Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ist das eine bessere Alternative zur takterzeugung?


von M. S. (ms111)


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Ich bin im Internet bei der Suche nach einer Schaltung auf eine 
ungwöhnliche Art der Takterzeugung gestoßen. So wird auf dem Angehängten 
Schaltplan mithilfe eines 6-fach Inverters ein takt erzeugt. Nun würde 
ich gerne kurz wissen wieso man auf solch eine Art der takterzeugung 
zurückgreift. Hat diese schaltung irgendwelche Vorteile gegenüber zB 
einem Taktgeber mit einem NE555? Also zB das die andere genauere oder 
steilere flanken hat oder so, bzw mit höheren frequenzen zurecht kommt?
Es handelt sich bei der Schaltung um ein 4069

: Bearbeitet durch User
von derguteweka (Gast)


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Moin,

Der Vorteil dieser Schaltung kommt hauptsaechlich dann zum Tragen, wenn 
du keinen einzigen 555 hast, aber noch ein paar Inverter irgendwo 
rumliegen...

Gruss
WK

von M. S. (ms111)


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oki danke :) wenn man beides in großer Zahl rumliegen hat was würde man 
denn da dann eher nehmen? Es geht um eine takterzeugung für serielle 
datenübertragung.

von Joachim B. (jar)


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sieht mir eher wie ein Prinzipbild aus, ich kenne das eher mit 
Schmitttrigger Eingängen, dort sind die Flanken steiler bzw. die 
Umschaltung oder so ist mir noch in Erinnerung.

Warum, weil noch einige Gatter über sind und keine extra Bauteile Geld 
oder Platz verschwenden, weil es extrem billig werden soll, weil es für 
die Anwendung genügt oder nur um zu Zeigen das es geht?

von Arduinoquäler (Gast)


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Malte S. schrieb:
> So wird auf dem Angehängten
> Schaltplan mithilfe eines 6-fach Inverters ein takt erzeugt

Huuuuch, ich hab eine Sehschwäche, ich sehr nur drei.

Und eine davon ist auch noch überflüssig.

von M. S. (ms111)


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Arduinoquäler schrieb:
> Malte S. schrieb:
>> So wird auf dem Angehängten
>> Schaltplan mithilfe eines 6-fach Inverters ein takt erzeugt
>
> Huuuuch, ich hab eine Sehschwäche, ich sehr nur drei.
>
> Und eine davon ist auch noch überflüssig.
Ja ich weiß das sind nur drei aber der 4069 ist ein 6-fach Inverter :D 
auch wenn von den 6 nur drei benutzt werden von denen noch einer wie 
du/sie sagst überflüssig ist :D

von Dagdgeber (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Es geht um eine takterzeugung für serielle datenübertragung.

Vermutlich serielle Rauchzeichen.

von M. S. (ms111)


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Okay danke für die Antworten :) ich werde vermutlich lieber nen NE555 
nehmen da der kleiner ist und weniger platz verschwendet

von M. S. (ms111)


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Dagdgeber schrieb:
> Malte S. schrieb:
>> Es geht um eine takterzeugung für serielle datenübertragung.
>
> Vermutlich serielle Rauchzeichen.

Anstelle der LED kommt vermutlich ein eingang eines Schieberegisters und 
eines binärzählers also eher keine rauchzeichen vermute ich ^^

von Dagdgeber (Gast)


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Malte S. schrieb:
> und weniger platz verschwendet

Ja ich bin auch gegen die Platzverschwendung durch Urwald-Abholzung.

von npn (Gast)


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Arduinoquäler schrieb:
> Und eine davon ist auch noch überflüssig.

Du meinst sicherlich das dritte Gatter. Meiner Meinung nach dient das 
zur Entkopplung, damit die Last keinen Einfluß auf R/C hat. Insofern 
durchaus nicht überflüssig!

von Max M. (jens2001)


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Arduinoquäler schrieb:
> Und eine davon ist auch noch überflüssig.

Und welcher soll da deiner Meinung nach überflüssig sein?

von derguteweka (Gast)


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Moin,

Malte S. schrieb:
> Es geht um eine takterzeugung für serielle
> datenübertragung.

Dann wuerd' ich keinerlei RC-basierte Schaltung nehmen, sondern eher 
einen CD4060 mit entsprechendem Quarz(oszillator aus seinen Gattern). RC 
Oszillatoren sind mir nicht frequenzstabil genug.

Gruss
WK

von R. M. (rmax)


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Wer sagt denn, daß es sich um eine asynchrone serielle Übertragung 
handelt, bei der es auf die Genauigkeit des Taktgebers ankommt?

von Achim H. (anymouse)


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derguteweka schrieb:
> Der Vorteil dieser Schaltung kommt hauptsaechlich dann zum Tragen, wenn
> du keinen einzigen 555 hast, aber noch ein paar Inverter irgendwo
> rumliegen...

Die "rumliegenden Inverter" sind bestenfalls sogar die unbenutzten Teile 
von Mehrfach-Inverter-Gatter wie etwa einem 4096, die man für den Rest 
der Schaltung benötigt. Dann braucht man keinen weiteren Baustein.

Nachteil ist die sehr ungenaue und stark von Bauteil-Toleranzen 
abhängige Frequenz.

Wenn man dagegen für beides einen weiteren Baustein braucht, dessen 
Kosten auch nichts ins Gewicht fallen, und auch alles vorrätig hat, 
würde ich vermutlich den 555 bevorzugen -- es sei denn, der Takt sollte 
schon etwas genauer sein (wie für eine Serielle Schnittstelle a la 
RS232) -- dann würde ich

derguteweka schrieb:

> Dann wuerd' ich keinerlei RC-basierte Schaltung nehmen, sondern eher
> einen CD4060 mit entsprechendem Quarz(oszillator aus seinen Gattern). RC
> Oszillatoren sind mir nicht frequenzstabil genug.

zustimmen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Malte S. schrieb:
> Ich bin im Internet bei der Suche nach einer Schaltung auf eine
> ungwöhnliche Art der Takterzeugung gestoßen. So wird auf dem Angehängten
> Schaltplan mithilfe eines 6-fach Inverters ein takt erzeugt.

Und was soll daran jetzt ungewöhnlich sein? Das ist die Standard- 
schaltung für einen astabilen Multivibrator mit zwei Logik-Gattern und 
einem dritten Gatter als Treiber/Entkoppelstufe dahinter.

> Nun würde
> ich gerne kurz wissen wieso man auf solch eine Art der takterzeugung
> zurückgreift. Hat diese schaltung irgendwelche Vorteile gegenüber zB
> einem Taktgeber mit einem NE555?

Gegenfrage: was soll denn bitte der Vorteil eines 555 sein? Der 555 ist 
ein lausiger Taktgeber. Zumindest die bipolare Variante.
Die o.g. Schaltung dürfte auch älter sein als der 555. Auf jeden fall 
älter als der CMOS-555. Sie funktioniert mit jeder Logikfamilie und über 
weite Frequenzbereiche. Man kann auch den Kondensator durch einen Quarz 
ersetzen und erhält dann einen Quarzoszillator.

> Also zB das die andere genauere oder steilere flanken hat oder so,
> bzw mit höheren frequenzen zurecht kommt?

Alles das auch. Vor allem liefert sie halt einen exakten Logikpegel. Und 
man kann sie aus Gattern bauen, die ja in einer größeren Logikschaltung 
gern mal übrig bleiben. Man braucht eigentlich nur zwei Inverter (womit 
NAND und NOR auch gehen).

> Es handelt sich bei der Schaltung um ein 4069

Das ist ein unwichtiges Detail. Man kann die Schaltung auch mit TTL- 
Gattern aufbauen (allerdings dann nicht mit R1=47K). Oder mit nahezu 
jeder anderen Logikfamilie auch.

von MaWin (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Es handelt sich bei der Schaltung um ein 4069

Typische Laienschaltung gezeichnet von jemandem, der nicht im mindesten 
erfasst hat, wie sie funktioniert. Ach, die Elektronikerseite. Dabei 
steht es schon seit langem in 
derhttp://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.31

Die Spannung am Elko wird bei jedem Umschalten weit ausserhalb der 
Versorgungsspannung geschoben, nehmen wir 6V als Versorgung an, 
Umschaltpunkte der Schmitt-Trigger bei 2V und 4V, dann wechselt er von 
4V auf 10V und von 2V auf -4V.
Blöderweise mögen CMOS ICs wie der CD4069 keine Spannung ausserhalb 
ihrer Versorgungsspannung und leiten die mit Eingangeschuitzdioden ab. 
Einerseits fliesst daraufhin grosse Strom über die Eingangsschutzdioden, 
mindestens so viel wie der Ausgang treiben kann, und wenn das für den 
Eingang ausreicht um den IC ins Latch-Up zu treiben, war's das. 
Ausserdem entladen die Dioden den Elko ruck zuck, von 10V auf 6.7V und 
von -4V auf -0.7V, was die berechnete Frequenz komplett versaut, man 
muss einen ca. doppelt so grossen Elko verwenden.
Ausserdem: Was heisst hier Elko: Der Kondensator wird regelmässig 
umgepolt, das lieben Elkos nun nicht wirklich.
Ach so, sagte ich schon: Natürlich verwendet man keinen einfachen 
Inverter CD4069 sondern einen Schmitt-Trigger wie CD4093, schliesslich 
will man umschalten und nicht durchgleiten und hängt dann in 
Analogrückkopplung bei halber Versorgungsspannung taktlos rum.

Korrekt sieht die Schaltung also so aus:
1
      CD4093
2
  +-|>o-+-|>o-+--
3
  |     |     |
4
 R2     R     |
5
  |     |     |
6
  +-----+--C--+
wobei R2 das Abfliessen der Ladung über die Eingangsschutzdioden 
verhindern soll, also sehr hochohmig ist, Maximalwert begrenzt durch den 
Eingangsstrom des Schmitt-Triggers. Beispielswert 1 Mega Ohm.
Und der C natürlich bipolar sein muss.

Einfacher geht es so:
1
  TC4S584
2
  +-|>o-+--
3
  |     |
4
  +--R--+
5
  |
6
  C
7
  |
8
 GND
bei dem man aber für dieselbe Frequenz mit einem viel grösseren (3 mal 
so grosser Kapazitätswert) Kondenstaor arbeiten muss, dafür fdarf es ein 
gepolter Elko sein.

Malte S. schrieb:
> Hat diese schaltung irgendwelche Vorteile gegenüber zB
> einem Taktgeber mit einem NE555

Sie hat den Nachteil, daß die Frequenz nicht so genau ist.

von Stefan F. (Gast)


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Der NE555 hat einer höhere Stromaufnahme, als ein paar CMOS Gatter.

von M. S. (ms111)


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okay danke für die weiter gehenden Informationen. Ich werde die ganze 
geschichte mit der seriellen datenübertragung einfsch mal mit einem NE 
555 versuchen und schauen ob dies auch geht. Weil der NE 555 ist nur DIL 
8 und die sechs gatter halt DIL 16

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