Hi, ich habe auf meinem Steckbrett einen einfachen RC-Oszillator mit einem 74HC04 Hex-Inverter aufgebaut. Die Standardschaltung eben 10k Widerstand als Feedback und am Eingang einen 100nF Kondensator. Das IC hat laut Datenblatt eine untere Schwelle von 1.35V und eine obere von 3.15V. Ich habe ausgerechnet, dass die Frequenz etwa 655Hz betragen sollte. SOLLTE.... Der Oszillator schwingt schön, allerdings bei mehreren MHz. Eine genaue Aussage ist auf Grund eines sehr hohen Jitters und des resultierenden schlechten Oscar Bildes nicht möglich. Die Spannung am Kondensator liegt etwa auf halber Betriebsspannung und schwankt nur noch im sehr kleinen mV Bereich. Die Frequenz ändert sich übrigens nicht wenn ich statt 100nF einen 1µF oder einen 10nF Kondensator nehme. Wenn man das Ausgangssignal bei einer hohen Zeiteinstellung betrachtet, fällt noch etwas auf: Das Signal ist zwischen durch 0 und wenn es 1 ist, dann schwingt es mit besagter Frequenz im MHz-Bereich. Grob geschätzt, könnte die Frequenz dieser Abfolge, also 0 und Schwingen, etwa mit der soll Frequenz übereinstimmen. Alle Bauteile wurden mehrfach ausgetauscht, um Defekte auszuschließen. Senkt man die Betriebsspannung, sinkt die Frequenz erwartungsgemäß. Bei 1V ist der Jitter klein genug um eine Aussage machen zu können. Die Frequenz liegt hier bei 1kHz. Das muss nicht exakt stimmen --> Oszilloskop Baujahr 1978. Letzte Kalibrierung --> kA. Bei 1V sind auch die Spannungsschwankungen am Kondensator messbar - etwa +-100mV - und haben eine ordentliche Kurvenform. Interressant ist auch folgendes: Wenn ich drei Inverter nehme und jeden mit einem RC-Glied gleicher Zeitkonstante am Eingang versehe und den letzten Ausgang mit dem ersten RC-Glied verbinde - hoffe man kann sich die Schaltung vorstellen - dann kommen messbare Frequenzen dabei rum, die aber trotzdem viel zu groß sind gegenüber meinen Berechnungen für diese neue Schaltung. Ich bin langsam überfragt, wo hier der Fehler sein könnte. Vielleicht ist auch der Oscar nicht mehr ganz so fit, aber ein defekter Oscar "erfindet" doch keine Wellenformen, oder?
Ich liebe beschreibungen von Schaltungen in Textform. Kannst du mal die Schaltung posten wie die aussieht dann geht das einfacher dir bei deinem Problem zu helfen. Gruss Helmi
1 | Das IC hat laut |
2 | Datenblatt eine untere Schwelle von 1.35V und eine obere von 3.15V. |
Vo steht dass? Was du brauchst ist ein 74HC14, Inverter mit Hysteresis. Gruss Branko
Und hier das Datenblatt. Auf Seite 3 in der Tabelle wird V(IH) für 4.5V VDD mit min. 3.15V ausgewiesen und V(IL) mit max. 1.35V. Allerdings würde die fehlende Hysterese die Symptome erklären. Die Frequenz wäre dann vom Delay und Rise-Time des 74HC04s bestimmt, die ja auch betriebsspannungsabhängig sind. Wenn er also keine Hysterese hat, warum schreiben die dann sowas ins Datenblatt?
Das funktioniert nur mit Schmitt-Trigger Invertern wie den HC14. Mit normalen Invertern geht es nicht.
Gut hab ich jetzt verstanden. Der 04er scheint offensichtlich keine Hysterese zu haben. Aber was ist jetzt mit den Werten im Datenblatt, das interressiert mich jetzt. Offensichtlich schaltet das Teil ja nicht erst bei 3.15V bzw. 1.35V sondern mehr in der Mitte.
> Auf Seite 3 in der Tabelle wird V(IH) für 4.5V VDD mit min. 3.15V > ausgewiesen und V(IL) mit max. 1.35V. > Allerdings würde die fehlende Hysterese die Symptome erklären. Die > Frequenz wäre dann vom Delay und Rise-Time des 74HC04s bestimmt, die > ja auch betriebsspannungsabhängig sind. Wenn er also keine Hysterese > hat, warum schreiben die dann sowas ins Datenblatt? Die Angaben im Datenblatt sagen nur aus, dass du bei Eingangsspannungen zwischen 1,35V und 3,15V nicht mit einem eindeutig definierten Ausgangspegel rechnen kannst. Die angegeben Werte sind keine Schaltschwellen und implizieren deswegen auch keine Hysterese.
>ich habe auf meinem Steckbrett einen einfachen RC-Oszillator mit einem >74HC04 Hex-Inverter aufgebaut. Ich kenne die Schaltung, wie z.B. auch hier http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Bild:Kippschwinger_mit_Schmitt-Trigger.GIF&filetimestamp=20080306102617 gezeigt, nur mit Schmitt-Trigger (oder ich erinnere mich nicht mehr an alles ...). Wenn nur Inverter verwendet werden, dann wird mit drei in Serie geschalteten Invertern gearbeitet: - C vom E1 nach A2 - R vom E1 nach A3
Ja, der HC04 hat keine Hysterese und die 74HC schalten ungefähr bei VCC/2 (im Unterschied zu TTL und 74HCT). Im Schaltpunkt verhält sich das Teil wie ein Verstärker, was bei der Verwendung als Quarz-Oszillator genutzt wird (bei 74HCU04). Die Angaben Vil/Vih definieren den gültigen Bereich, d.h. zwischen Vil und Vih ist das Verhalten nicht definiert.
Die Undefiniertheit erklärt auch den starken Jitter. Danke für die kostenfreie Beratung.
Es geht auch mit einem HC04 als Rechteckgenerator . Frequenz ca. 1/(2.5*C1*R2) Gruss Helmi
@ Helmut Lenzen (helmi1) >Es geht auch mit einem HC04 als Rechteckgenerator . Ist aber bisweilen unsicher im Anschwingen. Die Drei-Gatter-Version ist sicher. http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-118.pdf MFG Falk
@Falk Die Applikation kannte ich bisher nicht. Aber das ist auch schon Jahrzehnte her wo ich den letzen Oszillator so aufgebaut habe. Nehme entweder Quarzoszillator oder den Schmitttrigger type. Gruss Helmi
@ Gast: Im Datenblatt des 74HC04 (von ST) stehen auch auf Seite 2 unter "Recommended Operating Conditions" die Werte für tr und tf bei verschiedenen Vcc. Dies sind die Knackpunkte bei ICs die keine Schmitt-Trigger-Eingänge haben. Das Eingangssignal muß den 'verbotenen' Bereich im angegebenen Zeitraum (oder schneller) durchlaufen, d.h. den sich ergebenden Spannungsbereich aus den unter "DC Specifications" angebenen Spannungswerte für VIH und VIL (welche ebenfalls wieder anhängig von Vcc sind). Andernfalls läuft das Gatter gefahr zu oszillieren. Übrigens passiert das u.U. auch, wenn unbenutzte Gatter-Eingänge in einem IC nicht beschaltet sind und einfach in der 'Luft' hängen. Aus 'Sympathie' schwingen sie gerne mit und bringen dann manchmal das ganze IC 'durcheinander'.
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