Logische Schaltung - Bauteil-Spezifikationen

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Autor
Logische Schaltung - Bauteil-Spezifikationen
Suche nach: schaltung (31652) bauteil (9937)

    







BID = 833291

chichi89

Gerade angekommen


Beiträge: 3
Wohnort: Cuxhaven
 

  


Moin!

Ich bin dualer Student bei einem mittelständischen Unternehmen. Seit kurzem bin ich in die Entwicklungsabteilung versetzt worden und unser Abteilungsleiter plant in Zukunft Bauteile aus Fernost zu importieren um die Kosten zu senken. Hab jetzt neulich mit nem Kollegen zusammen eine Batch voller Bauteile vorgesetzt bekommen und wir sollen Datenblätter dazu erstellen, da die originalen wirklich nicht lesbar sind Wir haben bereits die wichtigsten Parameter rausgefunden (Die Begrenzungen ab wann der FET jeweils schaltet) und hängen jetzt an folgenden Problemen.

Keine Links zu Werbeschleudern - Um die Grafik passend zu verkleinern > paint verwenden! - abload
(Schaltbild, sorry für die Quali - wir haben's versucht von dem schlechten Beiblatt abzumalen)

Erstens: Es gibt beim Zulieferer eine Menge Teile mit unterschiedlichen Pullup-Widerständen und unser Chef will ne Formel um zu gucken ob die überhaupt funktionieren würden (man kann jeden Widerstandswert bestellen, allerdings sind manche Werte eben zu niedrig und die prüfen das in der Fertigung nicht...).
Ich habe das ganze mal so angefangen: Wenn der FET im geschalteten Zustand einen Widerstand R_an hat, der Pullup R ist, gilt: Der nächste FET schaltet wenn die Spannung höher ist als der untere Schwellwert (V_usw). Daher gilt, da R_an und R einen Spannungsteiler bilden: R_an/(R+R_an)*Versorgungsspannung (V_s) =< V_usw, somit komme ich auf entweder V_usw*R_an/(V_s-V_usw) für den Widerstandsschwellwert (minimum) oder R_an*(V_s-V_usw)/V_usw. Sieht jemand meinen Fehler?

Zweitens: Die Bauteile sollen später in Objekten verbaut werden, bei denen der Stromverbrauch sehr, sehr wichtig ist. Daher sollen wir Formeln für den MAXIMALEN und den MINIMALEN Stromverbrauch aufstellen (über alle Schaltmöglichkeiten hinweg - ist übrigens unsere Wahrheitstabelle richtig? Irgendwie kommt die mir komisch vor). Also haben wir alle möglichen Schaltbilder gezeichnet und den Gesamtwiderstand ausgerechnet (R_an wenn geschaltet) und über P=V_s^2/R_gesamt die Leistung ausgerechnet (milliWatt). Irgendwie will aber die Rechnung/Formel nicht mit den Messwerten übereinstimmen. Hier also der Ansatz: Nach dem Zeichnen und Berechnen ist das Maximum wenn A und B HIGH sind und das Minimum wenn A LOW und B HIGH ist. Im ersten Fall (Maximum) ist der Gesamtwiderstand (|| heißt parallel-geschaltete Widerstände): (R+R_an)||(R+R_an)||(R/2+R_an) (R/2 wegen Parallelschaltung von R ganz rechts oben im Schaltbild). Für das Minimum: (R+R_an)/2 (Parallelschaltung). Ist das so richtig? Was haben wir übersehen?

VIELEN VIELEN DANK IM VORAUS!!!

Grüße
chichi89

BID = 833298

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
Sieht jemand meinen Fehler?
Vermutlich besteht er in der Annahme, daß da überhaupt Widerstände drin sind.
Das sieht mir nach der typischen Eingangsschaltung eines CMOS-Gatters aus, und die Forderung, dass das Zeug möglichst wenig Strom verbrauchen soll, weist in die gleiche Richtung.

Zitat :
Daher sollen wir Formeln für den MAXIMALEN und den MINIMALEN Stromverbrauch aufstellen (über alle Schaltmöglichkeiten hinweg
Soetwas steht gewöhnlich in den Datenblättern.
Im Übrigen ist der Stromverbrauch von CMOS-Schaltungen sehr stark von der Schaltgeschwindigkeit abhängig.

Ich halte das ganze Unterfangen aber für recht sinnlos. Gerade bei ICs kommen dabei wahrscheinlich ähnlich unbrauchbare Tabellen heraus, wie man sie in den Katalogen diverser Distributoren findet.


Zitat :
Die Bauteile sollen später in Objekten verbaut werden, bei denen der Stromverbrauch sehr, sehr wichtig ist
"Später" bedeutet, dass ihr eine Entwicklungsabteilung habt.
Laß diese Leute spezifizieren was sie haben wollen, denn sie überschauen hoffentlich die gesamte Problematik und kennen die verfügbaren Technologien.
Mit der Weiterentwicklung die Einkaufsabteilung zu betrauen, halte ich für sehr kontraproduktiv.

BID = 833300

chichi89

Gerade angekommen


Beiträge: 3
Wohnort: Cuxhaven

Moin perl!

Vielen Dank für deine schnelle Antwort


Zitat :
perl hat am  9 Jun 2012 12:26 geschrieben :

Vermutlich besteht er in der Annahme, daß da überhaupt Widerstände drin sind.
Das sieht mir nach der typischen Eingangsschaltung eines CMOS-Gatters aus, und die Forderung, dass das Zeug möglichst wenig Strom verbrauchen soll, weist in die gleiche Richtung.

Hmmm... ok. Wir haben im "Katalog" mehrere Pullup-Widerstandsgrößen gefunden bzw. so waren die auch auf der Test-Batch beschriftet. Ich bin bei meiner Vorgehensweise davon ausgegangen, dass wir die elektrostatische Disziplin einhalten müssen und daher die anliegende Spannung am nächsten FET kleiner sein muss als die Schwellspannung ab wann es als HIGH interpretiert wird UND das es ein Spannungsteiler ist :/.


Zitat :
Soetwas steht gewöhnlich in den Datenblättern.
Im Übrigen ist der Stromverbrauch von CMOS-Schaltungen sehr stark von der Schaltgeschwindigkeit abhängig.

Datenblätter... da ist das Problem! Die sollten wir erstellen, da die bisherigen in sehr schlechter Druckqualität und zudem anderer Sprache vorliegen/teilweise unverständlich sind. Standardnummern/aufdruck konnten wir auf den Bauteilen bisher nicht finden. Da die Schaltgeschwindigkeit als langsam anzunehmen ist (nicht näher spezifiziert) bin ich beim Aufstellen der Formeln von "Energieverbrauch bei dauer-geschaltetem Zustand" ausgegangen.


Zitat :
"Später" bedeutet, dass ihr eine Entwicklungsabteilung habt.
Laß diese Leute spezifizieren was sie haben wollen, denn sie überschauen hoffentlich die gesamte Problematik und kennen die verfügbaren Technologien.
Mit der Weiterentwicklung die Einkaufsabteilung zu betrauen, halte ich für sehr kontraproduktiv.

Wir sind ja gerade Azubis in der Entwicklungsabteilung und sollen das ganze "testen", damit wir es besser verstehen. Habe unseren Ansatz geschrieben und an der Stelle sind wir hängen geblieben. Die Teile sollen wir analysieren was sie für Grobdaten haben, damit nachher der Einkauf aufgrund der Spezifikation der Entwicklungsabteilung auswählen kann aus diesem Testbatch.

BID = 833301

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

N-MOS- oder P-MOS-Schaltuge mit Arbeitswiderständen sind eigentlich Geschichte. Es kann natürlich sein, daß ihr die in uralten Designs immer noch einsetzt.
Nenn doch einfach mal einige der betreffenden Typen.

BID = 833320

yehti

Schriftsteller



Beiträge: 723
Wohnort: Plattstedt

Moin!
Mach mal einen Scan von dem Datenblatt und ein Foto von den entsprechenden Bauteilen.
Und frag deinen Scheff mal, wie er auf die komische Idee kommt, so könne man Geld sparen.
Von Chinakram hört man die dollsten Dinger...
Gruß Gerrit

_________________
SIE sagen, ich wäre VERRÜCKT!
SIE sagen, ich wäre WAHNSINNIG!!!
Ja, was soll ich dazu sagen...?
SIE haben recht!



Ottokar Funkenspotz aka MEGAVOLT

[ Diese Nachricht wurde geändert von: yehti am  9 Jun 2012 13:40 ]

BID = 833326

powersupply

Schreibmaschine



Beiträge: 2921
Wohnort: Schwobaländle


Zitat :
yehti hat am  9 Jun 2012 13:38 geschrieben :


Und frag deinen Scheff mal, wie er auf die komische Idee kommt, so könne man Geld sparen.


Ich denk mal, wenn man weis wie Datenblätter erstellt werden versteht man später eher was der jeweilige Ersteller eines Datenblattes sich bei seinen Angaben gedacht hat.
Von daher macht mir die Aufgabenstellung für einen Azubi schon etwas Sinn

powersupply

BID = 833474

chichi89

Gerade angekommen


Beiträge: 3
Wohnort: Cuxhaven

Wie gesagt, Typenbezeichnung war nicht lesbar, Datenblatt seeeeehr schlecht von der Druckqualität und so winzig, dass man eine Lupe gebraucht hätte um die paar Druckpünktchen lesen zu können. Ich hab die Aufgaben jetzt gelöst.

Lösungen:

Für Erstens: Der Ansatz war richtig, ich hab nur V_IL statt V_OL als Schwellenspannung der elektrostatischen Disziplin genommen. Die fertige, korrekte Formel lautet daher: R_pu = 2*R_an*(V_s-V_OL)/V_OL.

Für Zweitens: Richtiger Ansatz, anscheinend irgendwo jeweils ein Widerstandspärchen zu viel parallel geschaltet. Richtig ist für das Minimum R_gesamt = R+2*R_an und für das Maximum R_gesamt = (R+R_an)/3


Besten Dank für alle Lösungsvorschläge, waren gute Anregungen Bis die Tage, solder on

BID = 833497

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Schwellenspannung der elektrostatischen Disziplin
Da geht es schon los. Ist das eine Übersetzung aus dem Russischen?


Zitat :
ich hab nur V_IL statt V_OL als Schwellenspannung
Das wäre sogar richtig gewesen, denn die Schwellenspannung ist eine auf den Eingang bezogene Größe, also VIH, VIL, IIH IIL, CIN, während VOL und VOH Spannungen sind, die ein Ausgang unter definierten Lastbedingungen zu liefern imstande ist.
Die Differenzen zwischen VOLmax und VILmin sowie VOHmin und VIHmax ergeben dann die Störsicherheiten für die betreffenden Schaltzustände.


P.S.: Zu deiner Aufgabe.
Du hättest besser den Widerständen einen Index gegeben, sodaß man weiß, von welchem die Rede ist.
Deshalb nummeriere ich jetzt einfach mal von Links nach rechts: R1,..R4,
Die Schwellenspannungen interessieren in Logikschaltungen normalerweise niemanden, denn in (funktionierenden) Logikschaltungen wird immer so stark angesteuert, daß der Transistor entweder voll "an" oder voll "aus" ist.
Außerdem wird man davon ausgehen können, daß der Widerstand des Transistors in eingeschaltetem Zustand RDSon sehr viel kleiner als der Arbeitswiderstand R ist, so daß man ihn zu 0 annehmen kann.
Entsprechend darf man bei solch einer Schaltung, bei der erheblicher Strom durch Arbeitswiderstände fliesst, annehmen, dass durch einen ausgeschalteten Transistor kein Strom I=0 fliesst.

Damit ergibt sich folgendes Bild:
Wegen des Inverters am Ausgang fliesst jeweils nur Strom durch R3 oder durch R4, niemals durch beide und niemals durch keinen.
Deren Anteil an der aufgenommenen Leistung beträgt also U2/R.
R1 und R2 werden von Strom durchflossen, wenn an den zugehörigen Eingängen A und B Steuerspannung, also eine 1, liegt.
Die Polarität ist hier unerheblich, das richtet sich danach, ob es P-MOS oder N-MOS Technik ist.
Für den Fall, dass alle Widerstände gleich groß sind, beträgt die Leistungsaufnahme des Gatters also
P=U2 *(A/R +B/R + 1/R)
wobei A und B nur die Werte 0 und 1 annehmen können.
somit Pmin= U2/R und Pmax=3*U2/R.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 10 Jun 2012 15:06 ]


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