Benötige Hilfe bei LTSpice-Simulation!

[Ingolf O. (headshotzombie)]

Hallo,
ich habe hier eine Simulation als 1. Übungsbeispiel und komme nicht 
weiter wie gewünscht!
Grund für die notwendig gewordenen Simulation ist, dass der praktische 
Schaltungsaufbau auf PCB ziemlich problembehaftet ist, d.h. im Klartext 
verhält sich der LS00 sehr zickig und es bedurfte einer längeren Suche, 
um geeigneten Exemplare zu finden, die die gewünschte Lauflichtfunktion 
zeigten. Die Mehrzahl zeigt ein völlig anderes Blinkverhalten, und ich 
vermute, dass ggf. der LS00 ausserhalb seiner Spezifikation betrieben 
wird. Dieser These wollte ich mittels einer Simulation nachgehen, womit 
ich aber an meine Grenzen stieß und ohne kompetente Hilfe nicht 
weiterkomme.

Daher habe ich die Bitte, dass sich jemand, der sich auskennt, die 
beigefügte ASC-Datei mal zur Brust nimmt und die Simulation zuende 
bringt.

Fehlen noch notwendige Fakten, Daten etc., so bringe ich diese auf 
Anfrage umgehend bei!

Ingo

[Wolfgang (Gast)]

Ingolf O. schrieb:
> Fehlen noch notwendige Fakten, Daten etc., so bringe ich diese auf
> Anfrage umgehend bei!

Zeige mal den Schaltplan

[Codo (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> Ingolf O. schrieb:
>> Fehlen noch notwendige Fakten, Daten etc., so bringe ich diese auf
>> Anfrage umgehend bei!
>
> Zeige mal den Schaltplan

Den hat er doch angehängt!

[Codo (Gast)]

Sorry, wahrscheinlich hast du kein LTspice.
Ich hab den Plan mal als Bild angehängt.

[Wolfgang (Gast)]

Ingolf O. schrieb:
> Grund für die notwendig gewordenen Simulation ist, dass der praktische
> Schaltungsaufbau auf PCB ziemlich problembehaftet ist, d.h. im Klartext
> verhält sich der LS00 sehr zickig und es bedurfte einer längeren Suche,
> um geeigneten Exemplare zu finden, die die gewünschte Lauflichtfunktion
> zeigten.

Naja, du verwendest die 74LS00 als Analogbauelemente und betreibst sie 
damit in einem Bereich, der durch die Datenblattspezifikationen nicht 
abgedeckt ist. Beispielsweise liegt die Eingangsspannung deiner Gatter 
über längere Zeit außerhalb des empfohlenen Spannungsbereiches (A1, A2, 
0.8 .. 2.0V verbotener Bereich).

Ob LTSpice die Exemplarstreuungen richtig simuliert, wage ich mal zu 
bezweifeln ;-)

[Logi Ker (Gast)]

Ingolf O. schrieb:
> d.h. im Klartext
> verhält sich der LS00 sehr zickig

Wie Wolfgang schon es sagte, her nochmals in anderen Worten:

Die erforderliche kurze Anstiegs- bzw Abfallzeit der Spannung
an den Eingängen deiner Gatter wird nicht erfüllt und daher
wird nicht garantiert das ein Gatter den Signal-Übergang von
low nach high oder umgekehrt wirklich "erkennt" bzw ausführt.

[Ingolf O. (headshotzombie)]

O.k., Jungs, danke für Eure Einschätzungen, die sich pauschal mit meiner 
Vermutung deckt, dass der LS00 ausserhalb der Spezifikation betrieben 
wird!
Hm, mit dieser Schaltung wird das also nichts.
Hat vielleicht jemand Änderungen in petto, um doch noch die Funktion zu 
erzielen?

Ingo

[Sebastian S. (amateur)]

Schau mal, was sich da mit einem Zähler (Rauf/Runter) machen lässt.
Braucht Takt und Richtung.
Dahinter ein Decoder.

Sonst geht auch ein Winz-µP.
Für jemanden, der sich mit den Dingern auskennt ein Witz.
Ein einfacher 8-Füßer reicht bereits.

[Hakim (Gast)]

Wolfgang schrieb:

> (A1, A2, 0.8 .. 2.0V verbotener Bereich)

Wer hat das Verbot ausgesprochen? Handelt es sich um eine Straftat oder 
eine Ordnungswidrigkeit? Ich sehe da nur einen Bereich in dem es kein 
definiertes Verhalten gibt. Aber in D. könnte so was tatsächlich 
verboten sein.

Zum Thema: Meine Wahl wären HC(T).Bausteine mit Schmitt-Trigger 
Eingängen.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Ingolf O. schrieb:
> Hm, mit dieser Schaltung wird das also nichts.
> Hat vielleicht jemand Änderungen in petto, um doch noch die Funktion zu
> erzielen?

Wenn überhaupt dann mit 74HCxx-Gattern. Die brauchen (fast) keinen Strom 
an den Eingängen.
Aber auch da ist die Schaltung grundsätzlich murks, da durch die 
kapazitiven Kopplungen die Eingänge in Spannungsbereiche oberhalb von 
Vcc und/oder unterhalb von GND getrieben werden. Das bewirkt einen 
(kurzzeitigen) Kurzschluss der Ausgangstreiber über die Schutzdioden der 
Eingänge.

[Ingolf O. (headshotzombie)]

Die Verwendung anderer 74xx(x)00 wurde von mir getestet, brachte aber 
auch bei HCT keine Änderung!
Eine Bestückungsvariante die perfekt in beide Richtungen läuft, zeigt 
das Kurzvideo.
Werde mal den 4011 testen...

Ingo

[Codo (Gast)]

Hakim schrieb:
> Wer hat das Verbot ausgesprochen?
> Handelt es sich um eine Straftat oder eine Ordnungswidrigkeit?

Du Spaßvogel hast noch nichts von Logikbereichen gehört?
Schau mal in den Anhang.
Kennt eigentlich jeder (außer scheinbar dir).

[Logi Ker (Gast)]

Ingolf O. schrieb:
> Die Verwendung anderer 74xx(x)00 wurde von mir getestet, brachte aber
> auch bei HCT keine Änderung!

Wer lesen und verstehen kann ist klar im Vorteil!

Hakim schrieb:
> Meine Wahl wären HC(T).Bausteine mit Schmitt-Trigger
> Eingängen.

Die Betonung liegt hier auf "mit Schmitt-Trigger Eingängen"
Dann funktioniert es mit beliebig langsamen Flanken.

Leider habe die meisten Gatter eben keine Schmitt-Trigger Eingänge.

[c-hater (Gast)]

Ingolf O. schrieb:

> Eine Bestückungsvariante die perfekt in beide Richtungen läuft, zeigt
> das Kurzvideo.

Wenn die läuft, verwendet sie NICHT die von dir gezeigte Schaltung. 
Die enthält nämlich einen Fehler, der verhindern wird, dass die 
Gesamtfunktion jemals erzielt werden könnte (selbst wenn wirklich 
geeignete Gatter verwendet werden). Tipp: der Fehler ist in der 
Zählerstufe. Ein simple Symmetriebetrachtung deckt ihn sofort auf...

> Werde mal den 4011 testen...

Wennschon, dann 4093. Gleiche logische Funktion aber: 
Schmitt-Trigger-Eingänge...

[Ingolf O. (headshotzombie)]

@c-hater
Danke Dir für den Hinweis; es lag ein Zeichenfehler beim unteren 
Widerstand vor!
Dieser war allerdings nicht als Übernahmefehler in der .sch-Datei 
vorhanden, sodaß das Layout i.O ist und eben die Schaltung wie 
dargestellt funktioniert.