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Diskussion:Bit togglen

2004-07-21T08:19:39Z

217.229.98.242:

Ich habe den Inhalt aus dem Forum kopiert: http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-100190.html#100235
muss man dazu bie User um Erlaubnis fragen?

74xx

2004-07-20T23:53:14Z

217.229.98.242:

Die 74xx-Serie ist die am weitesten verbreitete [[Digital]]-[[IC]]-Familie.

Das Präfix gibt auskunft über den verwendbaren Temperaturbereich.

{| border=1
|74||0°C bis +70°C (Standard)
|-
|54||-55°C bis +125°C (militärisch)
|-
|84||-25°C bis +85°C
|}

Benennung: Baureihe + Typ

== Baureihen ==

* [[TTL]]
** 74 = TTL (veraltet)
** 74H = Highspeed TTL (veraltet)
** 74ALS = Advanced Low Power Schottky TTL
** 74AS = Advanced Schottky TTL
** 74F = Fast TTL
** 74L = Low Power TTL (veraltet)
** 74LS = Low Power Schottky TTL (Ersatz für 74 und 74L)
** 74S = Schottky TTL

* [[CMOS]]
** 74AC = Advanced CMOS
** 74ACT = AC mit TTL-kompatiblen Eingängen
** 74HC = High Speed CMOS
** 74HCT = HC mit TTL-kompatiblen Eingängen
** 74VHC = Very High Speed CMOS
** 74VHCT = VHC mit TTL-kompatiblen Eingängen

* Emittergekoppelte [[Transistor]]logik
** 74ECL
** 74ECTL

* Langsame störsichere Logik
** 74LSL
** 74SZL

* BICMOS [[Bus]]-Interface-Logik
** 74BCT (siehe [http://focus.ti.com/docs/logic/catalog/overview/overview.jhtml?templateId=5020&path=templatedata/cm/ovw/data/bct_overview Texas Instruments])
** 74ABT

== Typen ==


<pre>
00 Quad 2 Input NAND
01 4 NAND - Gatter mit je 2 Eingängen
02 Quad 2 Input NOR
03 4 NAND - Gatter mit je 2 Eingängen
04 Hex Inverter
05 Hex Inverter Open Collector
06 Hex Inverter Buffer/Driver
07 Hex Buffer Driver
08 Quad 2 Input AND
09 4 AND - Gatter mit je 2 Eingängen
10 Triple 3 Input NAND
11 Triple 3 Input AND
12 3 NAND - Gatter mit je 3 Eingängen
14 Hex Inverting Schmitt Trigger
15 3 AND - Gatter mit je 3 Eingängen
16 Hex Buffer Driver
17 Hex Buffer/Driver Open Collector High Voltage
18 2 NAND Schmitt-Trigger mit je 4 Eingängen
19 6 Invertierende Schmitt-Trigger
20 Dual 4 Input NAND
27 Triple 3 Input NOR
38 Quad 2 Input NAND Open Collector
42 BCD to Decimal Decoder
73 Dual J-K Flip Flop w/reset
74 Dual D Flip Flop
75 Dual JK Master/Slave Flip Flop
76 Dual JK Flip Flop With Preset and Clear
86 Quad XOR
93 4 Bit Binary Ripple Counter
93 4 Bit Counter
95 4 Bit Parallel Access Shift Register
121 Retriggerable Monostable
123 Dual Retriggerable Monostable Multivibrator w/reset
125 Quad 3 State Buffer
132 Quad Schmitt Trigger
151 8 Input Multiplexer
155 Dual 2/4 Demultiplexer
156 Dual 2/4 Demultiplexer
157 Quad 2/1 Data Selector
161 Sync 4 Bit Binary Counter Async Reset
164 8 Bit Serial Shift Register
177 Presettable Binary Counters/Latches
193 IC, Syncronous 4 Bit Up/Down Counter
221 IC, Dual Monostable Multivibrator w/Reset
259 IC, 8 Bit Addressable Latch
366 IC, Tri-State Hex Buffer
367 IC, Tri-State Hex Buffer Non Inverting
595 8-bit SIPO mit Output Latch
</pre>

Pulsweitenmodulation

2004-07-20T23:40:15Z

217.229.98.242: /* Leistung */

==Einleitung==

Bei der '''Pulsweitenmodulation''' (engl. Pulse Width Modulation, abgekürzt '''PWM''') wird die Ein- und Ausschaltzeit eines Rechecksignals bei fester Grundfrequenz variiert. Das Verhältnis <math>t_{ein} / (t_{ein} + t_{aus})</math> bezeichnet man als '''Tastverhältnis'''.

Wie leicht zu erkennen ist gilt für den '''Mittelwert''' der Spannung
:<math>U_m = U_{aus} + (U_{ein} - U_{aus}) \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}}</math>.

<math>U_{aus}</math> ist dabei normalerweise 0V, <math>U_{ein}</math> die Betriebsspannung, z.B. 5V.

==Beispiele==

Die folgenden Beispiele zeigen PWM-Signale mit einem Tastverhältnis von 75% bzw. 25%.

<table border="1"><tr><td style="padding: 10px;">
===Beispiel 1===

<math>U_{ein}=5\,\mathrm{V}</math><br>
<math>U_{aus}=0\,\mathrm{V}</math><br>
<math>t_{ein}=3\,\mathrm{ms}</math><br>
<math>t_{aus}=1\,\mathrm{ms}</math><br>

:<math>U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{3\,\mathrm{ms}}{3\,\mathrm{ms}+1\,\mathrm{ms}} = 3,75\,\mathrm{V}</math>

[[Bild:Pwm1.png]]

</td></tr><tr><td style="padding: 10px;">
===Beispiel 2===

<math>U_{ein}=5\,\mathrm{V}</math><br>
<math>U_{aus}=0\,\mathrm{V}</math><br>
<math>t_{ein}=1\,\mathrm{ms}</math><br>
<math>t_{aus}=3\,\mathrm{ms}</math><br>

:<math>U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{1\,\mathrm{ms}+3\,\mathrm{ms}} = 1,25\,\mathrm{V}</math><br>

[[Bild:Pwm2.png]]
</td></tr></table>
<br>

== Leistung ==

Steuert man mit einem pulsweitenmodulierten Signal direkt einen ohmschen Verbraucher an (z.B. Heizdraht), so ist darauf zu achten dass man zur Bestimmung der Leistung '''nicht''' einfach

:<math>P = \frac{{U_m}^2}{R}</math>

rechnen darf, sondern die Leistung während der Ein- und Ausschaltzeit getrennt betrachten muss:

:<math>P = \frac{{U_{ein}}^2}{R} \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein} + t_{aus}} +
\frac{{U_{aus}}^2}{R} \cdot \frac{t_{aus}}{t_{ein} + t_{aus}}</math>.

<table border="1"><tr><td style="padding: 10px;">
=== Beispiel ===

<math>U_{ein} = 4\,\mathrm{V}</math><br>
<math>U_{aus} = 0\,\mathrm{V}</math><br>
<math>t_{ein} = 1\,\mathrm{ms}</math><br>
<math>t_{aus} = 3\,\mathrm{ms}</math><br>
<math>R = 10\,\mathrm{\Omega}</math><br>

Der Mittelwert dieser Spannung ist
:<math>U_m = 1\,\mathrm{V}</math>.
Würde man mit diesem Wert die Leistung berechnen, so käme man auf
:<math>P = \frac{{U_m}^2}{R} = \frac{(1\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} = 0,1\,\mathrm{W}</math>.

Der richtige Wert ist jedoch

:<math>P = \frac{(4\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{4\,\mathrm{ms}} +
\frac{(0\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} \cdot \frac{3\,\mathrm{ms}}{4\,\mathrm{ms}} =
0,4\,\mathrm{W}
</math>.

</td></tr></table>
<br>

== Anwendung ==

=== Motorsteuerung ===

Eine der Hauptanwendungen für PWM ist die Ansteuerung von Motoren. Der große Vorteil von PWM ist hier der gute Wirkungsgrad. Würde man einen Digital-Analog-Wandler mit einem nachgeschalteten Verstärker zur Ansteuerung verwenden, dann würde im Verstärker eine sehr hohe Verlustleistung in Wärme umgewandelt werden; bei einem voll durchgeschalteten [[FET]] ist der Widerstand und damit die Verlustleistung dagegen sehr gering.

=== Digital-Analog-Wandler ===

Bildet man mit einem analogen [[Filter|Tiefpassfilter]] den Mittelwert der Spannung, kann man die Pulsweitenmodulation zum Erzeugen von Analogsignalen verwenden ([[DA-Wandler|Digital-Analog-Wandler]]). Da beim PWM-Signal selbst nur zwei verschiedene Spannungen verwendet werden, wird das manchmal auch als 1-Bit-DA-Wandler bezeichnet; dieser Begriff ist aber ziemlich irreführend, da er nichts mit der Auflösung des resultierenden Analogsignals zu tun hat.

Der Filter könnte zum Beispiel durch eine einfache passive RC-Kombination realisiert sein. Der Filter entfernt die hohe PWM-Grundfrequenz und läßt das geglättete Analogsignal übrig. Die [[Filter#Grenzfrequenz|Grenzfrequenz]] muss so gewählt werden, dass die PWM-Grundfrequenz vollständig entfernt wird; gleichzeitig muß sie aber auch hoch genug sein, um das gewünschte Analogsignal nicht zu verändern.

Pulsweitenmodulation wird auch zur Erzeugung verschiedener Ausgangsspannungen bei [[Schaltregler]]n benutzt. Dabei wird ein [[Transistor]] mit einem variablen Tastverhältnis angesteuert und damit die Ausgangsspannung reguliert.

DTMF

2004-07-20T23:24:29Z

217.229.98.242:

Abkürzung für "Dual Tone Multi-Frequency"

Wird zB. beim Telefon verwendet. Jeder Zahl ist eine Frequenz (ein Ton) zugeortnet und dann somit leicht von Mikrocontrolern erkannt werden.