Hallo zusammen,
mir bereitet eine Aufgabe im Fach "Digitaltechnik" einiges
Kopfzerbrechen und ich habe gehofft hier Hilfe zu finden.
Die Schaltung im Anhang ist gegeben. Am Eingang liegt eine sinusförmige
Wechselspannung Ui mit Û = 5 V. Die Schwellspannung des Schmitt-Triggers
liege zwischen 0 und + 5 V.
Die Spannungsverläufe Ur(t), Ug(t), Um(t) und Ud(t) sind zu skizzieren.
Leider habe ich keine Software, mit der ich die Schaltung "mal schnell"
simulieren kann. Naturgemäß benötigen solche Programme ja immer eine
entsprechende Einarbeitungszeit. Hat jemand von euch die Möglichkeit die
Schaltung entsprechend zu simulieren bzw. das Know-How wie der
Spannungs-Zeit-Verlauf für Ug, Um und Ud aussieht?
Über eure Hilfe würde ich mich sehr freuen.
Danke Alex
Alexander schrieb:> Hat jemand von euch die Möglichkeit die> Schaltung entsprechend zu simulieren bzw. das Know-How wie der> Spannungs-Zeit-Verlauf für Ug, Um und Ud aussieht?
Deswegen bist du ja auf einer Techniker Schule. Denn Techniker sollten
sowas können. ;)
Ich versuch dir mal zu helfen. Aber denken musst schon selber.
Am Besten ist es jede einzelne Stufe (Spannungsdiagramm) nacheinander zu
zeichnen.
Schmitt-Trigger:
Dieser schaltet ab einer bestimmten Spannung den Ausgang auf "High" und
ab einer bestimmten Spannung unterhalb der Einschaltspannung wieder auf
"Low". Bei deiner Schaltung aber genau umgekehrt, da der Ausgang am
Schmitt-Trigger negiert ist. Das erkennt man an dem kleinen Kreis am
Ausgang.
Also schaltet dein Schmitt Trigger ab einer bestimmten Spannung (VT+)
den Ausgang auf "Low" und ab einer bestimmten Spannung (VT-) unterhalb
der Einschaltspannung wieder auf "High". Wo diese Spannung genau liegt
ist hier nicht gegeben und auch gar nicht gefragt. Die kannst du frei
wählen! Es geht hier mehr um das Prinzip und des Verstehens.
Siehe Bild!
Danach skizzierst du nun erst einmal deinen Spannungsverlauf für Ug. Die
Hilfslinien (gestrichelt) solltest du dir mit einzeichnen.
Jetzt bist du dran!
Hallo Steffen,
vielen Dank für deine Antwort. Du hast natürlich Recht mit deiner
Aussage. Ziel der Technikerausbildung ist es. u.a. solche Sachverhalte
analysieren zu können.
Ich habe natürlich auch schon über die Aufgabe gegrübelt und eine
entsprechende Lösung erarbeitet (siehe Anhang). Allerdings "verwundert"
mich die Lösung, weswegen ich an mir zweifele.
Zur Erklärung:
Da die Aufgabenstellung aussagt, dass die Schwellenspannung des
Schmitttriggers zwischen 0V und + 5V liegen soll, bin ich davon
ausgegangen, das die untere Schwellenspannung bei 0V liegt, die obere
entsprechend bei +5V, auch wenn die Hysterese eher unüblich wäre.
Viel mehr als der Schmitt-Trigger und die nachgeschaltete Monoflop,
wundere ich mich über die Beschaltung des D-Flipflops. Da der D-Eingang
vom Ausgang Q zurückgeführt ist, kann das D-Flipflop niemals
durchschalten, oder?
Hallo Gerald,
ich danke dir für deine Mühe. NAch etwas Internet-Recherche bin ich auf
LTSpice gestoßen, habe dann aber schnell festgestellt, dass man da nicht
einfach mal so schnell einen Schaltkreis simuliert, wenn man damit noch
nie gearbeitet hat.
Bei den Verläufen für Ui, Ur, Ug und Um habe ich also richtig gelegen.
Allerdings ist der D-Eingang des D-Flipflops vom Q-Ausgang zurückgeführt
statt wie in deiner Variante vom [Nicht]Q-Ausgang, was auch der Grund
für meine Zweifel an der Lösung ist.
Vielen Dank
Alex
Alexander schrieb:> Da der D-Eingang> vom Ausgang Q zurückgeführt ist, kann das D-Flipflop niemals> durchschalten, oder?
So ist es. Darum habe ich negierten Ausgang verwendet.
Zeichne einmal Draft1.jpg die Schwellen ein. Bei welchen Spannungen
liegen diese?
Alexander schrieb:> Allerdings ist der D-Eingang des D-Flipflops vom Q-Ausgang zurückgeführt> statt wie in deiner Variante vom [Nicht]Q-Ausgang, was auch der Grund> für meine Zweifel an der Lösung ist.
Da lege die Leitungen auf den nicht invertieren Ausgange um und
vergleiche das Ergebnis. Diese ist sehr langweilig.
Gerald K. schrieb:> So könnte die Simulation mit LtSpice aussehen.
Nur dass A1 invertierend ist und somit die ganzen Folge-Signale
invertiert.
Und dann noch Eins.. Es ist zwar schön, dass du gleich schön eine
komplette Simulation gemacht hast. Das hilft zwar dem TO ungemein, aber
ich glaub verstanden hat er dabei nichts..
Steffen H. schrieb:> ch glaub verstanden hat er dabei nichts..
Das kann er unter Beweis stellen, wenn er uns die untere und obere
Schaltschwelle nennen kann.
Ich muss mich korregieren. Der TO, Alexander will doch nicht alles bloß
präsentiert bekommen sondern versucht schon zu verstehen und hat es ja
auch schon.
Gerald K. schrieb:> Alexander schrieb:>> Da der D-Eingang>> vom Ausgang Q zurückgeführt ist, kann das D-Flipflop niemals>> durchschalten, oder?>> So ist es. Darum habe ich negierten Ausgang verwendet.
Sehe ich auch so.
Man konnte diese Aufgabe sogar ohne Computerprogramm selber malen. Hier
konnte ich endlich mal mit meinen neuen Buntstiften von Eberhard Faber
alles farbig ausmalen.
👱♀️ ✏✒🖋🖊🖌🖍
Am Ende kommt eine 5V Rechteckspannung mit einer Frequenz von 25 Hz und
einer Pulsweite von exakt 50% raus. 😃
Steffen H. schrieb:> Und dann noch Eins.. Es ist zwar schön, dass du gleich schön eine> komplette Simulation gemacht hast. Das hilft zwar dem TO ungemein, aber> ich glaub verstanden hat er dabei nichts..
Meine Intention war es keinesfalls dass ich mir die Aufgabe lösen lassen
wollte.
Mich hat eben nur der Fakt verunsichert, dass ich am Ausgang des
D-Flip-Flops kein Signal habe, weswegen ich an mir gezweifelt habe.
Die Frage nach den Schwellenwerten für H-und L-Pegel kann ich
tatsächlich nicht beantworten, wegen ich ja von 0V als L-Pegel und +5V
als H-Pegel ausgegangen bin
Danke euch beiden für eure Mühe.
Jasmin Buchholz schrieb:> Am Ende kommt eine 5V Rechteckspannung mit einer Frequenz von 25 Hz und> einer Pulsweite von exakt 50% raus. 😃
Mir ist aufgefallen, dass ich mich bei dem Spannungssignal Um (nach dem
Monoflop) doch vertan habe. Das Signal des Monoflops liegt ja bei
erkennen einer positiven Flanke für 2ms an. In meiner Lösung bin ich von
einer Signalverlängerung von 2ms ausgegangen, was allerdings falsch ist.
An der Tatsache, dass ich kein Ausgangssignal Ud erhalte, ändert das
meiner Meinung jedoch nichts.
Wärst du so gut und würdest mir den letzten Schritt (Um nach Ud)
erklären?
Alex
Alexander schrieb:> Wärst du so gut und würdest mir den letzten Schritt (Um nach Ud)> erklären?
Ganz ehrlich? Mein Papa hat mir gesagt wie ich das bunt ausmalen soll.
Der guckt jetzt aber gerade Notruf Hafenkante im Fernsehn (ZDF).
Warte, ich hol den mal eben!
Alexander schrieb:> An der Tatsache, dass ich kein Ausgangssignal Ud erhalte, ändert das> meiner Meinung jedoch nichts.
Also ich würde ja jetzt diese 10 am D des D-Flip Flops ja als
Negieren des D-Eingangs interpretieren.
Steffen H. schrieb:> Also ich würde ja jetzt diese 10 am D des D-Flip Flops ja als> Negieren des D-Eingangs interpretieren.
Das liegt wohl an meiner Schrift. Das soll eigentlich 1D heißen. Wir
haben im Unterricht besprochen, das die 1 vor der Eingangsbezeichnung
die Taktabhängigkeit der Eingänge beschreibt. C1 steuert also 1D
(analog zu 1K bzw. 1J beim JK-Flipflop).
Da der Ausgang des D-Flipflops oberhalb der gestrichelten Linie liegt,
soll es sich dabei um den Q-Ausgang handeln. Der [Nicht]Q-Ausgang würde
unterhalb der gestrichelten Linie abgegriffen werden.
Alexander schrieb:> Die Frage nach den Schwellenwerten für H-und L-Pegel kann ich> tatsächlich nicht beantworten, wegen ich ja von 0V als L-Pegel und +5V> als H-Pegel ausgegangen bin
Die Schwellen liegen an den Stellen, an denen sich die Kurve V(ur) mit
der Kurve V(ug) schneidet.
Alexander schrieb:> Allerdings ist der D-Eingang des D-Flipflops vom Q-Ausgang zurückgeführt> statt wie in deiner Variante vom [Nicht]Q-Ausgang, was auch der Grund> für meine Zweifel an der Lösung ist.
Falls diese Aufgabe GENAU so gestellt wurde, wie du sie im ersten Post
gezeigt hast, dann ist die Lösung falsch und du liegst richtig :-)
Natürlich macht die Schaltung nur Sinn, wenn der invertierte Q-Ausgang
benutzt wird. Also im Zweifelsfall mal den Lehrer darauf ansprechen,
sind ja auch nur Menschen und solche kleinen Fehler können schnell
passieren.
Tipp: Falls so etwas in einer Prüfung vorkommt, gleich direkt während
der Prüfung nachfragen (Ist selten, aber manchmal kommen solche
Fangfragen, weil die Internetlösung dann eben falsch ist) oder in deiner
Lösung einen Vermerk machen, dass du die Annahme triffst, es hätte
eigentlich der invertierte Q-Ausgang sein sollen, weil sonst die
Schaltung nix tut.
