Hi Leute! https://www.youtube.com/watch?v=4qxgwN9aq8E ich habe bei youtube einen Kanal gefunden der es mir angetan hat. Der Autor erklärt zwar leider nicht so wie das in der Schule gemacht wird (was es zum Teil etwas verwirrend macht, aber das sagt er auch selber: dass Experten sich unter Umständen die Ohren zuhalten müssen) Aber wie auch immer was man merkt ist dass dem die Sache am Herzen liegt und er sein Bestes gibt. Finde ich toll. Aaaaaber ich habe zu einem der Anfangsvideos direkt ne Frage. Es geht um einen Oszillator um einen Schmitt Trigger Inverter. Seht ihr im Anhang. Als da der Ladekondesator groß gemacht wurde um zu zeigen dass der dann auch länger durch die Diode auflädt, fiel mir auf, dass es nicht mehr stetig von aufladen zu entladen geht, sondern eine kurze abfallende Zacke zu sehen ist. Woher kommt so etwas? Falls mir beim Basteln mal so etwas unter kommen sollte, wüsste ich gar nicht was los ist und was man da tun könnte. Die Diode mit der Flussspannung kommt mir als Stichwort in den Sinn. Oder dass die Diode vielleicht so langsam sperrt wenn der Inverter umschaltet, dass das C sich sozusagen rückwärts ein klein wenig entlädt. Aber irgendwie rate ich nur rum und würde mich freuen wenn mir da jemand etwas klarer zu erklären kann! Komisch wie so erst mal einfache Sachen unlösbare Fragen aufwerfen können :-( Danke und schönen Feiertag!
Angehängte Dateien:
-
screenshot_osc.jpg
75 KB -
screenshot_video.jpg
47 KB
Vielen Dank für die Rückmeldung. Die Bilder sind Screenshots aus dem Video, was da für eine Diode drin ist weiß ich nicht. Ist meine vage Idee, dass aus dem Kondensator Strom sozusagen rückwärts durch die Diode fließt schon eine heiße Spur? Gibt's andere Ideen bzw ich dachte eine Diode sperrt ns schnell. Ich glaube ich sehe zu dass ich mir selber mal Bauteile und Ausrüstung zusammen kaufe um aktiv zu werden. Ist nur teuer, daher baue ich in Youtube noch Luft-Schlösser. :-) P. S. Ich habe user Hinz hier schon als passiver Leser öfter als wortkarg aber nie unhöflich und auf den Punkt erlebt. Das ist Meilen angenehmer als selbst-Inszenierung.
Der Kondensator muss doch in kürzester Zeit aufgeladen werden. Wo soll der hohe Aufladestrom denn herkommen? Vom CMOS-Gatter etwa? niemals... deshalb "dauert" das eben ein wenig.
Hi Das meine ich doch nicht. Beim umschalten fällt die Spannung in kurzer Zeit etwas bevor sich das c durch den Widerstand entlädt. Die zacke meine ich. Dass das aufladen dauert wundert mich gar nicht. Grüße
Tobi schrieb: > ich dachte eine Diode sperrt ns schnell. Eine 1N4148 kann das, aber bei einer 1N4007 sinds mehrere µs.
Tobi schrieb: > Als da der Ladekondesator groß gemacht wurde um zu zeigen dass der dann > auch länger durch die Diode auflädt, fiel mir auf, dass es nicht mehr > stetig von aufladen zu entladen geht, sondern eine kurze abfallende > Zacke zu sehen ist. Woher kommt so etwas? Was für einen hast du denn da eingesetzt, oder ist das uas dem Video? Wenn das ein (alter) Elko ist, könnte das gut dessen ESR sein. Beim (ent)laden fällt eine Spannung am internen Widerstand im Kondensator ab. Stell dir dazu einfach einen idealen Kondensator in Reihe mit einige Ohm (bis einigen 10 Ohm) vor.
:
Bearbeitet durch User
Richtig. Das ist aus dem Video. Aber generell möchte ich euch erst mal danken für die Ideen. Manchmal wird man ja zu Freiwild und rund gemacht bei so Fragen. :-)
Vielleicht liegts auch einfach am fehlenden 100nF Abblock-C. überm 40106
Tobi schrieb: > Es geht um einen Oszillator um einen Schmitt Trigger Inverter. Der Schmitt Trigger Inverter hat mehrere Anschlüsse. Wo hängt der Masseanschluss vom Oszi dran und wo wird das Signal abgegriffen? Wie sehen die Skalen vom Oszi aus (Ablenkgeschwindigkeit, Y-Skalierung)? Der Sprung wird beim Umschalten des Ausgangs vom Schmitt Trigger entstehen ;-) Erste Maßnahme, um z.B. zu verstehen, ob das an der Diode oder an parasitären Effekten liegt, wäre ein Nachbau in LTSpice. p.s. Ich guck mir jetzt nicht 23 min YT an, um rauszufinden, was da los ist.
Das ist schon in Ordnung, Wolfgang. Würde vielleicht auch etwas zu weit gehen :-) Ich bin erst mal froh über alle Ideen. Da werde ich dann in Ruhe drüber nachdenken und dann ggf. noch mal spezifisch nachfragen. Wenn das die Diode ist, müsste das auch mit kleinen c zu beobachten sein, oder? Ist mir da nicht aufgefallen. Wenn ich simulieren will: brauche ich da ein bestimmtes Modell eines Inverters. Wenn es an dem selber liegt reicht es ja bestimmt nicht aus wenn der ideal betrachtet wird. Falsch simuliert täusche ichir ja selber was vor. Aber simulieren hört sich gut an-habe nämlich kein Labor.
Wolfgang schrieb: > Ich guck mir jetzt nicht 23 min YT an, um rauszufinden, was da los ist. Brauchst du auch nicht. Das hier ist der vermutliche Grund: K. S. schrieb: > Wenn das ein (alter) Elko ist, könnte das gut dessen ESR sein. Beim > (ent)laden fällt eine Spannung am internen Widerstand im Kondensator ab. > Stell dir dazu einfach einen idealen Kondensator in Reihe mit einige Ohm > (bis einigen 10 Ohm) vor. Tobi schrieb: > Wenn das die Diode ist, müsste das auch mit kleinen c zu beobachten > sein, oder? Ist mir da nicht aufgefallen. Kleine Cs haben viel kleineren ESR. Da ist das zwar theoretisch auch vorhanden, nur werden andere Unzulänglichkeiten das überdecken. Passt auch zur Aussage von K.S.
Steigende Flanke: Diese ist nicht steil (senkrecht), weil der Ausgang des Inverters des Schmitttriggers keinen hohen Ausgangsstrom schafft. Fallende Flanke: Die kleine Lücke zur fallenden Linie kommt daher, weil es eine langsame Diode ist und bei dem Strom zum Abbau der Ladungssträger dem Kondensator ein paar Prozente Ladung geklaut werden. Anschließend finden die ganz normale Entladung des Kondensators über den parallelen Widerstand statt. Wieder steigende Flanke: Die kleine Lücke zur steigende Linie, kann ich mir mit langsamen Diode nicht erklären, höchstens mit der Kapazität der Diode, die ist aber zu klein. Allerdings gibt es das Problem, das bei steigender Flanke durch unterschiedliche Geschwindigkeit der internen Ausgangstreiberhalbbrücke gerne ein kurzer Quer-Strom-Peak fließt. Vermutlich wurde das Oszi massenmäßig nicht so ideal angeschlossen und mißt den dadurch verursachten Spannungsabfall mit. Die induktive Komponente des Kondesators könnte auch eine Ursache sein.
:
Bearbeitet durch User
mit dem kostenloses Simulations Programm diese Schaltung testen https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html Weitere Erklärung https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/get-up-and-running-with-ltspice.html OP-Schaltung für die LTspice - Simulation von helmut, Beitrag "Re: Schmitt-Trigger in LTSpice" Beide Dateien in ein eigenes Verzeichnis legen und danach mit LTspice laden und Simulation ausführen Weiterführende Infos Beitrag "Re: LTspice und LM311" Viel Spaß :-)
:
Bearbeitet durch User
HildeK schrieb: > Tobi schrieb: >> Wenn das die Diode ist, müsste das auch mit kleinen c zu beobachten >> sein, oder? Ist mir da nicht aufgefallen. > > Kleine Cs haben viel kleineren ESR. Ihr meintet beide mit kleiner dann auch gleichzeitig "nicht Elko sondern Folko oder Kerko" - oder? Nur dann stimmt das so. Elkos haben, je weniger µF (= je kleiner), bei, um es einfacher zu halten, angenommen gleicher Nennspannung, auch um so höheren ESR. Das kann man recht einfach ausmessen. Falls man ein paar verschiedene Elkos, sagen wir mal einer mit 2,2µF und einer mit 22µF, hat, auch mit dem DMM. (Größere, also mit Kapazitäten von zB 2200 und 10000µF, benötigten glaube ich schon eher ein Milliohmmeter.)
Ein Widerstand in Serie zur Diode (1N4148) wirkt Wunder, denn der Ausgang des ST kann nicht unbegrenzt liefern oder nehmen, daher der Sprung... Einen besseren Sägezahn bekommt man aber nur, wenn man den C wesentlich verkleinert...
:
Bearbeitet durch User
Hallo, Das ist der Synthezizer-Experimentator mit seiner Videoserie. Wenn man das Video bis Minute, 3:xx ansieht, erkennt man, wie nacheeinander erst der Kondensator von 2,2 nF auf 1µF und dann auf "riesig" vergrößert wird. Dann wird der Widerstand auf 1 MOhm erhöht. Bei 1 MOhm und "riesig", entsteht erst der Sprung. Nun, ohne die Werte zu kennen, hört man aber neben dem tollen Pfeifton, daß eine ganz niedrige Frequenz heraus kommt. Wenn der Sprung auf seinem alten analog-Oszi erscheint, ist die Frequenz unhörbar niedrig. Der Strahl ist so hell aufgedreht, daß sogar der Rücklauf sichtbar wird. Es wird nicht gezeigt, ob da ein Elko drin ist, der den bisher vermuteten ESR mitbringt. Letztendich geht es ihm aber nicht um die genaue Signalform, sondern um die Konstruktion eines spannungsgesteuerten Oszillators, dessen "variabler Kondensator" anscheinend der Transistor sein soll, der mit sehr geringem Basisstrom angesteuert wird, um annähernd die Melodie zu spielen, die er am Ende mit Hilfe des Sequencers heraus bringt. mfG
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > Das ist der Synthezizer-Experimentator mit seiner Videoserie. > Wenn man das Video bis Minute, 3:xx ansieht... Das hört sich spannend an! Wo finde ich denn das Video (Link)?
Ich glaube nicht dass es an der Trägheit der Diode liegt, weil der kleine "Zacken" nach unten viel steiler verläuft, als die Ladephase des Kondensators. Vermutlich hat er bloß nicht die Spannung direkt am Kondensator gemessen, so dass parasitäre Widerstände (z.B. vom Steckbrett) die Messung verfälschen:
1 | +--[===]--+ |
2 | | | |
3 | GND |---[===]--+---||----*---|<|---o Ausgang des IC |
4 | Rp |
Rp soll hier mal der parasitäre Widerstand vom Steckbrett sein. Das Oszilloskop ist an GND und * angeschlossen. Während der Kondensator geladen wird, fließt ein relativ hoher Strom durch Rp. Der Spannungsabfall an Rp addiert sich zu der Spannung am Kondensator, so dass sein Oszilloskop in der Ladephase ein bisschen zu viel Spannung anzeigt. In der Entladephase entfällt dieser Strom, am Widerstand Rp fällt nichts mehr ab, das Oszilloskop zeigt sprunghaft weniger Spannung an. klick schrieb: > Elkos haben, je weniger µF ... um so höheren ESR. Was einen ähnlichen Effekt auf das Messergebnis hat. Am ESR kehrt sich die Polarität des Spannungsabfalls sogar um (laden versus entladen).
Angehängte Dateien:
-
osc.png
50 KB
Tobi schrieb: > Als da der Ladekondesator groß gemacht wurde um zu zeigen dass der > dann auch länger durch die Diode auflädt, fiel mir auf, dass es nicht > mehr stetig von aufladen zu entladen geht, sondern eine kurze > abfallende Zacke zu sehen ist. Woher kommt so etwas? Wie K.S. schon geschrieben hat, ist die Ursache dafür vermutlich der ESR des Kondensators, evtl. noch unterstützt durch die Kontaktwiderstände des Steckbretts. > Die Diode mit der Flussspannung kommt mir als Stichwort in den Sinn. Die senkt die Ladespannung um etwa 0,6V, erklärt aber diese Sprünge nicht. > Oder dass die Diode vielleicht so langsam sperrt wenn der Inverter > umschaltet, dass das C sich sozusagen rückwärts ein klein wenig > entlädt. Das erklärt nicht den Sprung am unteren Scheitelpunkt des Signals. Aber auch den oberen Sprung erklärt das nicht, denn dafür ist der Sprung zu steil. Das würde ja bedeuten, dass der kurzzeitige Entladestrom durch die noch nicht sperrende Diode um ein Vielfaches größer wäre als der Ladestrom zuvor. Der Strom, den der 40106 liefern kann, ist aber in beide Richtungen etwa gleich groß. Deswegen kommt auch die Kapazität der Diode als Ursache nicht in Frage. Tobi schrieb: > Die Bilder sind Screenshots aus dem Video, was da für eine Diode drin > ist weiß ich nicht. Es ist eine 1N4148, das geht aus dem Vorgängervideo hervor: https://www.youtube.com/watch?v=QBatvo8bCa4 Die Sperrverzugszeit der 1N4148 liegt im Nanosekundenbereich. In dieser kurzen Zeit kann der 40106 den "really big capacitor" nicht so weit entladen, dass man dies auf dem Oszi bei dieser Einstellung erkennen könnte. Leider sagt der Autor des Videos nichts über den verwendeten Kondensator und den Entladewiderstand. Dennoch stecken in den Osziaufnahmen viele Informationen, aus denen man unter Zuhilfenahme des Datenblatts des 40106 einige Schlüsse ziehen kann. Ich habe das mal versucht und bin zu folgenden Ergebnissen gekommen: Die Vertikaleinstellung des Oszis ist 0,1 V/div. Da ein 10:1-Tastkopf verwendet wird, sind dies effektiv 1 V/div. Die Horizontaleinstellungen sind 5 ms/div (ab 03:02 im Video), 2 ms/div (ab 03:05) 1 ms/div (ab 03:07), gleich danach wieder 5 ms/div, 10 ms/div (ab 03:15) und schließlich wieder 5 ms/div (ab 03:16). Daraus ergibt sich eine Periodendauer von 20,5 ms, was 49 Hz entspricht. Die Ladephase dauert 3,5 ms, die Entladephase 17 ms. Der 40106 wird an 12 V betrieben (das sagt der Autor irgendwann im Video). Daraus und aus den Tabellen und Diagrammen im Datenblatt können die Eingangsschwellwerte (ca. 4,5 V und 7,1 V) und der Ausgangsstrom (ca. 18 mA) abgeschätzt werden. Die Hysterese von 7,1 V - 4,5 V = 2,6 V stimmt gut mit der Osziaufnahme überein. Aus dem Signalverlauf während der Entladephase ergibt sich die Zeitkonstante des RC-Glieds τ = 40 ms. Damit man auf die Ladedauer von 3,5 ms kommt, müssen C ≈ 22 µF und R ≈ 1,8 kΩ sein. Beides sind gängige Werte (E6- bzsw. E12-Reihe). Aus der Höhe der Sprünge und dem Ausgangsstrom des 40106 ergibt sich ein ESR von etwa 14 Ω, was einem Verlustfaktor von 0,23 bei f = 120 Hz entspricht. Das ist ein ziemlich schlechter Wert (aktuelle Kondensatoren der unteren Preisklasse haben meist einen Verlustfaktor um die 0,16). Aber evtl. handelt es sich hier um einen etwas älteren Typ, dann ist dieser ESR durchaus plausibel. Mit den geschätzten Werten habe ich mal eine Simulation durchgeführt. Für den 40106 hatte ich kein Spice-Modell, deswegen habe ich den universellen Schmitt-Trigger aus der LTspice-Bibliothek genommen und dessen Parameter so dimensioniert, dass er in etwa den typischen Angaben des Datenblatts des 40106 entspricht. Der Ausgang des LTspice-Modells ist eine ideale Spannungsquelle mit Serienwiderstand, was kein gutes Abbild der CMOS-Ausgangsstufe des 40106 ist. Um den Simulationsfehler dennoch gering zu halten, habe ich den Serienwiderstand so gewählt, dass der Schmitt-Trigger in dem relativen engen Ausgangsspannungsbereich während der Ladephase (5,6 V bis 7,8 V) im Mittel die oben ermittelten 18 mA liefert. Das ausgegebene Signal entspricht sehr gut den Osziaufnahmen im Video, weswegen ich davon ausgehe, dass die vielen vorgenommenen Schätzungen zumindest nicht komplett daneben liegen :)
Yalu X. schrieb: > Wie K.S. schon geschrieben hat, ist die Ursache dafür vermutlich der ESR > des Kondensators, evtl. noch unterstützt durch die Kontaktwiderstände > des Steckbretts. > >> Die Diode mit der Flussspannung kommt mir als Stichwort in den Sinn. > > Die senkt die Ladespannung um etwa 0,6V, erklärt aber diese Sprünge > nicht. Es wurde zwar nirgendwo geklärt, wo genau die Spannung gemessen wurde. Aber "normale" und reale Elkos zeigen schon immer diesen Sprung an ihren Anschlüssen, wenn diese von der Ladephase (wo noch deutlicher Strom fließt) in die Entladephase umgeswitched werden (vor allem bei einem Strom, der für den Elko "fühlbar" ist). Denn ein "normaler" Elko besteht ja aus zwei aufgewickelten Alu-Bändern, die zusammen den C bilden, aber eben auch eine gewisse Länge aufweisen, also spürbaren R. Real entspricht das dann eben unendlich vielen RC-Tiefpässen (also viele R in Reihe, an jedem Knotenpunkt ein kleiner C nach Masse), der am Eingang dann die Reflexion sieht, wenn es plötzlich einen Pegelwechsel gibt (ok, Reflexion ist vielleicht falsch an der Stelle ...). Wenn der Ladestrom plötzlich wegfällt, bzw. umgedreht wird, dann sackt die Spannung eben ebenso plötzlich ab, und würde auch unmittelbar danach nicht einfach nach einer e-Kurve abfallen, sondern erstmal viele überlagerte e-Kurven. >> Oder dass die Diode vielleicht so langsam sperrt wenn der Inverter >> umschaltet, dass das C sich sozusagen rückwärts ein klein wenig >> entlädt. >Das erklärt nicht den Sprung am unteren Scheitelpunkt des Signals. Aber >auch den oberen Sprung erklärt das nicht, denn dafür ist der Sprung zu >steil. Das würde ja bedeuten, dass der kurzzeitige Entladestrom durch >die noch nicht sperrende Diode um ein Vielfaches größer wäre als der >Ladestrom zuvor. Der Strom, den der 40106 liefern kann, ist aber in >beide Richtungen etwa gleich groß. Deswegen kommt auch die Kapazität der >Diode als Ursache nicht in Frage. Jo, denke ich auch, daß die Diode hier überhaupt keine Rolle spielt. Die verdoppelt das Problem nur, welches ohnehin schon besteht (wenn direkt am C gemessen wird)
:
Bearbeitet durch User
> sondern um die Konstruktion eines spannungsgesteuerten Oszillators, dessen >"variabler Kondensator" anscheinend der Transistor sein soll, der mit sehr >geringem Basisstrom angesteuert wird, Korrektur: dessen variabler Widerstand der Transistor sein soll, der an der Basis mit einer Spannung angesteuert werden soll, Mfg
Yalu X. schrieb: > sondern eine kurze >> abfallende Zacke zu sehen ist. Woher kommt so etwas? C1 von ideal auf realen z.B "Murata" pn="GRM188R60E226ME16" type="X5R" und R1 auf realen mit 1.82K gewechselt .... oder eigene Werte eintragen. Danach war die Unstetigkeitsstelle ausgebügelt ... :-) CD40106 Beitrag "Re: LTSPICE 40106 mit externer Versorgungsspannung" mit Schaltung in der CD4000_v_test-1.zip
Jens G. schrieb: > Jo, denke ich auch, daß die Diode hier überhaupt keine Rolle spielt. Und wie willst Du dann einen "Sägezahn" erzeugen?
Mani W. schrieb: > Jens G. schrieb: >> Jo, denke ich auch, daß die Diode hier überhaupt keine Rolle spielt. > > Und wie willst Du dann einen "Sägezahn" erzeugen? Diese Frage war doch hier überhaupt nicht das Thema ...
Ich würde einmal zwei Dioden in Serie schalten und die Auswirkung beobachten. Vielleicht liegt es an der Vorwärtspannung der Diode(n)?
Mani W. schrieb: > Und wie willst Du dann einen "Sägezahn" erzeugen? Jens G. schrieb: > Diese Frage war doch hier überhaupt nicht das Thema ... Gut, dann habe ich schon zu weit gedacht und nach den Bildern dachte ich, er möchte einen Sägezahn...
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.