Ich habe mal obige Schaltung nachgebaut. Die ich, nebenbei gesagt, ziemlich genial finde. Ich habe sie mit einem SN7404 Hex-Inverter(http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74s04.pdf) aufgebaut. Nur funkionierte die Schaltung erst nachdem ich den 10k Widerstand entweder gebrückt habe, oder gegen einen mit höchstens 300 Ohm getauscht habe. Nun frage ich mich warum. Das Timing sollte doch eigentlich keine Rolle spielen. Die Bausteine schalten im nS Bereich.. Die Funktion der Schaltung ist doch die, im Ausgangszustand liegen 0V am Eingang des ersten Invertes an, der gibt logisch 1 aus. Der zweite Inverter gib nun logisch 0 aus. Beim drücken des Tasters wird der Eingang des zweiten Invertes auf 0 gelegt. Der Ausgang gibt nun 1 durch die Rückkopplung auf den Eingang des ersten Invertes aus, der erste Inverter gibt nun 0 aus. Der zweite Inverter folglich 1. Der Kondensator lädt sich über den 1M Widerstand auf. Beim nächsten Tastendruck wird der Eingang des zweiten Invertes auf 1 gelegt. Meine Frage, warum funktioniert die Schaltung nicht mit dem 10k Widerstand? Das Timing sollte doch eigentlich keine Rolle spielen. Die Bausteine schalten im nS Bereich. Gruß
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Peter F. schrieb: > Meine Frage, warum funktioniert die Schaltung nicht mit dem 10k > Widerstand? Die 10k sind zu hochohmig für Standard-TTL. Bei LOW am Eingang muss relativ viel Strom fließen, dafür sind 10k viel zu viel. 300R, wie du feststellen konntest, passen wesentlich besser. Die Originalschaltung hatte auch einen CMOS-Baustein genannt.
Peter F. schrieb: > Ich habe mal obige Schaltung nachgebaut. Die ich, nebenbei gesagt, > ziemlich genial finde. Die ist mindestens 30 Jahre alt. Ungefähr so alt, wie CMOS-IC. > Ich habe sie mit einem SN7404 Hex-Inverter aufgebaut. Aha. > Nur funkionierte die Schaltung erst nachdem ich den 10k Widerstand > entweder gebrückt habe, oder gegen einen mit höchstens 300 Ohm > getauscht habe. <Loriot> Ach! > Nun frage ich mich warum. Weil ein Standard-TTL Eingang vergleichsweise viel Strom zieht (bzw. bei L liefert). Aus einem Standard-TTL Eingang wie bei deinem 7404 fließen bis zu 1.6mA, wobei die Spannung nicht über 0.8V steigen darf. Rechne selber nach, wieviel Strom durch 10k paßt, wenn maximal 0.8V anliegen.
In der Schaltung werden eindeutig Schmitt-Trigger Gatter benutzt, während du den 04er einsetzt. Nimm wenigstens den 74LS14 oder besser den 74HC14, bei CMOS klappts auch mit 10k oder 100k oder 330k...
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Matthias S. schrieb: > bei CMOS klappts auch mit 10k oder 100k oder 330k... Irgendwann ist das "oder..." aber auch mal zu Ende - spätestens dann, wenn der Spannungsteiler aus den beiden Widerständen keinen eindeutigen Logikpegel mehr erzeugt. 1M und 330k sind da schon grenzwertig. Zudem mögen manche Taster es auch nicht, wenn der Strom immer zu klein ist. Ob Schmitt-Trigger oder nicht, ist hier praktisch egal.
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Matthias S. schrieb: > In der Schaltung werden eindeutig Schmitt-Trigger Gatter benutzt, > während du den 04er einsetzt. Nimm wenigstens den 74LS14 Schmitt-Trigger sind nicht notwendig (schaden aber auch nicht). Die Schaltung hat über alles ja eine Mitkopplung. Sobald das zweite Gatter umschaltet, schaltet das erste auch und der Widerstand zieht den Eingang des zweiten Gatters auf den gleichen Pegel wie es der Kondensator gerade getan hat.
Thomas E. schrieb: > Irgendwann ist das "oder..." aber auch mal zu Ende - spätestens dann, > wenn der Spannungsteiler aus den beiden Widerständen keinen eindeutigen > Logikpegel mehr erzeugt. 1M und 330k sind da schon grenzwertig. Der High-Pegel wird durch den geladenen Kondensator vorgegeben, der Low-Pegel ebenfalls durch den entladenen Kondensator... Das hat mit Spannungsteiler nichts zu tun, und der 10K könnte dann auch ein 470K oder auch 1M sein, aber nur mit 4093 oder ähnlichen...
Mani W. schrieb: > Das hat mit Spannungsteiler nichts zu tun, und der 10K könnte dann > auch ein 470K oder auch 1M sein, aber nur mit 4093 oder ähnlichen... Ach? Dann rechne doch mal aus, welcher Spannungswert sich mit R1 = R2 = 1M bei gedrücktem Taster am Eingang des rechten Gatters ergibt!
Thomas E. schrieb: > Ach? Dann rechne doch mal aus, welcher Spannungswert sich mit R1 = R2 = > 1M bei gedrücktem Taster am Eingang des rechten Gatters ergibt! Du hast die Funktion noch nicht verstanden - oder zumindest den Kondensator übersehen.
Mani W. schrieb: > Das hat mit Spannungsteiler nichts zu tun, und der 10K könnte dann > auch ein 470K oder auch 1M sein, aber nur mit 4093 oder ähnlichen... Also wenn das mit Spannungsteiler nichts zu tun hat und nur der Kondensator für die Funktion wichtig ist, kann ich den linken Widerstand ja auch 2M groß machen, richtig? Oder beide Widerstände 1M und einen 74HCT14-Baustein nehmen, oder? Würde nach Eurer Theorie auch problemlos funktionieren...
http://tinyurl.*com/ybuoyfa8 Ein bisschen Simulation gefällig? Ich habe die Inverter/Schmitttrigger auf die Werte von 4093 eingestellt. Die Zeitkonstante mit 1M/200n scheint mir etwas zu groß, deshalb habe ich den R auf 100k verkleinert. Die Oszillogramme von oben nach unten: Taster links Taster rechts Ausgang *In der URL bitte Stern entfernen wegen Forum Spam Meldung.
Thomas E. schrieb: > Also wenn das mit Spannungsteiler nichts zu tun hat und nur der > Kondensator für die Funktion wichtig ist, kann ich den linken Widerstand > ja auch 2M groß machen, richtig? Oder beide Widerstände 1M und einen > 74HCT14-Baustein nehmen, oder? Würde nach Eurer Theorie auch problemlos > funktionieren... Genau! Es kommt nur auf das Potential des Kondensators an, der über den eingezeichneten 1M auf- oder entladen wird und somit die Voraussetzung schafft, beim nächsten Druck auf den Taster den Zustand zu ändern... Die Zeitspanne aus 1M/0µ22 muss natürlich beachtet werden, bis der Zustand geändert werden kann (unterschiedliche Schwellenspannungen des 4093 je nach Hersteller beachten)...
pegel schrieb: > [...] > *In der URL bitte Stern entfernen wegen Forum Spam Meldung. Oder Du postest das Bild hier einfach als Anhang. Danke.
Mani W. schrieb: > Genau! Eben genau nicht! Mani W. schrieb: > beim nächsten Druck auf den Taster den Zustand zu ändern... Du betrachtest nur, was unmittelbar beim Drücken des Tasters passiert. Klar schaltet der Ausgang erstmal um, und wenn Du den Taster auch sofort wieder loslässt, bleibt es auch so. Aber wenn der Taster zu lange gedrückt wird, führt das bei einem zu großen Widerstand zwischen den Gates (=R1) zu instabilen Verhalten! Solange der Taster gedrückt bleibt, bilden die beiden Widerstände eben doch einen Spannungsteiler, der die Eingangsspannung am rechten Gate bestimmt! So wird die Schaltung mit Schmitt-Trigger Gates (z.B. 74HC14) bei gedrückt gehaltenem Taster zum Rechteck-Oszillator, wenn R1 gegenüber dem Widerstand am Kondensator (=R2) zu groß ist. Ohne Schmitt-Trigger (z.B. 74HC04) wird sich dann eher ein undefiniertes Rauschen um die halbe Ausgangsspannung einstellen. Deshalb sollte R1 besser deutlich kleiner als R2 sein, dann bleibt der Ausgang auch bei beliebig langem Tastendruck stabil (übrigens auch ohne Schmitt-Trigger Gates).
pegel schrieb: > Das ist kein Bild, sondern eine Simulation mit > http://www.falstad.com/circuit/ Dennoch sehe ich keinen Grund, es nicht als Anhang zu posten.
@picalic Das sieht die Simulation genau so: http://tinyurl.*com/ycuepbbs Ich habe die Werte noch mal geändert. Einfach mal die Taste länger drücken. * wieder aus dem link entfernen.
@ Theor Auf Wunsch eines einzelnen Herrn: ;) als link: [Mod: siehe Anhang] und als Anhang (gleicher Inhalt)
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Thomas E. schrieb: > Du betrachtest nur, was unmittelbar beim Drücken des Tasters passiert. > Klar schaltet der Ausgang erstmal um, und wenn Du den Taster auch sofort > wieder loslässt, bleibt es auch so. Aber wenn der Taster zu lange > gedrückt wird, führt das bei einem zu großen Widerstand zwischen den > Gates (=R1) zu instabilen Verhalten! Eben nicht im Falle des 4093, da ja noch der Kondensator da ist... Gilt natürlich nur bei kurzem Tastendruck... Solange der Taster gedrückt bleibt, > bilden die beiden Widerstände eben doch einen Spannungsteiler, der die > Eingangsspannung am rechten Gate bestimmt! > So wird die Schaltung mit Schmitt-Trigger Gates (z.B. 74HC14) bei > gedrückt gehaltenem Taster zum Rechteck-Oszillator, wenn R1 gegenüber > dem Widerstand am Kondensator (=R2) zu groß ist. Ist schon klar, das kann man aber auch ausnutzen, um bei kurzem Tastendruck den Ausgangszustand zu wechseln, bei Festhalten der Taste dann aber eine langsame Frequenz auszugeben und bei Loslassen der Taste dann Low oder High als Ausgangszustand festzunageln... Bei R1 = R2 wird sich wohl kaum eine Schwingung einstellen, weil die Schaltschwellen des jeweiligen 4093 nicht ständig über/unterschritten werden, aber wenn R1 sagen wir mal 5 bis 10 mal größer ist als R2, dann wird es funktionieren... Und der 4093 ist seit zig Jahren schon mein Liebling...
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Mani W. schrieb: > Ist schon klar, das kann man aber auch ausnutzen, um bei kurzem > Tastendruck den Ausgangszustand zu wechseln, bei Festhalten der > Taste dann aber eine langsame Frequenz auszugeben und bei Loslassen > der Taste dann Low oder High als Ausgangszustand festzunageln... Ja, ja, it's not a bug, it's a feature! Klar, wenn einem widersprochen wird, kann man natürlich immer nachträglich Spezifikationen (um)definieren oder allgemeingültige Grundschaltungen auf die Verwendung eines bestimmten Bauteils beschränken, um Recht zu behalten. Mani W. schrieb: >> gedrückt wird, führt das bei einem zu großen Widerstand zwischen den >> Gates (=R1) zu instabilen Verhalten! > > Eben nicht im Falle des 4093, da ja noch der Kondensator da ist... > Gilt natürlich nur bei kurzem Tastendruck... Eben doch - ein einfacher Toggle-Switch, der beim Halten der Taste anfängt, hin- und herzuschalten IST als instabil zu bezeichnen. In der Regel möchte der Anwender dieser (Grund-)Schaltung das nicht haben, und wenn man selbst Dimensionierungsvorschläge macht, die dieses Verhalten provozieren, sollte man das wenigstens gleich klar erwähnen. Dass die Taste plötzlich nur kurz gedrück werden darf oder die Schaltung ggf. schwingen darf, hast Du nachträglich definiert. Es würde mich nicht wundern, wenn Du selbst erst auf dieses "Feature" gekommen bist, nachdem ich es beschrieben hatte...
Thomas E. schrieb: > Dass die Taste plötzlich nur kurz gedrück werden darf oder die Schaltung > ggf. schwingen darf, hast Du nachträglich definiert. Es würde mich nicht > wundern, wenn Du selbst erst auf dieses "Feature" gekommen bist, nachdem > ich es beschrieben hatte... wenn Du hier jetzt provozieren und alles umdrehen willst, ist Deine Sache... Mir jetzt zu unterstellen, dass ich die Schaltung nicht kenne oder mich heraus rede, kannst Du auch abschreiben... Seit vielen, vielen Jahren (gut 40) benutze ich den 4093 in Schaltungen, die Du Dir nicht mal vorstellen kannst und willst mir jetzt auf den Arsch gehen? Mann, entspanne Dich und suche nicht Fehler bei Anderen!
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Thomas E. schrieb: > ein einfacher Toggle-Switch, der beim Halten der Taste > anfängt, hin- und herzuschalten IST als instabil zu bezeichnen. Instabil wäre, wenn der Ausgang wegen fehlendem Kondensator oder offenen Eingang wild herum schwingt... Im Fall unserer Schaltung ist das jedoch ein astabiler Multivibrator, den kann man auch mittels R1 über eine Spannung auch steuern, wobei R1 natürlich wesentlich hochohmiger als R2 sein sollte, sonst steht die Mühle genau so fest wie im Bild des TO, und damit gibt es kein astabiles Verhalten... Kann hier jemand mir folgen, was ich meine?
Mani W. schrieb: > Instabil wäre, wenn der Ausgang wegen fehlendem Kondensator oder > offenen Eingang wild herum schwingt... Einen Audio-Verstärker, der ab einer gewissen Lautstärke-Einstellung anfängt zu schwingen, würde man wohl auch als "instabil" bezeichnen, selbst wenn die Schwingung kein chaotisches Rauschen, sondern eine saubere Sinusschwingung ist. Mani W. schrieb: > Im Fall unserer Schaltung ist das jedoch ein astabiler Multivibrator, Bei "unserer" Schaltung hier geht es ursprünglich aber nicht um einen Multivibrator, sondern um einen Toggle-Switch, von dem 99,9% der Nutzer erwarten, daß er bei jedem Tastendruck, egal, wie kurz oder lang der ist, genau einmal zwischen "ein" und "aus" wechselt. Wenn die Lampe wieder aus geht, bloß weil der Taster statt 100ms mal 300ms gedrückt wird, bleibt der Schalter eben nicht "stabil" in seiner beabsichtigten Stellung.
Mani W. schrieb: > wenn Du hier jetzt provozieren und alles umdrehen willst, ist Deine > Sache... > > Mir jetzt zu unterstellen, dass ich die Schaltung nicht kenne oder > mich heraus rede, kannst Du auch abschreiben... Jetzt bleib' bitte mal auf dem Teppich und guck Dir den Diskussionsverlauf nochmal ganz in Ruhe an! Nicht ich habe Dir ein fehlerhaftes Verständnis der Funktion unterstellt, sondern Du mir (wie auch HildeK, der hierbei offenbar mit Dir auf einer Wellenlänge schwingt)! Mein Beitrag (Datum: 17.05.2018 10:38) bezog sich auf Matthias S. Beitrag, der mit seinem "oder..." den Eindruck erweckte, man könne den Widerstand R1 beliebig groß machen. Basis meines Einwurfs war der dort aktuelle Stand der Diskussion: Verwendung beliebiger CMOS-Inverter (u.U auch ohne Schmitt-Trigger) und die normale Toggle-Switch Funktion, ohne Auto-Repeat und Abhängigkeiten von der Dauer des Tastendrucks. Deine Antwort "Das hat mit Spannungsteiler nichts zu tun..." suggeriert ebenfalls, daß man R1 beliebig groß machen kann und das Teilerverhältnis der Widerstände für die Funktion keine Rolle spielen würde (meinst Du das immer noch?). Mit meinem offensichtlich funktionsunfähigen Vorschlag zur Bauteiledimensionierung (Beitrag: Datum: 17.05.2018 23:40) wollte ich eigentlich verdeutlichen, daß es eben doch auf das Teilerverhältnis der Widerstände ankommt, v.a. auch nach der Unterstellung von HildeK. Leider hast Du selbst mit Deinem "Genau!" zu dessen Funktionstüchtigkeit gezeigt, daß Du das Problem bei der Dimensionierung der Widerstände wohl eher nicht verstanden hast. In meinem Beitrag (Datum: 18.05.2018 02:37) habe ich deshalb (wie ich meine) sachlich und ohne Unterstellungen von mangelndem Technikverständnis versucht zu erläutern, warum das Verhältnis der Widerstände eben doch eine Rolle spielt. Meine Bemerkung, daß Du offenbar nur den Moment des Tastendrucks selbst betrachtest und nicht das, was danach passiert, ist in meinen Augen ein harmloser Hinweis auf einen evtl. von Dir übersehenen Sachverhalt, im Vergleich zu HildeK's "Du hast die Funktion noch nicht verstanden" an mich. Danach war für Dich plötzlich die Funktion als astabiler Multivibrator ein Feature und die Verwendung Deines heißgeliebten 4093 obligatorisch, damit Deine Widerstands-Dimensionierung passt. Also bitte, wer hat hier wem etwas unterstellt und wer hat die Funktion der Schaltung umgedreht?
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Ich sehe auch den Sinn des Streites nicht, denn jedes Szenario lässt sich leicht und einfach mit dem Simulator (s.o.) nachprüfen.
Thomas E. schrieb: > wollte ich > eigentlich verdeutlichen, daß es eben doch auf das Teilerverhältnis der > Widerstände ankommt, v.a. auch nach der Unterstellung von HildeK. Leider > hast Du selbst mit Deinem "Genau!" zu dessen Funktionstüchtigkeit > gezeigt, daß Du das Problem bei der Dimensionierung der Widerstände wohl > eher nicht verstanden hast. Wie schon geschrieben: Forget It!
Ich habe diese überaus nützliche Schaltung mal aufgebaut und festgestellt, dass es vom Zufall abhängig ist, ob beim Anlagen der Betriebsspannung der Ausgang auf High oder auf Low steht. Meine Frage ist nun, ob und wenn ja, wie die Schaltung modifiziert werden könnte, sodass beim Einschalten immer ganz sicher ein bestimmter Zustand am Ausgang anliegt. Egal ob High oder Low, nur eben beim Einschalten immer der selbe. Hätte hierfür jemand eine Idee? Oder eine Alternative für eine einfache Toggle-Taster-Schaltung, welche beim Einschalten immer den selben Zustand einnimmt?
Der 4093 ist ein NAND. Hängt einfach an einen Eingang ein RC-Glied (1M an VCC, 100nF an GND).
Ja, das ist halt nur ne Prinzipschaltung und für die Praxis nur bedingt tauglich. Hier gibts deswegen ein paar Alternativen und weiterführende Links: https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/tff555.htm
Vielen Dank für die hilfreichen Antworten :) Die Lösung mit dem RC-Glied am Eingang funktioniert super, wenngleich der Taster anschließend nicht mehr auf jeden einzelnen Tastendruck reagiert - so muss manchmal eine kurze Zeit gewartet werden, bevor sich mittels weiterem Tastendruck ein Zustandswechsel am Ausgang auslösen lässt. Dafür wird beim Einschalten aber immer der selbe Pegel am Ausgang ausgegeben. Also genau das, was ich mir gewünscht habe und für meinen Anwendungsfall völlig in Ordnung. Die Alternativen aus dem Elektronik Kompendium werde ich mir aber auch noch mal genauer anschauen. Beste Grüße!
Serviervorschlag schrieb: > Die Lösung mit dem RC-Glied am Eingang funktioniert super Zeig mal, wie du das mit dem "RC-Glied am Eingang" gemacht hast. Ich habe da so einen Verdacht...
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Peter D. schrieb: > Häng einfach an einen Eingang ein RC-Glied (1M an VCC, 100nF an GND). Ich verstehe das so (Bild). Das müsste eigentlich auch so funktionieren.
Kann mal ein Moderator den Beitrag löschen oder formatieren, der macht alle Beiträge EXTRABREIT! Beitrag "Re: Toggle-Schaltung"
Ach Du grüne Neune schrieb: > Peter D. schrieb: >> Häng einfach an einen Eingang ein RC-Glied (1M an VCC, 100nF an GND). > > Ich verstehe das so (Bild). Das müsste eigentlich auch so funktionieren. Nö. Das geht so. Beitrag "MosFET mit Toggle ansteuern"
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Falk B. schrieb: > Nö. Das geht so. Schön und gut. Aber bei deiner Schaltung (Bild) muss man die Taste rechzeitig wieder loslassen, sonst hat man einen Rechteckgenerator. Bei der Schaltung vom TE kann ich die Taste beliebig lange gedrückt halten und ich muss keine Angst haben, dass das Signal zurückspringt.
Ach Du grüne Neune schrieb: > ...sonst hat man einen Rechteckgenerator. Ach nee, warte mal, R2 ist ja 10 mal größer als R1. Somit hat R1 das Sagen. Dann hast du doch recht. 😬 ...und man hat sogar noch ein RC-Glied eingespart. 👍
Falk B. schrieb: > Nö. Das geht so. > > Beitrag "MosFET mit Toggle ansteuern" Wenn das wirklich ein definiertes Einschalten bewirkt, heißt das, für genau diesen IC-Typ reichen die 100k aus, dem Ausgang den Pegel aufzuzwingen. Sauberer ist jedoch, den 2. Eingang des NAND als Reset zu benutzen.
Ach Du grüne Neune schrieb: > ...und man hat sogar noch ein RC-Glied eingespart. 👍 Wenn das mal nicht in die Hose geht, sobald sich der Fertigungsgprozeß ändert. Garantieren wird Dir das der Hersteller jedenfalls nicht.
LTspice kann bei der Beantwortung der Fragestellung weiterhelfen : Schaltung von helmut den eigenen Wünschen anpassen Vorschlag mit Schmitt-Trigger :-) Beitrag "Re: Schmitt-Trigger in LTSpice" https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_integrierten_Schaltkreisen_der_74xx-Familie kostenloses LTspice findet sich hier https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html
Carlo schrieb: > LTspice kann bei der Beantwortung der Fragestellung weiterhelfen : Eher nicht. Mit Sicherheit wird es kein reales Einschaltverhalten simulieren können.
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