Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Impulsgenerator mit Delay


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von Wolfgang W. (Gast)


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Hallo,

bin derzeit auf der Suche nach einem IC der mir beim Auftreten einer 
fallenden Flanke nach einer Wartezeit von 200ns einen Puls mit 100ns 
Weite gibt:

Detektion neg. Flanke --> 200ns warten --> Puls mit 100ns Weite

Die Frequenz der negativen Flanke liegt bei maximal 600kHz. Die 
Signalpegel sind alle 5V.
Möchte das ganze ohne Mikrocontroller realisieren. Habe bereits eine 
analoge Schaltung die in der Simulation funktioniert, würde aber 
trotzdem lieber einen IC nehmen falls es schon was fertiges dafür gibt.

Für jeden Vorschlag bin ich dankbar.

Grüße,

Wolfgang

: Verschoben durch Moderator
von Georg M. (g_m)


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74AHC00

von m.n. (Gast)


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Georg M. schrieb:
> 74AHC00

Dann schon eher einen 74HC14, aber auch der ist recht grobschlächtig.
Ein doppeltes Monoflop wie 74HC221 erzeugt mit der einen Häfte die 
Verzögerung und mit der 2. Hälfte den Ausgangsimpuls.

von Georg M. (g_m)


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m.n. schrieb:
> Georg M. schrieb:
>> 74AHC00
>
> Dann schon eher einen 74HC14

von Jörg R. (solar77)


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Georg M. schrieb:
> m.n. schrieb:
>> Georg M. schrieb:
>>> 74AHC00
>>
>> Dann schon eher einen 74HC14

Mit dieser Lösung hast du keine definierten Zeiten von 200ns bzw. 100ns.

Ich bin mehr bei der Idee von:

m.n. schrieb:
> Ein doppeltes Monoflop wie 74HC221 erzeugt mit der einen Häfte die
> Verzögerung und mit der 2. Hälfte den Ausgangsimpuls.

Mir kam allerdings der 74HC4538 in den Sinn.

Das erste Monoflop mit 200ns triggert das zweite Monoflop mit 100ns. 
Getestet habe ich es nicht;-)

von m.n. (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Das erste Monoflop mit 200ns triggert das zweite Monoflop mit 100ns.
> Getestet habe ich es nicht;-)

Dann wäre Dir auch die 'unpassende' Berechnung von R1 und C1 
aufgefallen.
0,7 x Rext x Cext passt besser ;-)

Aber die Berechnung von R1 und R2 für die HC00-Schaltung möchte ich auch 
nicht machen wollen. Vermutlich kann man die Schaltung durch leichte 
Temperaturänderungen 'abgleichen'.

von Jörg R. (solar77)


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m.n. schrieb:
> 0,7 x Rext x Cext passt besser ;-)

Stimmt! R*C gilt für den CD4538 aus der 4000er Serie.

Danke;-)


R1 neu 14K3
R22 neu 28K6 (sollte eigentlich R2 heißen)


m.n. schrieb:
> Vermutlich kann man die Schaltung durch leichte
> Temperaturänderungen 'abgleichen'.

Die Frage ist wie genau der TO es haben muss.

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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20 bzw. 40 m Koaxkabel und passende Treiber / empfänger wären ggf. auch 
noch eine Option.

von Wolfgang W. (Gast)


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Vielen Dank für die Antworten!

Auf den ersten Blick finde ich die Lösung mit dem 74HC4538 sinnvoll. Ich 
werde sie in spice simulieren und mir dazu Gedanken machen.

Ich denke für die Anwendung sollte eine Genauigkeit von +-15ns reichen.

Viele Grüße,

Wolfgang

von Jörg R. (solar77)


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Wolfgang W. schrieb:
> Vielen Dank für die Antworten!
>
> Auf den ersten Blick finde ich die Lösung mit dem 74HC4538 sinnvoll. Ich
> werde sie in spice simulieren und mir dazu Gedanken machen.
>
> Ich denke für die Anwendung sollte eine Genauigkeit von +-15ns reichen.

Ich habe die Schaltung real aufgebaut. Sie funktioniert soweit, aber die 
Zeiten passen nicht ganz, die Werte sind zu hoch. Entweder taugen meine 
kleinen Kondensatoren nix, oder es liegt am Aufbau/Breadboard. Ob es 
auch an dem 74HC4538 liegen könnte muss ich noch testen, evtl. mit einem 
eines anderen Herstellers.

Die Schaltung funktioniert auch bei 600khz.

Ich würde die Schaltung noch gern mit dem von m.n. empfohlenen 74HC221 
aufbauen.

Screenshots vom Oszi kann ich dann gerne nachreichen, falls Du Interesse 
daran hast.

von m.n. (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Ich würde die Schaltung noch gern mit dem von m.n. empfohlenen 74HC221
> aufbauen.

Die wird im Grunde genauso arbeiten wie mit 4538. Der ..221 ist 
lediglich nicht nachtriggerbar, was bei einigen Anwendungen sinnvoll 
ist.
Bei kleinen Zeiten bestimmen die Kapazitäten Cin und der Leiterplatte 
das Timing deutlich mit. Ein Abgleich mit Trimmern ist auf jeden Fall 
notwendig.

Anstatt eine Rolle Koax-Kabel zu verwurschteln, könnte man die Impulse 
auch mit Schieberegistern erzeugen, in der Art, wie seinerzeit beim 68K 
das Bus-Timeout erzeugt wurde (74xx164). Dafür wäre ein schnell 
synchroniierbarer 20 MHz Oszillator notwendig, der Schiebeimpulse mit 50 
ns erzeugt. Die ersten 4 Stufen verzögern um 200 ns und die beiden 
folgenden Stufen liefern den 100 ns Impuls. Nur so als Idee, die analoge 
Lösung sollte eigentlich reichen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Jörg R. schrieb:

> Ich habe die Schaltung real aufgebaut. Sie funktioniert soweit, aber die
> Zeiten passen nicht ganz, die Werte sind zu hoch. Entweder taugen meine
> kleinen Kondensatoren nix, oder es liegt am Aufbau/Breadboard. Ob es
> auch an dem 74HC4538 liegen könnte muss ich noch testen

Es wird an allen dreien liegen. Der HC4538 hat allein ja schon ein 
propagation delay von 25-30ns. Auch stimmt die Formel von 0.7*R*C für 
kleine Zeiten nicht mehr. Fairchild nennt im Datenblatt:

T=120/147/185ns (min/typ/max) @ R=1K, C=12pF, 5V, 25°C

(nominal sollten es 8.5ns sein)

Dazu kommen noch parasitäre Kapazitäten. Und alles, was hier an Zeit 
oberhalb der RC-Zeitkonstante zu beobachten ist, ist mindestens abhängig 
von

a) den Exemplar des HC4538
b) der Betriebsspannung
c) der Temperatur

deine Genauigkeit von +/-15ns halte ich für sehr ambitioniert.

Eine alternative Lösung: dein 600kHz Signal durch eine delay line 
schicken und deren Ausgänge passend kombinieren. Z.B. DS1100-250 gibt 
dir 5 Taps mit 50, 100, 150, 200 und 250ns Verzögerung. Ein schnelles 
RS-Flipflop mit S an Tap#2 und R and Tap#4 schaltet dann nach 100ns hin 
und nach 200ns wieder zurück.

von HildeK (Gast)


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Wenn du die Dimensionierung von hier

Jörg R. schrieb:

übernommen hast, vielleicht noch ein Hinweis: 10pF sind sehr kleine 
Kondensatoren und schnell mal durch parasitäre Effekte verdoppelt, 
gerade auf dem Steckbrett.
Schau im DB nach, welcher kleinst mögliche R zulässig ist und mach 
entsprechend die Cs größer. Um einen Abgleich wirst du nicht herum 
kommen.

von Jörg R. (solar77)


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m.n. schrieb:
> Die wird im Grunde genauso arbeiten wie mit 4538. Der ..221 ist
> lediglich nicht nachtriggerbar, was bei einigen Anwendungen sinnvoll
> ist.

Den 4538 kannst du durch entsprechende Beschaltung für Beide Arten 
benutzen.

m.n. schrieb:
> Bei kleinen Zeiten bestimmen die Kapazitäten Cin und der Leiterplatte
> das Timing deutlich mit. Ein Abgleich mit Trimmern ist auf jeden Fall
> notwendig.


Axel S. schrieb:
> Dazu kommen noch parasitäre Kapazitäten.

Das ist auch meine Vermutung. Das Breadboard wird wohl mit der 
Hauptgrund sein.


Folgendes Verhalten habe ich festgestellt, für das Erste Monoflop:

- Delaytime: 335 ns
- Entfernen des C > keine Änderung (das sollte so nicht sein)
- Austausch C gegen einen größeren > Delaytime steigt (das wäre korrekt)


Axel S. schrieb:
Und alles, was hier an Zeit
> oberhalb der RC-Zeitkonstante zu beobachten ist, ist mindestens abhängig
> von

> a) den Exemplar des HC4538
Mal sehen ob ich noch einen 74HC4538 eines anderen Herstellers habe

> b) der Betriebsspannung
5 Volt aus Labornetzgerät

> c) der Temperatur
20 Grad


Axel S. schrieb:
> Fairchild nennt im Datenblatt:
>
> T=120/147/185ns (min/typ/max) @ R=1K, C=12pF, 5V, 25°C
So tief bin ich nicht in das DB eingestiegen.

Vielen Dank für die Hinweise;-)


Ich überlege ob es sinnvoll ist die Pins für R & C nach oben zu biegen 
(keine Kontaktierung über das Breadboard) und die Bauteile direkt 
anzulöten.


Wolfgang W. schrieb:
> Auf den ersten Blick finde ich die Lösung mit dem 74HC4538 sinnvoll. Ich
> werde sie in spice simulieren und mir dazu Gedanken machen.

Auf das Simulationsergebnis bin ich gespannt.

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