Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zeitverzögerung 200ns


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von Jan K. (Gast)


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Guten Abend,

ich habe 2 Elektronische Schalter, der eine zieht mein Signal auf Masse, 
der andere Schaltet es auf einen Bus. Der verbaute Analogschalter 
schaltet innerhalb 190ns durch, das Problem ist das die Quelle sich 
niemals im Leerlauf befinden darf, ich benötige eine Schaltung die dafür 
sorgt das für eine gewisse Zeit beide Schalter jeder Stufe aktiv sind.
Das umschalten muss in unter 1µs passieren, ich benötige also eine 
möglichst einfache Schaltung die das zuverlässig erledigt. Meine Idee 
wäre ein IC dessen Durchlaufzeit ich nutze, z.B. ein 4093. (Negiertes 
"AND" mit Schmitt-Trigger Eingängen) Die Zeiten sind aber eigentlich 
parasitär für diese ICs, ich glaube da wird es zwischen Hersteller oder 
sogar einzelnen Baureihen Unterschiede geben. Und ob Ein bzw. 
Ausschaltung beide eine ähnliche Verzögerung verursachen weiß ich nicht.

Die andere Idee wäre ein FET Schalter (BS170 oder ähnliches) welcher mit 
Hilfe von Dioden und Widerständen + einem kleinen Kondensator diese 
Aufgabe übernimmt, schöne Steile Flanken für den Analogschaltereingang 
gibt es dann aber nicht. Die Frage ist ob er dann noch zuverlässig 
arbeitet.

Gibt es dafür eine schöne einfache Schaltung die zuverlässig arbeitet? 
Einen IC vielleicht?

Danke!

Gruß,
Jan K.

von Lars R. (larsr)


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Gibt es noch ein paar mehr Informationen?

Was ist das für eine Quelle? Wieso kann die nicht im Leerlauf sein für 
die paar Sekundenbruchteile? Was passiert dann?

von Joachim B. (jar)


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CD4050 mehrere Gatterlaufzeiten,

pro Gatter rund 40-55ns

sind ja 6 Stück im IC, so kann man von 40ns bis 300ns verzögern

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Jan K. schrieb:
> Der verbaute Analogschalter schaltet innerhalb 190ns durch, das
> Problem ist das die Quelle sich niemals im Leerlauf befinden darf ...

Dann hänge eine zusätzliche Last als Grundlast ran.

Worum geht es überhaupt?
 - Was für Signale?
 - Welche Quellimpedanz?
 - Welche Mindestlast?
 - ...

von Jan K. (Gast)


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Es sind mehrere sehr schnelle Stromquellen, wenn die nicht belastet 
werden knallen die Ausgänge natürlich ans Spannungslimit. Die Quellen 
sind hochohmig, die Last ist sehr niederohmig (Stromsenke)

>CD4050 mehrere Gatterlaufzeiten,
>
>pro Gatter rund 40-55ns

Funktioniert das tatsächlich so zuverlässig? Sonst könnte ich auch den 
4093 nehmen, der "Verzögert" um ein paar 100ns.

Gruß,
Jan K.

von Jan K. (Gast)


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>Dann hänge eine zusätzliche Last als Grundlast ran.

Das könnte ich machen, z.B. mit einem Widerstand. (der ist auch 
vorgesehen) Dann würde aber beim Umschalten am Eingang des Schalters 
eine Spannung anliegen welche unter Umständen beim schalten Störungen 
verursacht.

von Joachim B. (jar)


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Jan K. schrieb:
> Funktioniert das tatsächlich so zuverlässig?

mir hats immer gereicht um den 6522 Takt passend zu verzögern oder um 
mit XOR eine Frequenzverdopplung von 8 MHz auf 16 MHz zu generieren.

Jan K. schrieb:
> Sonst könnte ich auch den
> 4093 nehmen, der "Verzögert" um ein paar 100ns.

kann auch klappen, habe ich nie mit einem 4093 gemacht

von Joe F. (easylife)


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es gibt auch analogumschalter mit "make before break" eigenschaft.
was für eine spannung hat dein signal (belastet)?

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ts5a3154.pdf

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Wolfgang schrieb:
> Dann hänge eine zusätzliche Last als Grundlast ran.

Oder für 200ns den Ausgang sogar kurzschliessen, bis die neue Verbindung 
hergestellt ist.

von Joe F. (easylife)


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auch eine zenerdiode in reihe mit einem lastwiderstand könnte die 
spannung vor einem offenen schalter ebenfalls begrenzen ohne eine 
nennenswerte zusätzliche last im 'normalen' messbereich darzustellen.

von Jan K. (Gast)


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>mir hats immer gereicht um den 6522 Takt passend zu verzögern oder um
>mit XOR eine Frequenzverdopplung von 8 MHz auf 16 MHz zu generieren.

Ich habe beide ICs da, werde mir das mal auf dem Oszi ansehen. Danke!

>was für eine Spannung hat dein signal (belastet)?

Keine Spannung, einen Strom. Es geht darum den unlinearen 
Innenwiderstand des Schalters zu kompensieren, deshalb der Strom. 
Wichtig ist nur das der Ron <1,5Ohm ist und man eine positive + negative 
Versorgunsspannung verwenden kann. Alles ab +-5V geht, sowas habe ich 
leider nicht in Make before Break gefunden.

Gruß,
Jan K.

von Jan K. (Gast)


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>Oder für 200ns den Ausgang sogar kurzschliessen, bis die neue Verbindung
>hergestellt ist.

genau das ist der Plan mit dem Zweiten Schalter. Einer schließt das 
Signal gegen Masse kurz, der andere schaltet auf den Bus.

>auch eine zenerdiode in reihe mit einem lastwiderstand könnte die
>spannung vor einem offenen schalter ebenfalls begrenzen ohne eine
>nennenswerte zusätzliche last im 'normalen' messbereich darzustellen.

Dann liegt für kurze Zeit eventuell eine Spannung am Ausgang des 
Schalters, beim umschalten auf den Bus könnte es wegen der Stufe davor, 
einer Parasitären Kapazität nach Masse im Layout etc, zu einem "knacken" 
kommen. Eben das muss ich vermeiden. Der Prototyp der Leiterplatte wird 
leider sehr teuer (4 Lagen) und ich möchte deshalb so viele 
Fehlermöglichkeiten wie ich kann vorher ausschließen.

Gruß,
Jan

von --- (Gast)


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> 4093 nehmen, der "Verzögert" um ein paar 100ns.

So langsam ist der nun auch nicht.

von Joe F. (easylife)


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https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX14504-MAX14506.pdf

gibts direkt mit internem shunt schalter.
partnumber beachten.

update: ah, mist, der MAX14505EWC ist ein "future product"

: Bearbeitet durch User
von Jan K. (Gast)


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>So langsam ist der nun auch nicht.

laut Datenblatt bis zu 450ns. Will mir aber nicht gefallen, gibt es da 
keine bessere Methode?

>update: ah, mist, der MAX14505EWC ist ein "future product"

Der wäre aber tatsächlich ziemlich perfekt. Fast schon zu gut für die 
Anwendung, nur das WLP Package ist schlecht. Unmöglich ohne Ofen zu 
löten.

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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MAX14505? Falscher Thread?

von (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)


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> laut Datenblatt bis zu 450ns.
Das solltest du oder wer anders vielleicht mal nachmessen.

4093 hab ich aber eher oefter bei 12/15 V betrieben.
Mag sein das sie bei 5 V so lahm sind.

von HildeK (Gast)


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(º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· schrieb im Beitrag 
#5192925:
> 4093 hab ich aber eher oefter bei 12/15 V betrieben.
> Mag sein das sie bei 5 V so lahm sind.

Bei 5V ist die CD-Serie deutlich langsamer. Beim 4093 ist die 
Durchlaufzeit typ. 190ns zu 65ns, max. 380ns zu 190ns.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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--- schrieb:
>> 4093 nehmen, der "Verzögert" um ein paar 100ns.
>
> So langsam ist der nun auch nicht.

Genau. Um zwei hintereinander geschaltete 4093 Gatter zu verlangsamen 
kann auch noch ein 1k Widerstand dazwischen geschaltet werden und evtl. 
noch ein 100pF Trimmer nach Masse (Tiefpass), dann lässt sich die 
Zeitverzögerung in dem Frequenzbereich noch ein wenig einstellen.

von Tippgeber (Gast)


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Jan K. schrieb:
> Es sind mehrere sehr schnelle Stromquellen, wenn die nicht belastet
> werden knallen die Ausgänge natürlich ans Spannungslimit. Die Quellen
> sind hochohmig, die Last ist sehr niederohmig (Stromsenke)

Mit einem Schalter die Stromquelle nach Masse kurzschließen, dann 
umschalten, danach den Kurzschlussschalter wieder öffnen.

von Jan K. (Gast)


Angehängte Dateien:

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>Genau. Um zwei hintereinander geschaltete 4093 Gatter zu verlangsamen
>kann auch noch ein 1k Widerstand dazwischen geschaltet werden und evtl.
>noch ein 100pF Trimmer nach Masse (Tiefpass), dann lässt sich die
>Zeitverzögerung in dem Frequenzbereich noch ein wenig einstellen.

So wie im Anhang müsste das doch eigentlich funktionieren.
Wollte es in Spice simulieren aber bekomme den 4093 nicht eingebuden. )=

>Bei 5V ist die CD-Serie deutlich langsamer. Beim 4093 ist die
>Durchlaufzeit typ. 190ns zu 65ns, max. 380ns zu 190ns.

Genau das gefällt mir nicht. Außerdem das die Funktionalität der 
Schaltung vom verbauten 4093 Typ/Hersteller abhängt. Vielleicht 
funktioniert die Schaltung mit dem 4093 von Ti gut, mit dem von NXP aber 
nicht. (nur ein Beispiel)

>Mit einem Schalter die Stromquelle nach Masse kurzschließen, dann
>umschalten, danach den Kurzschlussschalter wieder öffnen.

Exakt das macht die Schaltung ja. Deshalb das delay.

Gruß,
Jan K.

von Jan K. (Gast)


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>So wie im Anhang müsste das doch eigentlich funktionieren.

Tut es nicht. Beim Wechsel Ein -> Aus hängt der Eingang in der Luft.
Gibt es da keine "Edlere" Lösung?

von MaWin (Gast)


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Jan K. schrieb:
> Gibt es dafür eine schöne einfache Schaltung die zuverlässig arbeitet?
> Einen IC vielleicht?

https://www.maximintegrated.com/en/products/digital/clock-generation-distribution/DS1110.html
https://www.surplussales.com/Images/DelayLines/mis-120-24-200-10g_lg.jpg

Aber willst du wirklich bloss ein Signal um 200ns verzögern ? Eigentlich 
will man die Ausschaltflanke verzögern und die Einschaltflanke nicht.

Besser ist natürlich ein Analogschalter bei dem man das Problem erst gar 
nicht hat (make before break) oder eine Schaltung in der der 
Analogschalter oder Transistor einfach nur die stärkere Last 
hinzuschaltet zur dauernd verbundenen kleineren Last.

von Wolfgang (Gast)


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Jan K. schrieb:
>>Dann hänge eine zusätzliche Last als Grundlast ran.
> Das könnte ich machen, z.B. mit einem Widerstand.

Bei einer Stromquelle könnte man die Spannung mit einer Z-Diode 
begrenzen. Einer Grundlast mit einem Widerstand würde der eigentlichen 
Last im normalen Betrieb auch Strom klauen. Man könnte während des 
Umschaltens die Quelle kurzschließen.

von Jan K. (Gast)


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>Aber willst du wirklich bloss ein Signal um 200ns verzögern ? Eigentlich
>will man die Ausschaltflanke verzögern und die Einschaltflanke nicht.

Beide Schalter müssten jeweils beim Ausschalten verzögert werden, beim 
Einschalten nicht. Das gäbe genau die Charakteristik.
Den Maxim IC schaue ich mir an, vielen Dank!

>Besser ist natürlich ein Analogschalter bei dem man das Problem erst gar
>nicht hat (make before break) oder eine Schaltung in der der
>Analogschalter oder Transistor einfach nur die stärkere Last
>hinzuschaltet zur dauernd verbundenen kleineren Last.

Leider gibt es die make before break nicht mit symmetrischer 
Versorgungsspannung (+-5V wäre minimum) und nicht niederohmig genug (der 
Schalter muss 100mA dauerhaft vertragen, Innenwiderstand von <1,5 Ohm 
wäre gut) Zumindest habe ich nichts gefunden, wenn jemand entsprechende 
Bauteile kennt würde ich mich über einen Hinweis freuen. Das wäre die 
schönste Lösung. (Preis pro Analogschalter egal)

Ich möchte die Spannung an den Stromquellen so gut es möglich ist bei 0V 
halten. Warum? Die Last ist aktiv und hält die Spannung am Eingang immer 
bei 0V, wenn eine Quelle zugeschaltet wird und dort ein größerer Offset 
am Ausgang liegt wird beim Wechsel auf 0V eventuell eine Störung zu 
sehen sein. Das muss ich vermeiden.

>Bei einer Stromquelle könnte man die Spannung mit einer Z-Diode
>begrenzen. Einer Grundlast mit einem Widerstand würde der eigentlichen
>Last im normalen Betrieb auch Strom klauen. Man könnte während des
>Umschaltens die Quelle kurzschließen.

Aus oben genannten Gründen geht das leider nicht, die Spannung nach der 
Quelle muss so gut wie möglich bei 0V liegen.
Dieses Kurzschließen macht der zweite Schalter ja, genau dafür ist er 
gedacht.

Gruß,
Jan K.

von Joe F. (easylife)


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Jan K. schrieb:
> Aus oben genannten Gründen geht das leider nicht, die Spannung nach der
> Quelle muss so gut wie möglich bei 0V liegen.

Ja gut, aber was ist denn z.B. mit +/-0.7V oder +/-0.3V?
Dann könne man das statt mit Zenerdioden mit "normalen" bzw. 
Schottky-Dioden machen und sich die gesamte Mimik mit Zeitverzögerung 
und Shunt-Schalter komplett sparen.
Welche Impedanz hat denn die Quelle?

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