Hallo,
ich verfolge dieses Forum schon seit geraumer Zeit und habe nun auch mal
eine Frage:
Für ein Projekt habe ich den LMC555 als Frequenzgenerator im Einsatz.
Dieser erzeugt ein Rechtecksignal mit 50/50% Duty Cycle (siehe
Datenblatt von Texas Instruments). Das Bild aus dem Datenblatt habe ich
angehängt. Für eine variable Frequenz habe ich statt dem Widerstand Rc
ein Poti mit Festwiderstand in Reihe eingebaut.
Daten der Bauteile:
Rc = 330 Ohm + 50 kOhm
C = 4,7 uF
Die realen Bauteilwerte:
Rc = 329 Ohm + (1,6 Ohm bis 52,3 kOhm)
C = 4,98 uF
Anhand der angegebenen Formel errechnet sich die resultierende Frequenz
mit:
f = 2 * ln(2) Rc C
Die errechneten Werte für die minimale und maximale Frequenz sind:
f_min = 2 * ln(2) * (329 Ohm + 52,3 kOhm) * 4,98 uF = 2,75 Hz
f_max = 2 * ln(2) * (329 Ohm + 1,6 Ohm) * 4,98 uF = 438,14 Hz
So und nun zu dem eigentlichen Problem:
Die minimale Frequenz stimmt mit meinen Messungen (Oszi, Multimeter)
überein. Bei der maximalen Frequenz entsteht allerdings eine Differenz
von fast 10%. Dort habe ich einen Wert von ziemlich genau 400 Hz.
Kann mir irgend einer erklären, woran das liegt?
Ich habe auch mal noch den Schaltplan angehängt, wie das Signal dann
weiter verarbeitet wird mit Hilfe eines ATmega8.
Ben S. schrieb:> Bei der maximalen Frequenz entsteht allerdings eine Differenz> von fast 10%.>> Kann mir irgend einer erklären, woran das liegt?
Das liegt an dem Innenwiderstand des LMC555, der in der Formel mit 0 Ohm
angenommen wird. Bei großen Werten für den frequenzbestimmenden
Widerstand kann man den vernachlässigen, bei deinen 330 Ohm aber nicht
mehr.
> Ich habe auch mal noch den Schaltplan angehängt
Sehr schön, nur das Skalieren musst du noch etwas üben.
> Das liegt an dem Innenwiderstand des LMC555, der in der Formel mit 0 Ohm> angenommen wird. Bei großen Werten für den frequenzbestimmenden> Widerstand kann man den vernachlässigen, bei deinen 330 Ohm aber nicht> mehr.
Ah ja klar da hätte ich natürlich auch selbst drauf kommen können ;)
>> Ich habe auch mal noch den Schaltplan angehängt>> Sehr schön, nur das Skalieren musst du noch etwas üben.
Hab noch eine andere Variante angehängt. Da kann man es besser sehen.
Wie kann ich den anderen Anhang löschen?
Kai Klaas schrieb:>>Kann mir irgend einer erklären, woran das liegt?>> Viele Potis haben einen Restwiderstand, wenn sie auf "Null" gestellt> werden...
Ist richtig. Der liegt wie oben angegeben bei 1,6 Ohm. ;)
>Ist richtig. Der liegt wie oben angegeben bei 1,6 Ohm. ;)
Das ist ein sehr niedriger Wert. Durch Abnutzung, Alterung und
Verschmutzung kann der stark zunehmen.
Kai Klaas schrieb:>>Ist richtig. Der liegt wie oben angegeben bei 1,6 Ohm. ;)>> Das ist ein sehr niedriger Wert. Durch Abnutzung, Alterung und> Verschmutzung kann der stark zunehmen.
Ok das steht noch nicht zur Debatte, weil das Poti neu ist. Also alles
noch kein Problem.
Habe jetzt gerade nochmal durchgerechnet. Der Innenwiderstand vom LMC555
müsste rein rechnerisch etwa 31,5 Ohm betragen.
Hat jmd Erfahrung damit, ob dieser Wert realistisch sein könnte?
Ben S. schrieb:> Der Innenwiderstand vom LMC55> müsste rein rechnerisch etwa 31,5 Ohm betragen.> Hat jmd Erfahrung damit, ob dieser Wert realistisch sein könnte?
Das kommt etwa hin, allerdings ist diese Beschreibnug auch nur sehr
ungefähr, weil der High- und Low-seitig jeweils stark unterschiedliche
Innenwiderstände hat. Das führt auch zu unterschiedlichen High- und Low-
Zeiten.
Mach einfach den Widerstand größer und den Kondensator kleiner,
mindestens Faktor 10. Der LMC hat ganz kleine Eingansstöme, da gibt es
noch lange keinen merlichen Einfluss auf die Zeiten und das Problem mit
dem Innenwiderstand bzw. den nichtidealen Ausgangspegeln bist du dann
auch los. Ein Elko ist eh eine schlechte Wahl, wenn man auf genaue
Zeiten Wert legt. Ein Folienkondensator wäre hier angebracht.
> Das kommt etwa hin, allerdings ist diese Beschreibnug auch nur sehr> ungefähr, weil der High- und Low-seitig jeweils stark unterschiedliche> Innenwiderstände hat. Das führt auch zu unterschiedlichen High- und Low-> Zeiten.
Ja ok das ist aber in meinem Fall nicht relevant, weil der ATmega8 ja
nur eine Flankenauswertung durchführt. Das Tastverhältnis spielt also
prinzipiell erst mal keine Rolle.
die Schaltung wird in einem Prüfstand verwendet, bei der der
Frequenzgenerator lediglich die Fahrgeschwindigkeit eines Pkw simulieren
soll. Hierbei besteht ein Verhältnis von v = f*0,45. Da die betreffenden
Fzg nicht schneller als 160 fahren gibt es also hiermit kein Probleme.
Aber ich merk mir das für den nächsten Aufbau ;)
Danke für eure Hilfe!
Ben S. schrieb:> Gibt es denn eine Möglichkeit die genauen Innenwiderstände zu messen?
Du musst dich mal von der Vorstellung lösen, dass da richtige,
definierte Widerstände drin sind. Die Kanalwiderstände der
Ausgangsmosfets sind stark von der Versorgungsspannung, von der
Temperatur und von der Ausgangsspannung abhängig. Da ist nichts mit
genau. Ändere die Dimensionierung so, dass die keine Rolle mehr spielen.
>Gibt es denn eine Möglichkeit die genauen Innenwiderstände zu messen?>Ich bin die ganze Zeit schon am Überlegen, aber mir fällt nichts ein ...
Klar, Prinzip des Spanungsteilers mit bekannter Last am Ausgang.
Macht aber kaum Sinn, weil die Innenwiderstände von der Temperatur
abhängen und von Chip zu Chip schwanken.
Erhöhe R um Faktor 10 und verringere C um Faktor 10. Dann sollte der
Effekt verschwinden. Oder nimm die bipolare Version NE555, der kann mehr
Strom treiben.
Ben S. schrieb:> Habe jetzt gerade nochmal durchgerechnet. Der Innenwiderstand vom LMC555> müsste rein rechnerisch etwa 31,5 Ohm betragen.> Hat jmd Erfahrung damit, ob dieser Wert realistisch sein könnte?
Schon die zweite Stelle klingt sehr theoretisch. Oder warum glaubst du,
dass dieser Wert trotz Prozesstoleranzen eine derartige Genauigkeit
besitzt?
Ben S. schrieb:> Hab noch eine andere Variante angehängt. Da kann man es besser sehen.
Es geht nicht um "besser sehen", sondern darum, dass manche Mobilgeräte
dazu tendieren, Probleme mit Bildern zu haben, die eine Größe von über
hunderzwanzig Millionen Pixeln besitzen und zu allem Überfluss auch
noch als Farbbild hochgeladen werden, obwohl der Bildinhalt wirklich nur
schwarz-weiß ist.
Ein simpler ATmega mit seinem Kästchen und ein paar Pin-Bezeichnungen
braucht keine 5 Millionen Pixel damit das Symbol vernünftig lesbar
ist, oder ein simpler 6-poliger Steckverbinder (JP1) keine 375000
Pixeln.
Selbst wenn man die zweite Version mit dem Schaltplanausschnitt in der
Pixelzahl noch einmal auf ein Viertel reduziert, tut das der Lesbarkeit
überhaupt keinen Abbruch und das Bild hat immer noch über 6 Megapixel
Ist es wirklich so schwierig, die Hinweise über Bildformate im Forum
geistig zu bewältigen und vernünftige, dem Informationsgehalt der Bilder
entsprechende Bildformate und Auflösungen zu verwenden :-(
Es ist leider nur ein Schaltplanausschnitt aus dem sich die Funktion des
ganzen nicht erschließt, aber könntest du nicht auf den 555 verzichten
und das Poti an den ADC hängen?
Die Pixel sind irrelevant. Standard sind heute 24" Bildschirme mit
1920x1080 (erhältlich ab unter 200 EUR) und Breitbandanbindung. Da nervt
das Genörgel über die Pixel mehr als eine Ladezeit von 1 Sekunde.
Eine eigene Frage?
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Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.
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Schaltplan_Eagle.png
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