Hallo,
ich habe zwei Fragen bezüglich eines Oszillators bestehend
aus zwei NAND Gattern. (siehe link)
http://i83.photobucket.com/albums/j295/leoricksimon/gated_osc.gif
Ich habe die Schaltung aufgebaut und diese oszilliert auch.
Jetzt habe ich aber Verständnisprobleme bei der genauen
Funktionsweise der Schaltung.
Mir ist klar wie ein NAND Gatter funktioniert, mir ist auch klar,
dass die NAND Gatter als Inverter beschalten sind.
Nun versuche ich mir den Rest so zu erklären: Der Kondensator wird
aufgeladen und dann wieder über die Widerstände entladen (Von der
Größe des Kondensators und der Widerstände, hängt die Frequenz ab)
Wenn ich nun den 1 MOhm Widerstand durch einen regelbaren Widerstand
ersetze ändert sich das Schwingverhalten der Schaltung nicht
merkbar. Wenn ich aber den 100 kOhm Widerstand durch einen
regelbaren Widerstand kann ich die Schwingfrequenz einstellen.
Nun meine zwei Fragen:
* Mir ist nicht klar warum der 100 kOhm Widerstand überhaupt
notwendig ist?
(Es sollte doch auch reichen den Output des zweiten NANDs in den Input
des ersten zurückzuführen)
* Warum ändert sich die Frequenz nicht merkbar wenn ich den 1 MOhm
Widerstand durch einen viel kleineren Wert ersetze? (Der Kondensator
sollte sich jetzt ja viel schneller entladen können)
Vielen Dank,
Christoph
Hallo,
diese Schaltungsart dürfte ohnehin nur mit CMOS-Gattern funktionieren.
Stell Dir den Pegel am ersten Eingang als L vor und durchdenke den
Ablauf, bis was passiert.
Wie soll der Kondensator sich über den 1M schneller entladen? Wohin?
Gruß aus Berlin
Michael
>Diese Schaltungsart dürfte ohnehin nur mit CMOS-Gattern funktionieren.
Warum?
>Stell Dir den Pegel am ersten Eingang als L vor und durchdenke den>Ablauf, bis was passiert.
Ich glaube jetzt hab ich das Ganze besser verstanden.
L am 1. NAND gibt einen Ouput von H am 1. NAND. Nun wird über den
100 kOhm Widerstand der Kondensator aufgeladen. Der Output des 2. NANDs
ist L, der Kondensator entlädt sich.
Über den 1 MOhm Widerstand ist nun ein H am 1. NAND und ein Output von H
am
2. NAND. Das 1. NAND liefert L, der Kondensator wird nun vom Output des
2. NAND über den 100 kOhm Widerstand aufgeladen und entlädt sich.
Das ganze beginnt von vorne.
Ist das so richtig?
Vielen Dank für die schnelle Antwort,
Christoph
Im wesentlichen wird der Kondensator über den 100k Widerstand entladen,
daher ändert er auch die Frequenz.
Die Funktion is folgendermaßen:
Angenommen, der Ausgang ist auf L. Dann wird dieses L über den
Kondensator und den 1M Widerstand an das linke Nand angekoppelt.
(Mitkopplung.) Dessen Ausgang ist H und lädt den Kondensator.
Erreich der Kondensator die Umschaltschwelle, sagen wir bei 1/2 Vcc, so
sinkt der Ausgang etwas und die Ausgangsspannung der rechten Nands wird
irgendwann dadurch etwas ansteigen.
Man muss bei solchen Schaltungen immer beachten, dass die Gatter einen
"linearen" Bereich haben in dem sie wie ein invertierender Verstärker
arbeiten.
Die Steigende Ausgangsspannung wird über den 100k R und C wieder an den
Eingang des 1. Nands gegeben und die Mitkopplung sorgt dafür, dass das
ganze schnell kippt und H am Ausgang entsteht.
Jetzt kommts: Der Kondensator war vor dem Kippen aber auf etwa 1/2 Vcc
aufgeladen, sodass der eine Kondensatoranschluss jetzt auf 3/2 Vcc, also
Über der Betriebsspannung liegt und sich von dort anfängt zu entladen.
Das ist der Grund, warum der 1M Widerstand da ist, denn über die
Eingangsschutzdioden würde sich sonst der Kondensator sofort auf Vcc
entladen.
Für die Andere Halbperiode funktioniert das genauso, hier erreicht die
Rückgekoppelte Spannung ca. -1/2 Vcc.
Hallo,
weil echte TTL-Gatter (74xx-Serie, keine 74HC(T), das sind CMOS) einen
1M Widerstand am Eingang als offenen Eingang ansehen würden und immer
auf H erkennen würden..
Gruß aus Berlin
Michael
>Das ist der Grund, warum der 1M Widerstand da ist, denn über die>Eingangsschutzdioden würde sich sonst der Kondensator sofort auf Vcc>entladen.
Ich habe jetzt den 1 M Widerstand mal entfernt, es läuft aber trotzdem
immer noch alles so wie vorher.
Habt ihr denn vielleicht eine Linkempfehlung wo solche Grundlagen
durchbesprochen werden? Oder gibts ein Buch, dass man unbedingt lesen
sollte?
mfg,
Christoph
Hallo,
je nach konkreter IC-Technologie gut möglich.
Es ist zwar nicht so unüblich, Logik-Gatter als Oszillator zu
mißbrauchen, eigentlich ist es aber nicht die normale Betriebsart. Ob
das also zu wichtigen Grundlagen zählt, kann ich nicht einschätzen. ;)
Üblicherweise werden die Gatter ja für logische Verknüfungen gebaut und
benutzt, dazu findet man ja genug auch im Netz.
Zu den verschiedenen Technologien eigentlich auch. RTL, DTL, TTL,
L-/S-/F-TTL, PMOS, NMOS, CMOS, dazu dann HC(T),AC(T) und was es noch gab
und gibt. Was man davon wirklich wissen muß, hängt wohl stark vom
Vorhaben und dem Interesse ab.
Gruß aus Berlin
Michael
>Es ist zwar nicht so unüblich, Logik-Gatter als Oszillator zu>mißbrauchen, eigentlich ist es aber nicht die normale Betriebsart. Ob>das also zu wichtigen Grundlagen zählt, kann ich nicht einschätzen. ;)
;-) das war mir bewusst. Mit "wichtigen Grundlagen" meinte ich
eigentlich
die Erklärung wie sich der Kondensator verhält und generell die
Fähigkeit
eine Schaltung mehr oder weniger zu verstehen. Hast du da vielleicht
Empfehlungen (Links und/oder Bücher)?
vielen Dank,
Christoph
Hallo,
meine Einsteigerzeit lag lange vor dem Internet und die Bücher sind
vermutlich auch andere geworden. ;)
Was mir auch hier im Forum oft auffällt: man kennt die sogenannten
Grundlagen und wendet sie dann nicht an.
Nimm Dir eine nicht zu komplexe Schaltung und versuche sie auf das
wesentliche zu reduzieren. Wenn Du weißt, wie ein Transistor
funktioniert, dann ist klar, daß er irgendwoher seine Kollektorspannung
bekommen muß. Soll irgendein Kollektorstrom fließen, muß ein Basisstrom
fließen. Dazu muß es eine passende Spannung zwischen Basis und Emitter
geben, sonst fließ nichts.
Alles simpler Stromkreis, Ohmsches Gesetz usw.
Einfach einen Zustand der Schaltung annehmen und prüfen, ob das Sinn
ergibt.
Geht bei Deinem Oszillator auch nicht anders, man muß einen Zustand
beschließen, von dem man den Kram aufdröselt.
Wenn das nicht zu passen scheint eben fragen...
Wenn die statischen Verhältnisse klar sind, über die Wirkung von
Veränderungen nachdenken.
Da es heute so einfach ist, wird wohl mehr übernommen ohne zu verstehen
als früher (habe ich das Gefühl, kann falsch sein), es wird simuliert
und probiert statt überlegt.
Andereseits wird gerechnet und simuliert und gefragt, wo Teile für 50
Cent aus der Kiste und ein Steckbrett in 5 Minuten die Antwort ergeben
würden.
Gruß aus Berlin
Michael
>Da es heute so einfach ist, wird wohl mehr übernommen ohne zu verstehen>als früher (habe ich das Gefühl, kann falsch sein), es wird simuliert>und probiert statt überlegt.
Dieses Gefühl, dass ich eigentlich nicht genau verstanden habe, warum
der
NAND Oszillator tut was er tut, hat mich auch nicht in Ruhe gelassen und
in das Mikrocontroller-Forum getrieben ;-)
>... man muß einen Zustand beschließen, von dem man den Kram aufdröselt.>Wenn das nicht zu passen scheint eben fragen...>Wenn die statischen Verhältnisse klar sind, über die Wirkung von>Veränderungen nachdenken.
Ja, da werd ich halt einfach üben, üben, üben müssen und hin und wieder
mal eine Frage stellen. :-)
vielen Dank,
Christoph
