[S] Transmission-Gate für Sinussignal

[Christoph E. (stoppi)]

Hallo!

Die Heisenbergsche Unschärferelation kann man u.a. auch sehr gut durch 
das Fourierspektrum eines unterschiedlich langen Sinussignals 
veranschaulichen.

Link: 
https://www.experimente.physik.uni-freiburg.de/H_Atom_und_Kernphysik/versuchemitelektronenundmateriestrahlen/heisenbergakustikanalogie

Diesen Versuch möchte ich nun ebenfalls durchführen. Ich habe vor, 
meinen billigen XR2206 Signalgenerator als Sinusquelle zu verwenden.

Nun kommt aber das Transmission-Gate ins Spiel. Ich möchte nun dieses 
Sinussignal unterschiedlich lange periodisch ausgeben. Dies würde ich 
mit einem NE555 steuern. Ich brauche also eine Schaltung/einen IC, der 
im besten Fall einen Logiksteuereingang besitzt und der dann eben ein 
Sinussignal weiterleitet (Steuersignal = 1) oder eben nicht 
(Steuersignal = 0).

Gibt es so etwas als IC oder kennt jemand vielleicht eine passende 
Schaltung zu meiner Vorgabe? Danke im voraus für eure Bemühungen.

[Björn W. (bwieck)]

CD4066

[Christoph E. (stoppi)]

Danke, Björn. Kommt der CD4066 auch mit Wechselspannungen am Eingang 
klar?

[Helmut K. (hk_book)]

4066 wäre wie genannt die erste Näherung, du schreibst ja nicht, welche 
Amplitude du brauchst und ob das Signal bipolar oder mit DC-Offset nur 
positiv ist (oder was auch immer).
Wg. des 555 als Taktgeber: der ist natürlich asynchron zum Sinussignal 
und dein Output sieht dann nicht so aus (schön imm Nulldurchgang Ein und 
Aus).

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Christoph E. schrieb:
> Kommt der CD4066 auch mit Wechselspannungen am Eingang
> klar?

Das hängt von seiner Speisung ab. Wenn du VCC(+) und VEE(-) so wählst, 
das die zu schaltende Wechselspannung im Bereich der beiden Spannungen 
ist, klappt das. Das gilt auch für alle anderen Bausteine aus dieser 
Familie (4051/4052/4053)
Das Steuersignal kann weiterhin im Bereich 0-5V bleiben.

[Andrew T. (marsufant)]

Christoph E. schrieb im B
>
> Gibt es so etwas als IC oder kennt jemand vielleicht eine passende
> Schaltung zu meiner Vorgabe? Danke im voraus für eure Bemühungen.

Wenn du gezielt im Web nach Schaltungen im Web suchst mit dem Stichwort
Nf-Burstgenerator
Hast du gleich ausgearbeitete funktionierende Pläne.

[Christoph E. (stoppi)]

Vielen, vielen Dank für eure tolle Unterstützung,weiß ich sehr zu 
schätzen...
Die amplitude des sinussignals ist eigentlich egal, gehen also 1V 
genauso wie 5 oder 10V.
Der Sinus ist bipolar mit einer Amplitude von +/- 1V. Von daher wird mir 
der CD4066 auch 1V ausspucken.
Wenn das dann geht mit bipolarer Spannungsversorgung wäre das super. 
Auch wenn das Steuersignal weiterhin 0/5V sein könnte. Ich bestelle 
einmal einen CD4066. Wenn ich dann Neuigkeiten zu berichten habe, melde 
ich mich wieder.

Danke nochmals für die Hilfe 👍

[Uwe B. (uwe_beis)]

Christoph E. schrieb:
> Wenn das dann geht mit bipolarer Spannungsversorgung wäre das super.
Die CD4066 kann keine negativen Spannungen schalten, sondern nur im 
Bereich ihrer Betriebsspannung (VSS bis VDD).

Positive und negative Spannungen kann man mit z.B. CD4053 schalten. Die 
haben einen Anschluss (VEE) für die neg. Betriebsspannug.

> Auch wenn das Steuersignal weiterhin 0/5V sein könnte
Das Steuersignal der CD4053 ist nach wie vor VSS bis VDD. VDD sollte 
dann +5 V sein (VSS = 0 V und VEE = z. B. -5 V).

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Muss der Sinus nicht genau im Nulldurchgang anfangen und enden?
Suchbegriff "tone burst generator", z.B.:
http://www.valvewizard.co.uk/burstgen.html

[Christoph E. (stoppi)]

Vielen Dank für die Information, Uwe.
Ich muss einmal schauen wo der Sinus vom xr2206 liegt. Bin mir jetzt da 
gar nicht mehr sicher und glaube fast, dass dieser eh nur im positiven 
Spannungsbereich liegt. Dann kann ich den Cd4066 eh nehmen.
Obwohl sonst hätte ich den Cd4066 mit zum Beispiel -9V an Vss versorgt. 
Dann hätte ich wohl aber Probleme mit dem Steuersignalpegel bei 0/5V 
oder?

@Christoph: Ich denke nicht. Ich erstelle dann ja ein Fourierspektrum 
der kurzen Sinuspulse/pakete. Da müsste der genaue Anfang des Signals 
und dessen Ende eigentlich egal sein bezogen auf den Sinus... Oder liege 
ich da falsch?

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Für eine ordentliche Fourieranalyse nimmt man "gefensterte" 
Schwingungen, die "langsam" auf und abklingen. Die plötzlichen Anfänge 
und Enden bewirken Störungen des dargestellten Spektrums.
https://de.wikipedia.org/wiki/Fensterfunktion

[Rainer W. (rawi)]

Uwe B. schrieb:
> Die CD4066 kann keine negativen Spannungen schalten, sondern nur im
> Bereich ihrer Betriebsspannung (VSS bis VDD).

Das ist doch reine Definitionssache. Lege VDD auf +5V und VSS auf -5V. 
Dann kann der CD4066 sehr wohl negative Spannungen schalten.

[Björn W. (bwieck)]

Christoph E. schrieb:
> Dann hätte ich wohl aber Probleme mit dem Steuersignalpegel bei 0/5V
> oder?

Kein Problem, Control-Input über Pullup (10k) an VDD und dann per 
Transistor
auf VSS schalten. z.B. VDD=5V, VSS=-5V

Oder du versorgst deinen 555 auch mit der bipolaren Spannung, dann 
kannst du das mit dem Transistor weglassen.

[Ralf D. (doeblitz)]

Christoph E. schrieb:
> @Christoph: Ich denke nicht. Ich erstelle dann ja ein Fourierspektrum
> der kurzen Sinuspulse/pakete. Da müsste der genaue Anfang des Signals
> und dessen Ende eigentlich egal sein bezogen auf den Sinus... Oder liege
> ich da falsch?

Normalerweise nimmt man dafür eine Cosinus-Funktion als Hüllkurve, um 
eben möglichst wenig Harmonische zu produzieren. Ein Beispiel für so 
etwas findest du z.B. hier (inkl. Erklärung warum man das so macht): 
https://sound-au.com/project58.htm

[Christoph E. (stoppi)]

Ich danke euch... Cd4066 ist schon bestellt 😉

[Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)]

von Christoph E. schrieb:
>Kommt der CD4066 auch mit Wechselspannungen am Eingang
> klar?

Der bekommt eine Vorspannung, Betriebsspannung/2,
und dann gibt es Kondensatoren womit man Gleichspannungen
abtrennen kann, so wie es bei NF-Übertragung und
NF-Verstärker üblich ist.

[Uwe B. (uwe_beis)]

Rainer W. schrieb:
> Das ist doch reine Definitionssache. Lege VDD auf +5V und VSS auf -5V.
> Dann kann der CD4066 sehr wohl negative Spannungen schalten.

So ungefähr, ja. Wenn dann aber das Steuersignal, wie auch das 
Ausgangssignal, auf 0 V referenziert ist, braucht man noch einen 
Level-Shifter. Und genau der ist in der CD4053 schon integriert.

Christoph E. schrieb:
> glaube fast, dass dieser eh nur im positiven Spannungsbereich liegt.

Da bin ich mir auch ziemlich sicher. CD4066 reicht dafür. Aber: Beim 
Schalten auf "0" musst du auf die Spannung des tatsächlichen 
Arbeitspunktes schalten und am Ausgang der Schaltung, um DC-frei zu 
sein, einen RC-Hochpass vorsehen.

Alternativ: Hinter der XR2206 den Hochpass, dann ist der Sinus DC-frei, 
dahinter - tja - die CD4053 mit negativer Spannung an VEE. Scheint mir 
aufwändiger als Hochpass am Ausgang.

Viele Wege führen zum Ziel.

[Rainer W. (rawi)]

Ralf D. schrieb:
> Normalerweise nimmt man dafür eine Cosinus-Funktion als Hüllkurve, um
> eben möglichst wenig Harmonische zu produzieren.

.... für die Unschärferelation vielleicht doch besser eine Gauß-Kurve.
Gauß bleibt Gauß bei der FFT.

[Christoph E. (stoppi)]

Vielen Dank für eure Hilfe, auch wenn diese großteils mit einem Minus 
bewertet wird (natürlich nicht von mir ;-))

Also der Sinus des XR2206 bewegt sich nur im positiven Spannungsbereich. 
Aber das würde in meinem Fall eh sehr gut passen. Die CD4066 sind wie 
schon gesagt aus Frankreich zu mir unterwegs und die NE555 Schaltung 
müsste ich auch noch in meinem Fundus haben. Ansonsten löte ich die mir 
noch einmal...

Wenn es Neuigkeiten gibt, geht es hier weiter.