Funktionalität nicht gegeben

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Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon user2014 am Donnerstag 13. Februar 2014, 12:07

Hallo,

ich sitze über der in der Abb. gezeigten diskreten Schaltung
(Teiler.JPG) und kann leider die aus dem originalen Dokument
beschriebene Funktion nicht nachweisen.

Also die Schmitt-Trigger-Schaltung funktioniert, auch die Teiler 5:1 und
10:1, jedenfalls kann ich dies aus den Oszi-Kurven entnehmen. Trotzdem
komme ich nicht auf das 1Hz-Signal am Ausgang C104. Im Originaldokument
(Teiler_original.JPG) ist dies so beschrieben: "Das gewünschte
Teilerverhältnis wird hier an den Basis-Trimmpotentiometern mit Hilfe
eines Oszillographen eingestellt."
Das gelingt mir irgendwie nicht, egal wie ich die Einstellung vornehme,
die Teilung kommt nicht zu stande.

Vielleicht übersehe ich hier etwas?

Für Unterstützung sage ich schon mal "DANKE".


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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon anders am Donnerstag 13. Februar 2014, 12:38

Das gelingt mir irgendwie nicht, egal wie ich die Einstellung vornehme,
die Teilung kommt nicht zu stande.

Vielleicht übersehe ich hier etwas?
Nein, wahrscheinlich übersiehst du da nichts, aber bei diesen unglücklich gewählen "Teilern" handelt es sich um so genannte Sägezahnteiler, die nur in einem engen Frequenzbereich wie gewünscht funktionieren, und bei andern Frequenzen andere Teilerverhältnisse produzieren.

Wenn du wirklich einen Frequenzteiler brauchst, der stets das gleiche Teilerverhältnis hat, und zudem nicht von Bauteiltoleranzen sowie Wind und Wetters geplagt wird, empfehle ich dir den alten SN7490 oder einen neueres programmierbares Teiler-IC, vorzugsweise aus der 4000er CMOS Serie.

P.S.:
Versuchst du so etwas zu reparieren, oder wo hast du diese Antiquität ausgegraben?
So teilt man 50 Hz schon seit 50 Jahren nicht mehr. :mrgreen:
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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon user2014 am Donnerstag 13. Februar 2014, 18:19

Hallo,

ja ich bin mir bewusst, dass man die 50Hz so nicht mehr teilt. Das ist heute bei weitem effizienter und genauer zu machen.

Also ich habe eine Schaltung von 1969 und die wollte ich (einfach aus Interesse) wieder zum Leben erwecken. Momentan kriege ich es einfach nicht gebacken, Gott weis sicher warum.
Die erste Teilerstufe (5:1) versagt ihre Funktionalität (sicher die zweite auch, soweit bin ich aber noch nicht gekommen), obwohl die Oszi-Kurven gut aussehen. Aber wenn ich hinter C103 die Frequenz messe, komme ich nicht unter 17Hz. Alles bereits getauscht, ohne Erfolg. Habe sogar die Schaltung parallel auf einer Lochrasterplatte aufgebaut um dahinter zu kommen wos hinkt. Kein befriedigendes Ergebnis. Ist frustrierend.

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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon anders am Freitag 14. Februar 2014, 02:02

Die erste Teilerstufe (5:1) versagt ihre Funktionalität

Vermutlich ist die ganze Dimensionierung schlecht. Am einfachsten überprüft man das mit einem Simulator.
Solche Teiler kan man auch als freilaufende Oszillatoren betreiben, bei denen der Rücklauf getriggert wird, kurz bevor er von selbst stattfinden würde.

Der Koppelkondensator und der zeitbestimmende Ladekondensator bilden zusammen einen kapazitiven Spannungsteiler, und die sägezahnförmige Aufladung des Ladekondensators ist daher mit einer kleinen Rechteckspannung mit der Frequenz des Steuersignals überlagert.

Die positive Flanke (nicht die negative wie in der Schaltung zu sehen) schafft es dann irgendwann vorzeitig die Schwelle zu überschreiten, bei der der T103 leitend wird (imho liegt diese Schwelle viel zu hoch. Durch ein paar hundert Ohm im Kollektor von T104 kann man sie reduzieren).
Wenn T103 leitend wird, sperrt T104, die Emitterspannung sinkt und der Ladekondensator wird über die B-E-Diode des T103 schnell bis auf die durch den Spannungsteiler R108,R112 vorgegebene Spannung entladen.


Theoretisch kannst du auch mit einer einzigen Teilerstufe 50:1 erreichen, aber je höher das Teilerverhältnis ist, umso empfindlicher reagiert es auf Bauteiletoleranzen, Temperatur und Versorgungsschwankungen und Änderungen des Ansteuersignals. Ein 50:1 Teiler wird also wahrscheinlich öfter mal als 49:1 oder 51:1 arbeiten.


Meine Empfehlung:
Bau in den Kollektor von T104 noch einen Widerstand von z.B. 270 Ohm ein, und wähle C105 und P101 so, dass ohne 50Hz-Signal am Eingang des Schmitttriggers, die erste Stufe mit gut 9Hz schwingt.
Beim Anlegen des 50Hz Sinus, sollten daraus dann genau 10Hz werden.

Entsprechend dann auch die zweite Stufe modifizieren, die mit ca. 0,9Hz freilaufen sollte.

Die zur Ansteuerung der zweiten Stufe benötigte positive Flanke nimmst du nicht am Emitter von T104 ab, sondern an dessen Kollektor.


P.S.:
Aber wenn ich hinter C103 die Frequenz messe, komme ich nicht unter 17Hz.
Dann läuft die Stufe also als Teiler :3.
Entweder geht dann die Aufladung des C105 zu schnell, oder die Amplitude des Trigerimpulses bzw. der Wert von C102 ist zu groß, so daß der Kippvorgang schon nach 60ms anstatt nach 100ms eingeleitet wird.
Mit dem Scope an C105 solltest du das sehen können.
Zuletzt geändert von anders am Freitag 14. Februar 2014, 12:13, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon user2014 am Freitag 14. Februar 2014, 19:14

Hallo,

habe einen erneuten Versuch mit den zur Verfügung gestellten Infos/Vorschlägen unternommen, leider ohne befriedigendes Ergebnis.

Als erstes habe ich den Schmitt-Trigger um eine Transistorstufe erweitert, so erhalte ich einen sauberern negativen Impuls am Kollektor des Transistors T3 (siehe Schmitt-Trigger_Neu.JPG). Auf dem Scope ist dieser Impuls die untere Oszi-Kurve.

Weiter habe ich in den Kollektor von T104 den vorgeschlagenen Widerstand von 270Ohm eingefügt (siehe Platine). Trotz der durchgeführten Maßnahmen stellt sich nicht das gewünschte Resultat ein. Egal wie ich die Werte von P101 und/oder C105 ändere, die Teilerstufe 5:1 bringt immer 50Hz am Emitter von T104. Im Scope-Bild die obere Oszi-Kurve zeigt die Aufzeichnung vor C103. Mit Einstellungsänderung an P101 verändert sich die Pulsbreite, die Ausgangsfrequenz bleibt aber gleich.

Den Kondensator C105 habe ich im Bereich 2.2nF bis 6.8nF geändert, P101 + R110 im Bereich 33k bis 470k.
Die beiden Transistoren T103/T104 sind BC108C, dort habe ich ebenfalls verschiedene äquivalente Typen eingesetzt, bei gleichem Ergebnis die Ausgangsfrequenz betreffend.
C102 habe ich nicht verändert.

Irgendwie scheint das doch eine "Wunderschaltung" zu sein.
Vielleicht bekommt man ja den Nobel-Preis, wenn man diese zum Laufen bekommt???

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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon anders am Samstag 15. Februar 2014, 01:23

Stell mal auf einem Kanal die Ausgangsspannung des Schmitttrigers, also vor dem Koppelkondensator, dar und auf dem anderen Kanal den Sägezahn am C105.
Auf die fallende Flanke des Sägezahns triggern und Ablenkung so einstellen, daß ein oder zwei Zähne auf dem Schirm zu sehen sind.
Zuletzt geändert von anders am Samstag 15. Februar 2014, 01:30, insgesamt 1-mal geändert.
anders
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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon user2014 am Samstag 15. Februar 2014, 09:13

Guten Morgen,

das Scope als Anlage (Einstellung beide Kanäle Volts/DIV = 1, Abtastzeit 5ms, P101 in Mittelstellung).

Obere Oszi-Kurve: Signal vor C102 (Ausgang Schmitt-Trigger)
Untere Oszi-Kurve: Signal über C105 (Basis T103)

Mir ist noch eine Idee gekommen: Ich könnte vor C102 über einen Signalgenerator ein variables Rechtecksignal einspeisen (Zitat: "Entweder geht dann die Aufladung des C105 zu schnell, oder die Amplitude des Trigerimpulses bzw. der Wert von C102 ist zu groß, so daß der Kippvorgang schon nach 60ms anstatt nach 100ms eingeleitet wird.").

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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon derguteweka am Samstag 15. Februar 2014, 12:05

Moin,

Kanns sein, dass diese Schaltung auch schon 1969 nix genaues war? Irgendwie sieht mir das ganz stark danach aus, als haette da jemand mit Absicht oder unabsichtlich Fehler eingebaut oder eine aehnliche Schaltung, die er mal irgendwoe aufgebaut gesehen hatte, falsch interpretiert.

Vom Prinzip her kenne ich schon auch diese Art der Frequenzteilung, aber eigentlich immer mit Unijuctiontransistoren bzw. ihrer Nachbildung durch ein bipolares Komplementaertransistorpaar. Da sieht die Schaltung auch recht aehnlich aus, allerdings eben immer mit einem NPN- und PNP Transistor. Das sind dann auch (von alleine) schwingfaehige Oszillatoren, die durch die Eingangsfrequenz synchronisiert werden.
Bei der Schaltung in Post1 sind das ja bestenfalls irgendwelche Schmitt-Trigger.

Gruss
WK
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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon anders am Samstag 15. Februar 2014, 12:59

Kanns sein, dass diese Schaltung auch schon 1969 nix genaues war?
Den Eindruck habe ich auch.
Allein schon die Mixtur aus Ge- und Si-Transistoren ist verdächtig.
Was die Oszillogramme angeht, so sieht das ähnlich aus wie ich befürchtet habe: Jeder Eingangsimpuls triggert den Rücklauf des Sägezahns.
D.h., daß das Triggersignal viel zu groß ist, und die Kapazitätswerte überhaupt nicht stimmen.
Insbesondere ist der Koppelkondensator C102 im Verhältnis zu dem Zeit bestimmenden C105 viel zu groß.

Leider habe ich momentan keine Zeit die Schaltung selbst mal in den Simulator einzugeben, aber als Tipp:
Verwende beim Scope DC-Kopplung und lege die Nullinien so, daß sie mit einer der Gitterlinien zusammenfallen.
Bei dir ist übrigens die CRT etwas verdreht oder (falls vorhanden) der Trimmer für die Strahldrehung falsch eingestellt. Das solltest du gelegentlich richten.
Vorsicht, am Sockel der CRT sind ein paar Tausend Volt!

Die Werte für R101 (100k bei Mittelstellung) und C105 würde ich so wählen, daß die Kondensatoraufladung nach etwa 100ms nahezu beendet ist.
Diesen Zeitpunkt würde ich bei 2..3 tau als gekommen ansehen, und somit eine Zeitkonstante von etwa 40ms wählen. Somit errechnet sich der benötigte C105 zu C= 40ms / 100kOhm = 0,4µF. (-->390nF)
Für den Koppelkondensator sollten 5% dieses Wertes ausreichen, also C102 nicht größer als 18nF wählen.

P.S.:
Der eingebaute C102=15nF wäre also ok, falls der Triggerimpuls die gleiche Amplitude wie der Sägezahn hat.
Bei der nächsten Stufe :10 solltest du den C106 eher mit 4 tau, also 250ms neu berechnen und der von C103/C106 geteilte Triggerimpuls muss noch etwas kleiner sein: Nur etwa 2% der Amplitude an C106.
Zuletzt geändert von anders am Samstag 15. Februar 2014, 13:17, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon user2014 am Samstag 15. Februar 2014, 13:26

Hallo,

die horizontale Ausrichtung des Strahles habe ich bereits korrigiert. Hatte ich bereits vor geraumer Zeit bemerkt. Die Ausrichtung ist schon etwas komfortabler mittels Trimmer, musste aber erst im Handbuch nachlesen.

DC-Kopplung war und ist eingestellt.

Ich werde die Schaltung mal mit den geänderten Werten ausprobieren. Vielleicht kommt dann etwas Brauchbares dabei raus.

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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon user2014 am Sonntag 16. März 2014, 15:52

Hallo,

mein Dank gilt allen, die mich in diesem Thread unterstützt haben.

Ich habe, trotz vieler Anpassungen der Kapazitäts- und Widerstandswerte während meiner Tests, die Schaltung nicht so zum Laufen bekommen, dass sie stabil als Taktgeber zu gebrauchen war. Stabil sieht anders aus.

Also nach Alternativen gesucht und Literatur aus dieser Zeit gewälzt. Nach der theoretischen Betrachtung wurden Schaltungen bzw. Schaltungsteile auf einer Lochrasterplatte aufgelötet, getestet, modifiziert. Das Ergebnis siehe Abbildung.

Aus der 50Hz-Netzfrequenz mittels Schmitt-Trigger (rechter Bildrand) und 6 Flip-Flop-Stufen (inc. Rücksetzlogik) erzeugt diese Schaltung ein "sauberes" 1Hz-Signal. Die kleine Platine werkelt seit einigen Tagen im Dauerbetrieb und macht ihren "Job". Natürlich ist der "Bauteile-Anzahl-Aufwand" meiner Schaltung gegenüber ersten weit aus höher, aber der Erfolg rechtfertigt eben manchmal doch den Einsatz der Mittel. Zudem konnte ich einigen Transistoren (SF137, GC301, AC122) und Dioden (BAY18) aus meiner Wühlkiste einen neuen Lebensinhalt geben und diese vor dem sicheren Tod des Elektronikrecyclings retten :wink: .

... auf den Geschmack gekommen, vielleicht werde ich weiteres zum Leben erwecken?

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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon user2014 am Sonntag 16. März 2014, 16:11

Eine ergänzende Angabe:

Die in der Abbildung gezeigte Platine entstand aus den Schaltungstests der Testaufbauten auf den Lochrasterplatinen.

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Re: Funktionalität nicht gegeben

Neuer Beitragvon anders am Sonntag 16. März 2014, 16:15

Sieht richtig gut aus! :top:
anders
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