zweimal editieren.
»
» edit1
»
» Irgendetwas geht doch immer schief!
» R2 gehört da nicht hin wo er eingezeichnet ist.
» R1 (51k) geht direkt an Pin2 & 6!
» R2 (22k) geht von Pin 2&6 nach Pin 7
» So entsteht ein Tastverhältnis von 1:1

Einfach noch kurz darauf hingewiesen: Mit der CMOS-Version LMC/TLC555 gibts einen symmetrischen Rechteck mit nur einem Timing-Widerstand und einem Timing-Kondensator:



Mehr dazu im oben genannten E-Minikurs im Kapitel "Rechteckgenerator, einfacher und trotzdem besser!". Allerdings stimmt das nur dann, wenn der Ausgang Pin 3 nicht von der Nachfolgeschaltung unzulässig belastet wird, was bei Deiner Schaltung nicht zutreffen würde.

Für den Benutzer des Pin-3-Signales ist evtl. je nach Anwendung ein Buffer notwendig.

--
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

olit(R)

E-Mail

Berlin,
02.01.2015,
17:06

@ schaerer

zeitverzögertes Rechtecksignal

» » » Da es ein bipolarer NE555 ist, unbedingt ein Elko mit 10 µF zu C1
» » parallel
» » » schalten. Du weisst warum, aber Reiner wohl eher nicht. Deshalb hier
» der
» » » passende E-Minikurs, der genau beschreibt worum es dabei geht und
» warum
» » die
» » » CMOS-Alternative LMC555 oder TLC555 sehr oft die bessere Wahl ist.
» U.a.
» » » gerade auch hier, weil es diesen Elko nicht benötigt:
» » »
» » » "LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar)"
» » » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm

» »
» » Ist Letzen Endes sowieso egal. ;-)
» » Ich musste zweimal editieren.
» »
» » edit1
» »
» » Irgendetwas geht doch immer schief!
» » R2 gehört da nicht hin wo er eingezeichnet ist.
» » R1 (51k) geht direkt an Pin2 & 6!
» » R2 (22k) geht von Pin 2&6 nach Pin 7
» » So entsteht ein Tastverhältnis von 1:1
»
» Einfach noch kurz darauf hingewiesen: Mit der CMOS-Version LMC/TLC555 gibts
» einen symmetrischen Rechteck mit nur einem Timing-Widerstand und einem
» Timing-Kondensator:
»
»
»
» Mehr dazu im oben genannten E-Minikurs im Kapitel "Rechteckgenerator,
» einfacher und trotzdem besser!". Allerdings stimmt das nur dann, wenn der
» Ausgang Pin 3 nicht von der Nachfolgeschaltung unzulässig belastet wird,
» was bei Deiner Schaltung nicht zutreffen würde.
»
» Für den Benutzer des Pin-3-Signales ist evtl. je nach Anwendung ein Buffer
» notwendig.

Ich hatte doch sowieso schon damit gerechnet, dass du die Vorzüge der CMOS-Version ins Spiel bringst. Dieses (dein Lieblingsargument) bezweifele ich auch nicht! ;-)

Unterdessen konnte ich die Flanken durch eine Mitkopplung am “90°“ Komparator (der nun ein Schmitttrigger ist) verbessern. Und mit der Anpassung der Mitkopplung auch den “Winkel“ verschieben. Nur dieser 90° Ausgang hat nun kein 1:1 Verhältnis mehr.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
02.01.2015,
17:47

@ olit

zeitverzögertes Rechtecksignal

» Ich hatte doch sowieso schon damit gerechnet, dass du die Vorzüge der
» CMOS-Version ins Spiel bringst. Dieses (dein Lieblingsargument) bezweifele
» ich auch nicht! ;-)

Noch ein weiteres Mal, es geht mir gar nicht um Dich. Für mich hat ein Forum ganz generell einen hohen Stellenwert für's Kollektive. Das ist in der Regel auch das Hauptmotiv warum ich in Foren mitwirke, weil der Einzelne Forumsschreiber erreicht damit immer viele Interessenten, worum es thematisch auch geht.

Dies auch indirekt beim ELKO-Forum mit seiner sehr hohen GOOGLE-Sensivität.

In Zukunft - falls ich dran denke - beginne ich ein solches Posting stets mit den Worten "An alle interessierten Leser:", denn so ist es dann eindeutig und unmissverständlich.

Und jetzt zum Schluss ein ELKO-Bier zum Freitag Abend.

--
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

Reiner

E-Mail

02.01.2015,
17:58

@ schaerer

zeitverzögertes Rechtecksignal

Hallo zusammen,
erst einmal vielen Dank für die vielen und schnellen Antworten. Zugegebener Weise bin ich jetzt erst einmal überfordert. Wie schon gesagt, bin ich nicht mehr so im Thema drin und muss mich wieder rein finden. Macht mir aber viel Freude. Ich denke ich werde mal den Vorschlag von olit aufgreifen und mir den L 393 beim Conrad holen. So etwas habe ich nicht vorrätig. (Noch nicht) Für weitere Vorschläge bin ich immer dankbar. Und ein Feierabendbier werde ich mir jetzt auch gönnen.

Gruß

Reiner

olit(R)

E-Mail

Berlin,
02.01.2015,
18:01
(editiert von olit
am 02.01.2015 um 18:16)


@ schaerer

zeitverzögertes Rechtecksignal

» » Ich hatte doch sowieso schon damit gerechnet, dass du die Vorzüge der
» » CMOS-Version ins Spiel bringst. Dieses (dein Lieblingsargument)
» bezweifele
» » ich auch nicht! ;-)
»
» Noch ein weiteres Mal, es geht mir gar nicht um Dich. Für mich hat ein
» Forum ganz generell einen hohen Stellenwert für's Kollektive. Das ist in
» der Regel auch das Hauptmotiv warum ich in Foren mitwirke, weil der
» Einzelne Forumsschreiber erreicht damit immer viele Interessenten, worum es
» thematisch auch geht.
»
» Dies auch indirekt beim ELKO-Forum mit seiner sehr hohen GOOGLE-Sensivität.
»
»
» In Zukunft - falls ich dran denke - beginne ich ein solches Posting stets
» mit den Worten "An alle interessierten Leser:", denn so ist es dann
» eindeutig und unmissverständlich.
»
» Und jetzt zum Schluss ein ELKO-Bier zum Freitag Abend.
»
»

Da ich deine Motive seit langen kenne, Musst du dich nicht rechtfertigen. ;-)

Da wir unser Bier auch redlich verdient haben Wollen, hier noch eine Zuwendung zum TE

Wir wissen ja nicht, welche Präzision du benötigst.
Mit einem CMOS-555ziger lässt sich ein 1:1 Verhältnis natürlich leicht realisieren.
Wobei da, wie gesagt, ein Buffer notwendig werden könnte.
Wenn es bei dem 90° Ausgang nicht auf ein Tastverhältnis von 1:1 ankommt,
ist hier eine funktionsfähige, einfach zu realisierende Schaltung.

Oben ist das 180° Signal.
Unten das “90°“ Signal.






edit.:
Ohne scheint’s bei mir nicht zu klappen.

Pin 4 des NE555 solltest du an die Positive Versorgungsspannung schalten.
Bei der CMOS Version ist die Beschaltung von Pin 4 absolute Bedingung!

olit(R)

E-Mail

Berlin,
03.01.2015,
14:43

@ Offroad GTI

zeitverzögertes Rechtecksignal - Frequenzteiler

» Daher würde ich einen Frequenzteiler aus einer handvoll Logik (2x D
» Flipflop und 1x Exklusiv ODER) vorschlagen:
»
» Wie du siehst, halbiert die Schaltung die Frequenz der Signale, aber das
» dürfte ja nicht weiter stören, wenn man daran denkt ;-)

Ich habe deine Schaltung mal mit TTL ICs aufgebaut.
Sie birgt eine gewisse Gefahr in sich.
Durch die Verzögerung vom Eingang zum Ausgang des Zweiten D-Flip-Flop,
wird das EXOR-Gatter kurzzeitig irritiert.
Um diese Nadel sichtbar zu machen, habe ich die Schaltung mit 110kHz angesteuert.
Die D-Flip-Flop bestehen aus D174 = 7474
Ein EXOR-Gatter, oben dargestellt, besteht aus vier NAND-Gattern. D100 = 7400
Ein weiteres EXOR-Gatter, unten dargestellt, ist ein echtes EXOR. DL086 = 74LS86


olit(R)

E-Mail

Berlin,
03.01.2015,
15:33

@ olit

zeitverzögertes Rechtecksignal - Frequenzteiler

Mit zwei zusätzlichen Verzögerungsgattern, lassen sich die Nadeln soweit unterdrücken, dass sie unwirksam werden.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
03.01.2015,
16:06
(editiert von olit
am 03.01.2015 um 16:16)


@ olit

zeitverzögertes Rechtecksignal - Frequenzteiler

» Mit zwei zusätzlichen Verzögerungsgattern, lassen sich die Nadeln soweit
» unterdrücken, dass sie unwirksam werden.
»
»

Hier ist auch noch ein Oszillogram dazu.
Dieses Mal habe ich die Frequenz auf 1,1MHz erhöht, um die nadeln deutlicher darzustellen.
Bei dem EXOR aus den 7400 Gattern ist überhaupt keine Nadel mehr zu erkennen.




edit.:
Zum Vergleich noch mal ohne Verzögerungsgatter bei 1,1MHz


gast (A)

03.01.2015,
17:13

@ olit

zeitverzögertes Rechtecksignal - Frequenzteiler

» » Mit zwei zusätzlichen Verzögerungsgattern, lassen sich die Nadeln soweit
» » unterdrücken, dass sie unwirksam werden.
» »
» »
»
» Hier ist auch noch ein Oszillogram dazu.
» Dieses Mal habe ich die Frequenz auf 1,1MHz erhöht, um die nadeln
» deutlicher darzustellen.
» Bei dem EXOR aus den 7400 Gattern ist überhaupt keine Nadel mehr zu
» erkennen.
»
»
»
»
» edit.:
» Zum Vergleich noch mal ohne Verzögerungsgatter bei 1,1MHz
»
»
»

Man kann es auch so machen, dann dürfte der Effekt nicht auftreten:

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20150103171124.asc



Gruß Andi

217.81.1x4.2