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Lothar

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07.04.2006, 23:40
 

Oszillator mit NAND-Gatter

Ich habe im Netz eine Bauanleitung für ein Interface für die serielle Schnittstelle gefunden (link) und würde das Gerät gerne nachbauen. Viel Erfahrung mit Elektronik hab ich leider nicht, deswegen ein paar Fragen an die Experten:Für die serielle Datenübertragung benötigt der Empfänger einen Taktgeber, der mit der Baudrate des Computers synchron läuft (in diesem Fall 9600 Hz). Die Abweichung sollte weniger als 5% betragen.Die obige Schaltung verwendet dafür ein NAND-Gatter 4011. Der Schaltplan sieht folgendermassen aus:[image]Die Bauteile sind in der Beschreibung folgendermassen dimensioniert:Rv = 75 K OhmR = 23 K OhmC = 1.8 pFNun hab ich mir die Mühe gemacht und versucht, die Resonanzfrequenz selbst auszurechnen. Die hängt nicht nur von R und C ab, sondern auch davon, bei welcher Eingangsspannung NAND-Gatter auf High bzw. Low schaltet.Aus dem Datenblatt des Bauteils werd ich leider nicht ganz schlau (das Datenblatt findet sich z. B. bei Reichelt, Artikelnummer MOS4011)Dort findet sich die AngabeV IH (High Level Input Voltage) = 3.5 Min.V IL (Low Level Input Voltage) = 1.5 Max.(jeweils bei einer Versorgungsspannung von 5 V)Heisst das nun, dass das Gatter irgendwo zwischen 3.5 und 5 V auf High schaltet? Und wenn ja, ist der genaue Wert dann temperaturabhängig oder nur von Bauteil zu Bauteil verschieden?Wenn der Wert nämlich mit einer so großen Bandbreite schwankt, wird der Oszillator wohl nicht mit der nötigen Genauigkeit funktionieren.Über Tips und Erklärungen würde ich mich sehr freuen.Lothar

Posti(R)

08.04.2006, 01:09

@ Lothar

Oszillator mit NAND-Gatter

Hi» Dort findet sich die Angabe» » V IH (High Level Input Voltage) = 3.5 Min.» V IL (Low Level Input Voltage) = 1.5 Max.» (jeweils bei einer Versorgungsspannung von 5 V)Das sind TTL-Pegel, also Spannungen, ab wann der Eingang als High / Low erkannt wird.Vll hilft Dir Wikipedia weiter:KlickMfGPosti

Skilltronic(R)

08.04.2006, 11:30

@ Posti

Oszillator mit NAND-Gatter

HalloDie Werte sind sowohl Temperaturabhängig als auch von Bauteil zu Bauteil verschieden. Wie übrigens auch bei den Widerständen und dem Kondensator. Der Hersteller garantiert nur, dass bei 5V Betriebsspannung eine Eingangsspannung über 3,5V auf jeden Fall als high erkannt wird, eine unter 1,5 ganz sicher als low. Abweichungen, im ersten Fall nach unten, im zweiten nach oben sind möglich, aber dafür übernimmt der Hersteller eben keine Garantie mehr. Es kann sein, dass ein Eingang bei ansteigender Spannung schon ab 3,4V auf high und bei sinkender ab 1,6V auf low schaltet, muss aber nicht. Der Bereich zwischen diesen Schaltschwellen ist die Hysterese. Dort kommt es immer darauf an, ob man mit der Spannung gerade von oben oder von unten kommt.Da der Kondensator und die Widerstände schon Werksmässig einige Prozent Abweichung haben, kommst du mit Ausrechnen wahrscheinlich sowieso nicht auf die gewünschten 5% Genauigkeit, da würde nur Messen helfen. Zudem ist die Schaltung wie gesagt auch noch Temperaturabhängig. Vielleicht wäre eine andere, z.B. mit einem Quarzoszillator, dessen Frequenz dann digital heruntergeteilt wird, besser geeignet. Sicher hat hier jemand einen passenden Schaltplan in der Hinterhand. GrussSkilltronic

kalledom(R)

08.04.2006, 11:35

@ Lothar

Oszillator mit NAND-Gatter

Hallo Lothar,bei R-C-Schaltungen mit Logikbausteinen sollten diese Schmitt-Trigger-Eingänge haben. Bausteine ohne ST-Eingang mögen nur Logikpegel, also GND oder Plus, und keine Spannungen mitten drin.Der 4093 ist ein NAND mit ST-Eingängen.Alternativ kannst Du einen Timer NE555 verwenden und mit einem Poti die Frequenz annähernd genau einstellen.Siehe http://www.domnick-elektronik.de/elek555.htm den Plan \'Der 555 als astabile Kippstufe / Multivibrator\'.PS: Natürlich ist ein Quarzoszillator z.B. 2,4576 MHz mit anschließendem Teiler auf jeden Fall vorzuziehen.

Lothar

08.04.2006, 15:27

@ kalledom

Oszillator mit NAND-Gatter

Danke für die schnellen Antworten!Ich werde wohl einen Quarz-Oszillator verwenden, dann hab ich keine Probleme mit der Genauigkeit. Kann ich einfach den Ausgang eines 2,4576 MHz-Oszis an den Clock-Eingang eines 8-Bit-Zählers hängen und dann am Ausgang Q8 die gewünschten 9.6 kHz abgreifen oder muss ich da noch was zwischenschalten?Mit welchem Ausgangsstrom kann ich diese Logikbausteine eigentlich belasten? Reicht das für eine LED mit Vorwiderstand?viele Grüße,Lothar

kalledom(R)

08.04.2006, 15:51

@ Lothar

Oszillator mit NAND-Gatter

2457600 Hz / 9600 Baud = 256Ein Quarz-Oszillator liefert für TTL-Logik-Bausteine (5 Volt)ausreichend Strom.Du kannst mit 1 x 8 Bit oder 2 x 4 Bit Binär-Zähler den Quarz-Oszillator auf die Baudrate runter teilen.Da es sich in Deiner Schaltung um CMOS-Bausteine handelt, empfehle ich Dir einen 4060 und einen 2,4576 MHz Quarz. An dessen Ausgänge kannst Du dann von 38400 ... 9600 ... 600 Baud alles abnehmen.Was Du mit der LED möchtest, ist mir in dem Zusammenhang nicht klar; 9600 Baud sind ca. 0,1 ms und da kannst Du nichts mehr \'blinken\' sehen.Grundsätzlich kannst Du Low Current LED\'s mit ...5 mA an Ausgänge dran hängen. Es ist immer der Gesamtstrom / die Gesamtleistung des Bausteins zu bewerten. Im Sommer bei 40 Grad ist da nicht sehr viel Spielraum, die Bausteine werden dann besonders warm und manch ein Baustein stirbt dann den \'Hitzetod\'.Wenn der Strom also höher wird, setz einen Transistor oder Treiber davor.

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