Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differenzierglied fallende Flanke


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von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Hallo!

Ich brauche ein Differenzierglied, welches sowohl auf eine steigende als 
auch auf eine fallende Flanke (eines digitalen/Rechteck-Signals) mit 
einem positiven Impuls antwortet.

Typischerweise gibt so ein DG einen positiven Impuls auf eine steigende 
Flanke und einen negativen Impuls auf eine fallende Flanke.

Beitrag "Re: NPN Transistor durchsteuern wenn Basis an GND"

Vorgabe: wenige Bauteile, diskreter Aufbau ohne IC+Mikrocontroller.

Die Lösung eines Tiefpasses (im Gegensatz zu einem Hochpass=DG) für die 
fallende Flanke bringt nicht das gewünschte Ergebnis, siehe Bild.
Denn der Tiefpass antwortet mit einer negativen Flanke auf eine negative 
Flanke, siehe Bild.
Ich habe auch über eine Negation des negativen Impulses mittels einer 
normalen npn-Emitterschaltung nachgedacht, nur scheint dieses den Impuls 
zu verzerren.

Hat da jemand eine Idee?

von karadur (Gast)


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Hallo

wenn du das Eingangssignal einmal direkt an ein Xor ( z.B. 74hc86 )legst 
und das Eingangssignal z.B. über 5 x 74hc14 auf den 2ten Eingang des Xor 
hast du an beiden Flanken einen Puls.

Funktioniert über die Laufzeit der Gatter. 7414 ist langsamer als 7404.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Mike B. schrieb:
> Vorgabe: wenige Bauteile, diskreter Aufbau ohne IC+Mikrocontroller.

Wo kommt diese Vorgabe her? Hausaufgabe? Was der Bauer nicht kennt, 
frisst er nicht?

Ohne die Vorgabe koennt' man ein XOR Gatter nehmen, einen Eingang direkt 
aufs Eingangssignal, den anderen ueber einen RC-Tiefpass.

Mit Vorgabe koennt' man nach dem Hochpass eine Graetzbruecke einbauen. 
Gegen das lange Gesicht, weil der Ausgang dann nicht mehr gemeinsame 
Masse zum Eingang aufweist, dann halt noch einen Optokoppler, gefertigt 
aus einer Gluehlampe und LDR, um die bekloppte Vorgabe einzuhalten...


Gruss
WK

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Dergute W. schrieb:
> Wo kommt diese Vorgabe her?... um die bekloppte Vorgabe einzuhalten...

Die Vorgabe kommt daher, dass ich eine bistabile Kippstufe, welche 
normal aus 4 Widerständen und 2 Transistoren aufgebaut wurde, bei der 
fallenden Flanke des SET-Signals resetten möchte*. Also soll der 
positive Impuls auf die negative Flanke auf die RESET-leitung gelegt 
werden.
Und zwar nicht über den Umweg über einen Haufen ICs (x Stück 74xxxx)+ 
Hühnerfutter. (Kanonen auf Spatzen)
Ist dieses sparsamer zu lösen?

*Hier sollte man den Sinn nicht hinterfragen, die hier nicht 
dargestellte weitere Beschaltung benötigt diese Funktionalität.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Oje, Speciaaal-RTL-Logik...Ja, da wirds in der Tat schwierig; 
insbesondere weil ein

Mike B. schrieb:
> bei der
> fallenden Flanke des SET-Signals resetten möchte*. Also soll der
> positive Impuls auf die negative Flanke auf die RESET-leitung gelegt
> werden.

fuer mich so klingt, als braeucht' mal ueberhaupt kein Flipflop, sondern 
koennte eigentlich das SET-Signal an sich hernehmen...Das liegt naemlich 
mit seiner steigenden Flanke an und hoert - oh grosses Wunder - mit 
seiner fallenden Flanke auch wieder auf...

Gruss
WK

von Helmut S. (helmuts)


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Falls du nur mit diskreten Transistoren arbeiten willst, dann nimm einen 
zusätzlichen PNP-Transistor um einen invertierten Puls zu erzeugen. 
Damit kannst du mit einem CR-Glied dann einen positiven Puls auf der 
gewünschten Flanke erzeugen.

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:
> Falls du nur mit diskreten Transistoren arbeiten willst, dann nimm
> einen
> zusätzlichen PNP-Transistor um einen invertierten Puls zu erzeugen.
> Damit kannst du mit einem CR-Glied dann einen positiven Puls auf der
> gewünschten Flanke erzeugen.

Genau so hab ich mir eine Antwort auf meine Frage vorgestellt, Danke!

So ganz vorstellen kann ich mir dies jedoch nicht...
Soll ich den positiven Puls aus der postiven Flanke über den PNP geben 
oder die negative Flanke des SET-Signals über den PNP jagen damit der 
ein weiteres CR-Glied steuert?

von Helmut S. (helmuts)


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Der PNP-Transistor hängt am Eingangssignal(Rechteckteck-Signal).

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Hier die Schaltung.

von Hi-Tech-Progger S. (Gast)


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Erklärung?

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:
> Hier die Schaltung.

den Emitter nochmal auf einen positiven Pegel zu legen, da bin ich 
vorhin nicht drauf gekommen...

Die p und n Ausgänge deiner Schaltung würde ich dann mit Schottkys 
zusammenführen, oder?

von Helmut S. (helmuts)


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Mike B. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Hier die Schaltung.
>
> den Emitter nochmal auf einen positiven Pegel zu legen, da bin ich
> vorhin nicht drauf gekommen...
>
> Die p und n Ausgänge deiner Schaltung würde ich dann mit Schottkys
> zusammenführen, oder?

Ja.

Ich hatte angenommen du benötigst die Signale getrennt.

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:

> Ich hatte angenommen du benötigst die Signale getrennt.

Nein, sie sollen schon gemeinsam auf die RESET-Leitung gelegt werden.

Fertige Schaltung siehe Bild. (anderer Transistor da ich keinen BC858 in 
ltSpice habe)
Die Zeitkonstanen der positiven und negativen Impulse CR-Glieder sind 
unterschiedlich, C1 muss deutlich höher sein (R1 dementsprechend 
kleiner) damit die Spannung Vp etwa gleichgroß wird wie Vm.

Danke nochmal, Helmut!

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Du hast die zwei Widerstände am Eingang des PNP-Transistors vergessen. 
Die sind wichtig.

Der 0.02kOhm Widerstand geht gar nicht. 2.2kOhm wäre OK.

: Bearbeitet durch User
von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:
> Du hast die zwei Widerstände am Eingang des PNP-Transistors
> vergessen.
> Die sind wichtig.

Ja natürlich, der Basisstrom von Q1 beträgt sonst bis zu 2,7A.

> Der 0.02kOhm Widerstand geht gar nicht. 2.2kOhm wäre OK.
Wie gesagt, ich musste C1 deutlich erhöhen, damit Vp ungefähr auf 
gleiche Höhe wie Vm kam, um die Zeitkonstante dieses CR-Gleides zu 
halten muss der Widerstand entsprechend klein gewählt werden.
Und trotz des niedrigen R1 wird der Impuls wesentlich stärker 
verschleppt als der aus der negativen Flanke erzeugte Impuls.

von Helmut S. (helmuts)


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> > Der 0.02kOhm Widerstand geht gar nicht. 2.2kOhm wäre OK.
Wie gesagt, ich musste C1 deutlich erhöhen, damit Vp ungefähr auf
gleiche Höhe wie Vm kam, um die Zeitkonstante dieses CR-Gleides zu
halten muss der Widerstand entsprechend klein gewählt werden.
Und trotz des niedrigen R1 wird der Impuls wesentlich stärker
verschleppt als der aus der negativen Flanke erzeugte Impuls.

Du hast doch in der realen Schaltung überhaupt keine Signalquelle die 5V 
an 20Ohm treiben kann.

: Bearbeitet durch User
von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:

> Du hast doch in der realen Schaltung überhaupt keine Quelle die 5V an
> 20Ohm treiben kann.

In der Tat, daher hier nochmals korrigierte Version anbei.

Allerdings ist der bauteilmäßige Aufwand doch erheblich.
Wenn man bedenkt, dass man die SET-Leitung jedes bit der Wordbreite 
eines Registers/Busses einzeln überwachen will kommt hier schon einiges 
an Zusatzaufwand zusammen.

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Mike B. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>
>> Du hast doch in der realen Schaltung überhaupt keine Quelle die 5V an
>> 20Ohm treiben kann.
>
> In der Tat, daher hier nochmals korrigierte Version anbei.
>
> Allerdings ist der bauteilmäßige Aufwand doch erheblich.
> Wenn man bedenkt, dass man die SET-Leitung jedes bit der Wordbreite
> eines Registers/Busses einzeln überwachen will kommt hier schon einiges
> an Zusatzaufwand zusammen.

Aus dem Grund baut auch niemand mehr ein Flipflop mit diskreten 
Transistoren. Für Nostalgie gibt es hier keinen Bonus sondern 
Minuspunkte.

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:

> Aus dem Grund baut auch niemand mehr ein Flipflop mit diskreten
> Transistoren. Für Nostalgie gibt es hier keinen Bonus sondern
> Minuspunkte.

Schade, erst hilfst du mir kommentarlos und überaus produktiv und zum 
Schluss haust du mir dann doch noch eine runter...

:(

von Helmut S. (helmuts)


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Mike B. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>
>> Aus dem Grund baut auch niemand mehr ein Flipflop mit diskreten
>> Transistoren. Für Nostalgie gibt es hier keinen Bonus sondern
>> Minuspunkte.
>
> Schade, erst hilfst du mir kommentarlos und überaus produktiv und zum
> Schluss haust du mir dann doch noch eine runter...
>
> :(

Ich helfe ja gerne, aber man muss auch sehen, dass es schon einen Grund 
gibt warum integrierte Schaltungen auf den Markt kamen.

Ich könnte auch sagen erst spendiere ich Aufwand und dann beklagst du 
dich über den erheblichen Aufwand.

Warum streiten wir jetzt eigentlich?
Du hast doch jetzt eine brauchbare Lösung.

: Bearbeitet durch User
von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:

> Ich könnte auch sagen erst spendiere ich Aufwand und dann beklagst du
> dich über den erheblichen Aufwand.

Ich klagte nicht, ich stellte fest.

> Warum streiten wir jetzt eigentlich?

Auf gar keinen Fall möchte ich streiten, im Gegenteil danke ich nochmals 
für die Hilfestellung.

von Mani W. (e-doc)


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Mit einem 4093 wäre das ein Kinderspiel...

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Mani W. schrieb:
> Mit einem 4093 wäre das ein Kinderspiel...

zeig her die Schaltung

von Mani W. (e-doc)


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Mike B. schrieb:
> Ich brauche ein Differenzierglied, welches sowohl auf eine steigende als
> auch auf eine fallende Flanke (eines digitalen/Rechteck-Signals) mit
> einem positiven Impuls antwortet.

Mike B. schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Mit einem 4093 wäre das ein Kinderspiel...
>
> zeig her die Schaltung



Bitte schön!


Eine erfreuliche Woche wünsche ich Euch Allen...

von Helmut S. (helmuts)


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Danke Mani W.
Das sieht schon sehr gut aus.

Da die CMOS-Eingänge Schutzdioden haben, muss man an den Eingängen noch 
einen Vorwiderstand einabuen. Siehe Bild.

Die Simulationsdateien für LTspiceXVII sind auch im Anhang.

Gruß
Helmut

: Bearbeitet durch User
von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ok, aus der Abteilung: Halloween-Horror-Logik oder 
"so-soll-mans-nicht-machen" kann ich noch die Schaltung beisteuern.
Macht exakt das, was im Ausgangspost beschrieben wurde: Bei steigender 
und fallender Flanke des Eingangssignals gibts am Ausgang je einen 
positiven Impuls.
Die Basiswiderstaende werden unterschiedlich gross sein, um gleich lange 
Impulse fuer steigend/fallend zu erreichen.
Aber nochmal: Wer solche Schaltungen verwendet, tut sich echt keinen 
Gefallen.

Gruss
WK

von Mani W. (e-doc)


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Helmut S. schrieb:
> Da die CMOS-Eingänge Schutzdioden haben, muss man an den Eingängen noch
> einen Vorwiderstand einabuen. Siehe Bild.

Habe ich die letzten 40 Jahre nicht gemacht...

Eigenartig, dass die Schaltungen noch funktionieren...:-)

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Mani W. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Da die CMOS-Eingänge Schutzdioden haben, muss man an den Eingängen noch
>> einen Vorwiderstand einabuen. Siehe Bild.
>
> Habe ich die letzten 40 Jahre nicht gemacht...
>
> Eigenartig, dass die Schaltungen noch funktionieren...:-)

Das Fehlen der Widerstände führt halt zu unschönen Stromspitzen, vor
allem bei niederohmiger und steilflankiger Signalquelle. Diese Spitzen
sind zwar i.Allg. so kurz, dass nichts kaputtgeht, können aber u.U. zu
Spikes auf der Versogungsspannung und damit zu Störungen in anderen
Schaltungsteilen führen.

von Mani W. (e-doc)


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Yalu X. schrieb:
> Diese Spitzen
> sind zwar i.Allg. so kurz, dass nichts kaputtgeht, können aber u.U. zu
> Spikes auf der Versogungsspannung und damit zu Störungen in anderen
> Schaltungsteilen führen.

Wie schon gesagt, hatte ich nie ein Problem und Abblockkondensatoren
bzw. Stützkondensatoren gehören immer dazu...

von Mani W. (e-doc)


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Dergute W. schrieb:
> Ok, aus der Abteilung: Halloween-Horror-Logik oder
> "so-soll-mans-nicht-machen" kann ich noch die Schaltung beisteuern.

Ist sicher eine Horror-Schaltung und wurde von einem Zombie gezeichnet?

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