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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mittlere Schaltzeit von Transistor bestimmen


Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Hi,
mir hat dazu schon jemand in einem anderen Thread geholfen und zwar hat 
der Yagan folgendes geschrieben:

>Mit einem Ringoszillator kann man leicht Transistoren auf ihr
>Schaltverhalten testen: man schaltet 3 (oder besser 5 Stufen)
>hintereinander (Inverter), jeweils den Kollektor einer Stufe direkt mit
>der Basis der folgenden Stufe verbunden. Den Kollektor der letzten Stufe
>verbindet man mit der Basis der ersten Stufe.
>Die Kollektorwiderstände der einzelnen Stufen macht man gleich (etwa
>220Ohm bis 1kOhm, je nach gewünschtem Kollektorstrom und
>Betriebsspannung). Als Versorgungsspannung reichen schon 1,5V.
>Man kann nun mit dem Oszilloskop die Periodendauer des entstehenden
>Rechtecksignals bestimmen, durch 10 teilen (bei 5 Stufen) und erhält die
>mittlere Schaltzeit einer Transistorstufe.

Dazu hab ich allerdings noch ein paar Fragen. Der Emitter wird auf 
Ground gelegt oder? Reicht als Betriebsspannung eine einfache 
Gleichspannung an der Basis der ersten Stufe? Weil würde es dann 
überhaupt anfangen zu schwingen? Das Rechtecksignal das enstehen soll, 
graif ich das an dem Kollektor der letzten Stufe ab?

Gruß Sebastian

Autor: .... (Gast)
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>Reicht als Betriebsspannung eine einfache Gleichspannung an der Basis der ersten 
Stufe?

Natuerlich nicht - der Name war doch Ringoszillator ?

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Ja und? Könntest du das etwas mehr erläautern? Ich mein, wenn ich wüsste 
was ich tun muss, würde ich hier nicht nachfragen oder?

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Kann mir da keiner helfen? Da würd ich echt noch was lernen. :-)

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Ich würd mal grob vermuten, dass basis vom ersten an Kollektor vom 
letzten Transistor kommt, bei dem Wort Ring ist das doch zu vermuten 
oder?

Autor: PJ (Gast)
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Hab keine Ahnung von Ringoszillatoren, aber nach 1 Minute habe ich 
hiermit:

http://www.google.de/search?q=ringoszillator&ie=ut...

schon Lösungen gefunden. Geht oft schneller, als hier auf eine Antwort 
zu warten.

Autor: Stefan Beller (Gast)
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Lies mal http://en.wikipedia.org/wiki/Ring_oscillator

und guck dir dieses Bild an : 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thum...

Die oberen Mosfets können durch Widerstände ersetzt werden, so oder so 
ähnlich ist die Schaltung aus deinem Zitat von oben gemeint.

Viele Grüße
Stefan

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Ich hab jetzt einfachmal so wie ich es verstanden hab, eine Schaltung 
aufgebaut, leider kann ich mir nicht vorstellen wie da etwas schwingen 
soll? Wenn ich die Spannungquelle durch eine Pulsquelle ersetze, dann 
vll, aber so?

Autor: ... (Gast)
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Das ist ja auch Quatsch was du da gezeichnet hast. Such erstmal nach RTL 
Inverter bei google.

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Das dachte ich mir schon deshalb frag ich ja hier nach Hilfe, im Netz 
findet sich wirklich nichts informatives...

Autor: ... (Gast)
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Doch, da findet sich etwas, wenn du nach RTL Inverter suchst. Da sollte 
es dir gleich in die Augen springen, was du falsch gemacht hast. Wenn 
nicht, naja, Angeln ist doch auch ein schönes Hobby. ;-)

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Natürlich finde ich da etwas und mir fällt natürlich auf das die 
Spannungs- bzw. Pulsquelle an den Kollektor angeschlossen wird, 
allerdings hilft mir dass nciht weiter solange ich nciht weiß welches 
von beiden ich überhaupt brauche.
Die meisten Googlergebnisse zeigen mir Ringozillatoren mit MOSFETs und 
Kondensatoren, dass wiederum wäre dann aber was anderes als das in 
meinem oberen Post. Ich finde einfach kein gut verständliches Beispiel 
wie ich mit einem Ringoszillator die Einschaltzeit eines Tranistors 
messe, entweder ist das blanke Theorie oder was ganz anderes.
Mir fehlt einfach ein anschauliches Beispiel...

Autor: A. K. (prx)
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Autor: ... (Gast)
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Sollen wir dir auch noch den Hintern abwischen? Wenn du Ringoszillator 
bei google eingegeben und dir das 2. Ergebnis angeschaut hättest, dann 
wüsstest du wie man die Messung mit Invertern macht. Nun fehlt dir nur 
noch die Information, wie man mit einem Transistor und zwei Widerständen 
einen Inverter aufbaut und dazu habe ich dir das Stichwort gegeben. Wenn 
du das in keinen sinnvollen Zusammenhang bringen kannst, dann bist du 
einfach nicht intelligent genug für Elektronik und solltest dir ein 
anderes Hobby suchen. Oder sag einfach dem Lehrer, dass dir die 
Hausaufgabe zu schwer war, wie auch immer.

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Wie mich doch so eine herablassende Arroganz ankotzt...

1. Vielleicht hättest du etwas mehr versuchen sollen mein Problem zu 
verstehen.

2. Nehm ich leute die sich nur als Gast Einträge machen, eh nicht ernst.

Ich bin weder zu blöd, noch ist mir die Elektronik zu schwer und 
außerdem weit mehr als ein Hobby. Mir ist klar was ein Rigozsillator und 
ein RTL Inverter ist und wie sie funktinieren, nur krieg ich sie nicht 
zusammen zu einem vernünftigen Ergebnis!
Ich hab zum Beispiel eine Quelle gefunen, in denen die Messungen in 
Varianten mit Oscar und Pulsquelle oder nur Oscar durchgeführt werden. 
Allerdings weiß ich nicht was davon in einem Simualtionsprogramm 
funktioniert und was nicht.

Hier nochmal meine Schaltung, messen kann ich dort allerdings nirgens 
was vernünftiges.

Autor: Jens G. (jensig)
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Wenn Du das Beispiel von  A. K. (prx) nimmst, und immer schön OUT mit 
dem IN des nächsten verbindest, und beim letzten OUT gehste wieder 
zurück auf den ersten IN, dann haste Deinen Ring.
Das was Du da gemalt hast, ist Quatsch.

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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auf welche Schaltung beziehst du dich jetzt?

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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jedenfals ist die untere Schaltung, so wie ich es versteh eine 
Ringoszillator mit RTL Invertern und zwar fünfstufig.

Autor: Jens G. (jensig)
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ja - deine letzte Schaltung sieht jetzt weit besser aus. Sollte so 
gehen.

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Gehts aber nich, und das hab ich mir schon vorher gedacht, deshalb ist 
diese abstruse Schaltung oben entstanden.
Alles was ich mit Multisim oder PSpice am Ausgang der letzten Stufe 
messe, ist ein 1.5V Pegel, wie sollte es auch anders sein, denn der 
Ausgang ist ja mit der 1.5 Spannungsquelle über einen 1kOhm Widerstand 
verbunden.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Und was passiert, wenn du deiner Spannungsquelle mal statt 1.5V ein paar 
vernünftige 5V verpasst?

Autor: Jens G. (jensig)
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jetzt mal langsam: wenn Du deine Schaltung wie in deinem Bild am 
11.05.2009 14:26 aufgebaut hast, sollten keine 1,5V am Ausgang 
erscheinen, sondern eher sowas wie 0.7V (und zwar relativ unabhängig von 
der V7, und an jedem Kollektor). Möglicherweise haste da noch irgendeine 
Unterbrechung drin zw. den Teilen in deiner Simu.
Auch kommt es wirklich auf eine ungerade Anzahl Transis an.

Autor: ... (Gast)
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@Sebastian

Hast du dir z.B. das hier 
http://mikro.ee.tu-berlin.de/~eugenio/test/4.CMOS-... mal 
bis zum Ende durchgelesen? Auch die Seite 10?

Autor: ... (Gast)
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Also ich hab das jetzt mal mit deinen Werten simuliert. Es funktioniert. 
Wenn du Oszillatoren simulierst, dann hilft es, wenn du die Quellen bei 
der Simulation bei 0V starten lässt und die Berechnung des Arbeitspunkts 
am Anfang überspringen lässt. Bei LTspice sind das die Parameter "Start 
external DC voltages at 0V" und "Skip initial operating point solution". 
Sonst kann es sein, das keine Schwingung einsetzt.

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Tja, das wird es wohl sein, es ist egal ob ich mit 1.5V oder 5V arbeite. 
Das Problem wird wohl das anschwingen sein, aber wie krieg ich das bei 
Multisim hin? Bzw. wo finde ich die Einstellungen dazu?

Autor: ... (Gast)
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Mach mal aus deiner Spannugnsquelle eine Pulsquelle, die du erst nach 
z.B. 1ms von 0V auf z.B. 3V setzt, wobei die An-Phase dann z.B. 1000s 
lang ist.

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Funktioniert auch nicht. :(

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Ok, ich habs jetzt einfach auch mit LTSpice gemacht und da ist es ganz 
einfach... :)

Jedenfalls hab ich eine mittlere Schaltzeit von 5MHz errechnet stimmt 
das und sind die simulierten Daten realistisch?

Gruß Sebastian

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Heute hab ich die Schaltung mal im Realen aufgebaut und es funktioniert 
auch nicht, es schwingt einfach nciht an. :( Hat jemand vll noch einen 
Tip für mich?

Autor: Jens G. (jensig)
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also  ... (Gast)  kommt in seiner Simu so auf 500kHz. Kommt wohl darauf 
an, wie hoch toff der T's angenommen werden, die schonmal bis an 1µs 
ranreichen könnte, wenn der T vorher gesättigt war.
Wenn er nicht gesättigt war, dürften die Schaltzeiten weit besser sein - 
also 5MHz sind sicherlich nicht verkehrt für diesen Falle.

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Du hast vergessen durch 10 zuteilen, denn sind ja 5 Stufen a Ein- und 
Ausschalten.
Aber warum schwingt die Schaltung nicht im Realen an, ich hab Sie 
gestern auf einer Lochrasterplatine zusammen gelötet, aber ich hab nur 
einen durchgehenden High-Pegel am Ausgang.
Übrigesn funktioniert es auch ohne "Start
external DC voltages at 0V" und "Skip initial operating point solution" 
bei LTSpice.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Sebastian Baier schrieb:

> Aber warum schwingt die Schaltung nicht im Realen an, ich hab Sie
> gestern auf einer Lochrasterplatine zusammen gelötet, aber ich hab nur
> einen durchgehenden High-Pegel am Ausgang.

Fehler beim Aufbau gemacht?

So sieht das bei mir aus: Die Signale an 2 aufeinanderfolgenden 
Transistoren.
5x BC547C, 10k, 1k

Je nach Betriebsspannung (1,2-10V) liegt die Frequenz zwischen 130kHz 
und 30kHz.

Autor: Der schwere Löter (Gast)
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>Aber warum schwingt die Schaltung nicht im Realen an, ich hab Sie
>gestern auf einer Lochrasterplatine zusammen gelötet, aber ich hab nur
>einen durchgehenden High-Pegel am Ausgang.

Verstärker schwingen immer, Oszillatoren nie!

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Der schwere Löter schrieb:

> Verstärker schwingen immer, Oszillatoren nie!

Ist wie bei meinen Aufbauten.
Sobald da irgendwo eine Spule drinnen ist, kann ich sicher sein, dass 
die Schaltung nicht funktioniert. Oh, wie ich die Dinger hasse!

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Benedikt K. schrieb:
> Sebastian Baier schrieb:
>
>> Aber warum schwingt die Schaltung nicht im Realen an, ich hab Sie
>> gestern auf einer Lochrasterplatine zusammen gelötet, aber ich hab nur
>> einen durchgehenden High-Pegel am Ausgang.
>
> Fehler beim Aufbau gemacht?
>
> So sieht das bei mir aus: Die Signale an 2 aufeinanderfolgenden
> Transistoren.
> 5x BC547C, 10k, 1k
>
> Je nach Betriebsspannung (1,2-10V) liegt die Frequenz zwischen 130kHz
> und 30kHz.

Ist das auch mit LTSpice simuliert und wie sieht deine Schaltung aus?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Sebastian Baier schrieb:

> Ist das auch mit LTSpice simuliert

Nein, das ist auf einem Steckbrett aufgebaut.

> und wie sieht deine Schaltung aus?

So wie weiter oben bei dem Schaltplan aus LTSpice, nur eben mit 10k 
anstelle von 15k.

Autor: Sebastian B. (m0nkey)
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Ich gab gerade noch mal alle Leitungen getestet und es ist alle soweit 
in Ordnung, es schwingt nur nicht, ich hab konstant 5V am Ausgang. Das 
kann aber doch nicht an dem 15k Ohm Widerstand leigen oder?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Sebastian Baier schrieb:
> ich hab konstant 5V am Ausgang.

Bei 5 Stufen und 5V Betriebsspannung?
Das kann nicht sein. Entweder schwingt das ganze, oder die Spannung muss 
irgendwo niedriger liegen.

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