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4020 Counter / clear = Spannung bricht zusammen!? (CMOS) (Bauelemente)

verfasst von schaerer(R)  E-Mail, Kanton Zürich (Schweiz), 04.06.2012, 19:02 Uhr
(editiert von schaerer am 04.06.2012 um 19:15)

» Hallo zusammen,
»
» das sind meine ersten Gehversuche in der Digitaltechnik, außerhalb der
» Theorie, ich möchte das ganze "spielerisch" vertiefen und habe einfach mal
» drauf los gebastelt.
»
» Habe Folgendes aufgebaut:
»
» Spannungsversorgung 9V, per 7805 auf 5 Volt gebracht.
» Daran einen 5 MHz Oszillator, der einen Counter (4020) taktet.(Soweit
» alles wunderbar funktionstüchtig)
»
» Am Ausgang des Counters die benötigten Ausgänge auf ein AND Gate, was mir
» dann ca 1kHz ausgeben soll.
» Dieses Signal soll mein "Nutzsignal" werden und gleichzeitig den Counter
» zurücksetzen. (damit es auch 1 kHz wird ;-) )
»
» Wenn ich alles so anschließe, wie auf dem beigefügten Bild, bricht mir das
» 1kHz Rechteck am AND-Ausgang auf 100mV zusammen :-(
Ich denke, Du wirst getäuscht. Der Reset erfolgt dann, wenn alle Eingänge am 74AC08 auf logisch HIGH gehen. In diesem Augenblick geht auch dieser Ausgang auf HIGH und setzt am CD4020-Counter (der hier als Frequency-Divider arbeitet) zurück.

Nun ist es so, dass der CD4020-Counter ein asynchroner Counter ist. Das heisst, dass das Zurücksetzen keinen Takt benötigt. Das Zurücksetzen geht so schnell, wie es die gesamte Logiksinalverzögerung erlaubt. Und das bedeutet ganz praktisch, dass das 1 kHz Signal bestenfalls oder weniger als 100 ns auf dem HIGH-Pegel bleibt. Und das bei einer Periode von 1 ms. Du siehst schlichtweg das Taktsignal nicht.

Mit einem Speicher-Oszi (Digital-Oszi) kannst Du es sichtbar und messbar machen. Oder wenn Du eine sogenannte Logik-Messsonde hast, kannst Du feststellen, dass der Takt da ist und mit einem Frequenzzaehler kannst Du die Frequenz messen.

» Habe dann versuchsweise einen 100k Ohm Widerstand hinter das AND
» geschaltet.

» Nun bricht die Spannung nicht so stark ein, es sind ca noch
» 4,5V Vorhanden (VOR dem Widerstand. Dahinter ist das schöne Rechteck
» Signal zu einem hässlichen 1kHz Sägezahn mit ca 1V geworden, was den
» Counter aber trotzdem resettet.)
Das bestätigt eigentlich meine Aussage. Dass Du etwas siehst, dürfte damit zu tun haben, dass der 100k-Ohm mit der parasitären Kapazität am Eingang eine zusätzliche Verzögerung bewirkt.

Mach das versuchsweise wieder rückgaengig, so wie vorher. Und dann schliess ein Toggle-Flipflop an den 1kHz-Ausgang. Du wirst so ein 500 Hz Rechtecksignal mit d/T=0.5 sehen.

Übrigens, wieso benutzt Du ein 74AC08? Ein 74HC08 würde bei Weitem genügen. Bei 74AC08 musst Du unbedingt ganz nah beim IC ein Abblock-Keramik-Kondensator 100 nF zwischen +5V und GND schalten, weil sonst, kann dieses IC wilde Schwingungen beim Umschalten der Logikpegel verursachen. Das macht man eigentlich immer, aber diese superschnellen AC-Typen sind "wilde Teufel". :-D

»

NACHTRAG: Der 7805 ist nicht richtig realisiert. Es fehlen weitere Kondensatoren und er benötigt einen Minimalstrom von etwa 5 mA. Studier mal genau das Datenblatt und ich empfehle Dir den folgenden Elektronik-Minikurs:
"Integrierte fixe und einstellbare 3-pin-Spannungsregler..."
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ureg3pin.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

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