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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Rechtecksignal Generator


Autor: Carolin Fella (Gast)
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Hi,
ich muss für ein Praktikum einen Rechtecksignal Generator
zusammenlöten. Nach Möglichkeit sollte die Flankensteilheit veränderbar
sein. Wir dürfen in unserem Praktikum max. 48 V verwenden. Das
Rechtecksignal soll ca. 1 ms lang sein und die Zeitdifferenz zwischen
zwei Rechtecksignalen soll ca. 10 - 100 ms sein. Wir sind flexibel was
die Schaltzeiten betrifft. Vor allem die Signaldauer kann auch im
zehntel Sekunden Bereich liegen.
Wir sind für jede Idee dankbar. Die Schaltung soll so einfach wie
möglich sein, möglichst wenige Bauteile. Hat jemand einen einfachen
Schaltplan, mit dem ich das erreichen kann?
Caro

Autor: The Daz (Gast)
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Hmm, streng genommen ist ein Rechtecksignal nur dann eines wenn die
Flankensteilheit unendlich kurz ist. In welchem Bereich willst du denn
die Flankensteilheit manipulieren koennen ?

Autor: Carolin Fella (Gast)
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Ungefähr im Mikrosekundenbereich. Wie aufwendig würde es denn werden,
wenn man noch kürzere Flackensteilheit haben will. Mehr als ca. 15
Funktionsbautteile sollte unser Generator nicht haben.
Welche grundsätzlichen Arten gibt es denn, um solche signaltypen
(Rechtecksignale) zu erzeugen??

Autor: The Daz (Gast)
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Fuer periodische Signale nimmt man am besten nen Frequenzgenerator (a la
XR2206). Allerdings willst du ja ein im weiten Bereich verstellbares
Taktverhaeltnis (1:10 bis 1:100). Das wird damit vermutlich nicht
moeglich sein. Stattdessen koennte man sich einen 1ms Taktsignal
erzeugen und mit Hilfe von Zaehlern die gewuenschten Taktverhaeltnisse
einstellen. Dafuer wuerde ich persoenlich allerdings einen kleine uC,
z.B. den AVR nehmen. Dafuer brauchst du nur einen Bauelement und machst
den Rest in Software. Was die Sache allerdings richtig kompliziert macht
ist die einstellbare Flankensteilheit. Der uC hat vermutlich ein
Flankensteilheit im Nano-Sekundenbereich, und das kann man nicht
aendern. Allerdings koennte man am uC Ausgang mit einem OpAmp einen
Integrator anschliessen, der per Poti eine veraenderliche
Integrationszeit hat. Muesste man aber erstmal probieren.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Erstmal ein "normales" Rechtecksignal erzeugen, Mikrocontroller
rentiert sich kaum. Einfach zwei Zeitglieder hintereinander. Das erste
erzeugt die Grundfrequenz, in Deinem Fall zwischen 10 und 100 Hz, das
zweite Zeitglied den Impuls, in Deinem Fall 1 ms.

Mit diesem Rechtecksignal auf eine Dreieck-Generator-Stufe gehen. Also
eine Stromquelle und eine durch das Rechtecksignal getastete
Stromsenke. Die Senke muss doppelt soviel Strom ableiten wie die Quelle
liefert. Mit der Kombination eben auf einen Kondensator und danach ein
Spannungsfolger. Pegel am Kondensator nach oben und unten mit Dioden
begrenzen oder mit eine aktiven Klemme.

Da die Flanken ja einstellbar sein sollen, am besten die Stromquelle
und die Stromsenke über einen Stromspiegel einstellbar machen. Der
Stromspiegel für die Senke muss natürlich asymetrisch sein.

Also im Prinzip ein analoger Dreieckgenerator der begrenzt wird.

Autor: The Daz (Gast)
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@Unbekannter
Ich finde 3,55 fuer nen uC ist nicht zu teuer, vorrausgesetzt, man hat
schon ein dev-kit. Ist ausserdem weniger Loetarbeit.

   Daz

Autor: The Daz (Gast)
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Muss der Generator ein standalone-Geraet sein ? Wenn nicht, dann kann
man mit der PC-Soundkarte oder dem Druckerport tolle Sachen machen.
Guckst du
http://schforfree.seedhost.com/archive/download.ph...

Autor: Henrik K. (henrik)
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Denkbar wäre auch ein Integrator (analog, mit OPV), der durch
Poti-Einstellung unterschiedlich schnell bis an die Betriebsgenze geht
und von einem Rechteck-Generator ein Signal bekommt, das er dann
"integriert".
Mit dem Rechteck-Gen. ließe sich die Frequenz bestimmen und mit dem
Integrator die Steilheit.
Aber für Mikrosekunden müsste das schon ein schneller sein;
Millisekunden hingegen schafft jeder LM324. Dann müsste sich das
gesamte Projekt mit einem einzigen LM324 bauen lassen (also
Recheck-Gen., Integrator und Ausgangspuffer).
Soweit mein Schnellschuss; Grob betrachtet könnte das funktionieren...

Bin mir aber beim Aufbau des Rechteck-Gen. nicht so sicher; für deine
Zwecke müsstest du da sowieso einen anderen nehmen.

Gruss Henrik

Autor: Carolin Fella (Gast)
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Also jetzt mal ganz langsam:
ich habe überhaupt keine Ahnung, was ein AVR oder ein LM324 ist.
Kann ich nicht einen Monoflop oder eine A-stabile Kippstufe bauen, die
dann Strom oder nicht Strom als Rechtecksignal anzeigt?

Autor: Henrik K. (henrik)
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Willst du NUR eine astabile Kippstufe bauen, die ein festes Tastverh.
hat, oder soll AUCH NOCH die Steilheit des Ausgangssignals einstellbar
sein?

Gruss Henrik

Autor: Carolin Fella (Gast)
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ja, die Steilheit soll einstellbar sein. Geht das dann auch mit einer
Kippstufe?

Autor: The Daz (Gast)
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Carolin,
die Kippstufe kannst du mit nem NE555 ziemlich einfach erledigen ->
http://www.ferromel.de/tronic_14.htm. Hier findest du auch eine
SChaltung für einen AMV mit variablem Puls/Pause-Verhältnis. Allerdings
musst du jetzt eine Integrator-Schaltung anschliessen, die die
Flankensteilheit variieren kann. Dafür habe ich nix fertiges gefunden,
in den OpAmp-Kursen, die auf dieser Site angeboten werden, findet sich
allerdings eine Grundschaltung, die du mit den entsprechenden Werten
füllen musst. Anstelle des dort relevanten Widerstands könnte man ein
Poti einbauen, um die Zeitkonstante zu manipulieren ->
http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/... (such
nach dem Inegrierer). Ich hoffe das hilft dir ein bischen weiter.

   Daz

Autor: Henrik K. (henrik)
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Nein! Du kannst damit natürlich das Signal mit dem gewünschten
Tastverhältniss erzeugen. Um auch noch die Steilheit einstellen zu
können ist mehr Aufwand nötig (s.o.). Wozu soll die überhaupt
einstellbar sein?
Du kannst natürlich an eine Kippstufe ein einstellbares RC-Glied
hängen, dessen tau wesendlich kleiner ist als die High/Low-Zeit des
Signals, aber das gibt dann einen exp. Anstieg der Flanken und verdient
die Bezeichnung "einstellbar" eigendlich nicht.

Gruss Henrik

Autor: Axel Gartner (axelgartner)
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Da es hier um Signale im ms Bereich geht, könnte man das gewünschte
eigentlich auch mit einem Microcontroller (@Carolin AVRs sind eine
Erscheinungsform von Microcontrollern, darum geht es hier
hauptsächlich) und einem PWM Ausgang mit Tiefpass realisieren.
Das wären nur ungefähr 6 Bauteile, aber viel Weichware.
Gruß
Axel

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