Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NE555-Nachbau nur mit Transistoren in LTspice — Ausgang bleibt immer ~9 V, Hilfe bitte


von Maya (ucmaya)


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Hallo zusammen,
ich baue in LTspice einen NE555 nach, aber NICHT mit dem fertigen 
555-Baustein — ich möchte die Schaltung komplett mit diskreten 
Transistoren (NPN/PNP) aufbauen, um das Innenleben besser zu verstehen. 
Leider funktioniert die Schaltung nicht wie erwartet: der Ausgang bleibt 
dauerhaft auf ca. 9 V (Versorgung ist 10 V). Ich hoffe auf Hinweise, 
woran das liegen kann.

Was ich gemacht habe:

Versorgung: Vcc = 10 V, GND = 0 V.

Ich habe die typischen Innenblöcke nachgebaut: zwei Komparatoren, ein 
RS-Latch (Bistabile Kippstufe) und den Entladetransistor. Alle 
Komparatoren und das Latch habe ich mit diskreten BJT (NPN / PNP) 
umgesetzt.

Die Threshold/Trigger-Spannungen werden über das interne 
Spannungsteiler-Netzwerk (3 × 5 kΩ) nachgebildet.

Meinen NE555 nach typischer schaltung für Astabile Kippstufe aufgebaut.

Als Referenz habe ich folgende Schaltung nachgebaut:
https://www.hackatronic.com/working-of-555-timer/

Das Problem:

Ich habe dauerhafte überall definierte Gleichspannungen und nicht das 
typische Taktsignal.

Ich wäre für jede Hilfe dankbar. Ich habe auch die LT-Spice Datei mit 
hochgeladen.

von Andreas (andreas6)


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Dein Q14 dürfte falsch sein.

MfG. Andreas

von Jörg R. (solar77)


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Maya schrieb:
> ich baue in LTspice einen NE555 nach, aber NICHT mit dem fertigen
> 555-Baustein — ich möchte die Schaltung komplett mit diskreten
> Transistoren (NPN/PNP) aufbauen, um das Innenleben besser zu verstehen.

Zum 555 gibt es wirklich gute Videos auf Youtube um den Chip zu 
verstehen. Ob dir ein Model in LTspice da tatsächlich mehr weiterhilft 
möchte ich bezweifeln.

von Alexander S. (alesi)


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Hallo,

wenn ich dem Simulationsbefehl ein startup anfüge, erhalte ich die 
Meldung "time step too small at 22 ms. Trouble with node n003"

von Alexander S. (alesi)


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Jörg R. schrieb:
> Zum 555 gibt es wirklich gute Videos auf Youtube um den Chip zu verstehen.

Vom Erfinder Hans Camenzind wird der NE555 in seinem Buch "Designing 
Analog Chips" 
http://www.designinganalogchips.com/_count/designinganalogchips.pdf in 
Kapitel 11 Timers and Oscillators beschrieben.

http://www.designinganalogchips.com/

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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LTspice beinhaltet bereits ein fertiges 555-Modell. Da reinschauen!

von H. H. (hhinz)


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Abdul K. schrieb:
> LTspice beinhaltet bereits ein fertiges 555-Modell. Da
> reinschauen!

Schlechte Idee, das ist nicht diskret aufgebaut.

von Alexander S. (alesi)


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Abdul K. schrieb:
> LTspice beinhaltet bereits ein fertiges 555-Modell. Da reinschauen!

Genau, siehe Anhang.

von Alexander S. (alesi)


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H. H. schrieb:
> Schlechte Idee, das ist nicht diskret aufgebaut.

Er meint NE555.asc in examples\Educational

von Enrico E. (pussy_brauser)


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Andreas schrieb:
> Dein Q14 dürfte falsch sein.

So sehe ich das auch.

Beitrag #7953101 wurde vom Autor gelöscht.
von Maya (ucmaya)


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Alexander S. schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> LTspice beinhaltet bereits ein fertiges 555-Modell. Da reinschauen!
>
> Genau, siehe Anhang.

Vielen Dank das werde ich mir mal genauer anschauen.

von Alexander S. (alesi)


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Andreas schrieb:
> Dein Q14 dürfte falsch sein.
>
> MfG. Andreas

Ja. Der Fehler mit "time step too small" kommt aber auch, wenn man Q14 
durch einen pnp ersetzt.

von Maya (ucmaya)


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Alexander S. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Zum 555 gibt es wirklich gute Videos auf Youtube um den Chip zu verstehen.
>
> Vom Erfinder Hans Camenzind wird der NE555 in seinem Buch "Designing
> Analog Chips"
> http://www.designinganalogchips.com/_count/designinganalogchips.pdf in
> Kapitel 11 Timers and Oscillators beschrieben.
>
> http://www.designinganalogchips.com/

Ich habe jetzt mal die Schaltung aus dem Buch 1:1 nachgebildet und dann 
wieder eine astabile Kippstufe verschalten (siehe hochgeladen 
Schaltungsdtaei). Trotzdem habe ich das selbe Problem. Muss ich in LT 
Spice eventuell die Transistoren ändern (also reale Transistoren 
wählen)? Oder eine Simulationseinstellung ändern? Natürlich kann ich die 
fertige Schaltung aus den Beispielen nehmen wie andere User schreiben, 
aber dann kann ich es ja nie selber zusammenbauen.

von Maya (ucmaya)


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Abdul K. schrieb:
> LTspice beinhaltet bereits ein fertiges 555-Modell. Da reinschauen!

Geht damit tatsächlich trotzdem nicht mit der normalen Grundschaltung

von H. H. (hhinz)


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Maya schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> LTspice beinhaltet bereits ein fertiges 555-Modell. Da reinschauen!
>
> Geht damit tatsächlich trotzdem nicht mit der normalen Grundschaltung

uic!

von Maya (ucmaya)


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Danke damit geht es. Komisch das die Schaltung aus dem von 
http://www.designinganalogchips.com/ nicht geht. Auch mit uic.

von Alexander S. (alesi)


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Maya schrieb:
> Danke damit geht es. Komisch das die Schaltung aus dem von
> http://www.designinganalogchips.com/ nicht geht. Auch mit uic.

In Fig. 11-3 The original 555 Timer ist R9 nur mit der Basis von Q13 
verbunden. Bei Dir auch mit der Basis von Q15. Das alleine kann es aber 
noch nicht sein.

von H. H. (hhinz)


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Zeichne doch mal übersichtlicher.

von H. H. (hhinz)


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Maya schrieb:
> Ich habe jetzt mal die Schaltung aus dem Buch 1:1 nachgebildet

Du hast Q19 falsch interpretiert. (bei dir Q99 und Q19).

Und die Sache mit R9 natürlich.

: Bearbeitet durch User
von Alexander S. (alesi)


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Q21 ist auch noch falsch.

von Alexander S. (alesi)


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H. H. schrieb:
> Maya schrieb:
>> Ich habe jetzt mal die Schaltung aus dem Buch 1:1 nachgebildet
>
> Du hast Q19 falsch interpretiert. (bei dir Q99 und Q19).
>

Genau, Q19 hat einen split-collector, siehe Fig. 1-17 und Fig. 2-1 in 
http://www.designinganalogchips.com/_count/designinganalogchips.pdf

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Maya schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> LTspice beinhaltet bereits ein fertiges 555-Modell. Da reinschauen!
>
> Geht damit tatsächlich trotzdem nicht mit der normalen Grundschaltung

Hast du es hingekriegt?

von Teo D. (teoderix)


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Abdul K. schrieb:
> Hast du es hingekriegt?

Wenn man eine niedriger Frequenz wählt, funktioniert es.

von Bernhard (bernhard_123)


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Die Transistoren mit den Default-Parametern (NPN bzw. PNP ohne weitere 
Parameter) sind unendlich schnell. Beim Schalten werden die Flanken sehr 
steil und SPICE muss sehr kleine Zeitschritte machen.

Je näher die Schaltung und die Bauteile an der Realität sind, desto 
besser konvergieren die Schaltungen.

Bernhard

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ein Educational sollte aber schon out-of-the-box funktionieren!

Allerdings haben sich die Zeiten seit Erstellung dieses Beispiels bei 
LTspice deutlich geändert, denn der Entwickler ist schon länger weg und 
die neue Mannschaft bei Analog Devices hat einiges unter der Haube 
verändert. Da würden mich plötzliche Inkompatibilitäten nicht wundern.

Andererseits sind es auch nur paar Transistoren, sozusagen Grundgerüst 
von SPICE.


Abundzu hakt selbst die neueste Version bei meinen Projekten. Gerade 
einen 4A Pulse aus dem nichts gesehen. Und warum bitte fließt 
Wechselstrom in einem unangesteuerten  Optokoppler auf dessen 
Sekundärseite, der nur an einer DC-Quelle sekundär hängt??

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