1 Hz Takterzeugung aus Netzfrequenz - Problem mit Störungen

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Autor
1 Hz Takterzeugung aus Netzfrequenz - Problem mit Störungen
Suche nach: netzfrequenz (428)

    







BID = 498141

Martin Wagner

Schriftsteller

Beiträge: 768
Wohnort: Unterfranken
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Hallo Leute,

Fange am besten mal mit der Projektbeschreibung an. Habe mir letztes Jahr eine elektronische Uhr mit CMOS ICs selbstgebaut. Zur Erzeugung des 1Hz Uhrentakts wird die Netzfrequenz herangezogen. Diese wird brückengleichgerichtet und mit zwei 4017 durch 100 geteilt.

Und da ist auch das Problem. Die Uhr scheint aus dem Netz irgendwelche Störimpulse zu bekommen und läuft so zu schnell. Manchmal aber auch wochenlang genau.
Eine Reproduktion dieses Effekts durch ein/ausschalten von div. Lasten konnte ich nicht feststellen, habe also keine Ahnung wer der "Störer" ist.
Jetzt suche ich eine Lösung für dieses Problem, welches sich möglichst leicht in meine Schaltung einbinden lässt.
Einen RC Tiefpass habe ich testweise vor G2 eingebaut, mit dem Ergebniss das ich für die Taktgewinnung eine extra Spannungsquelle bräuchte, die ich nicht habe. Der Strom sucht sich den kürzesten Weg und fließt über G1 zurück statt über den R meines RC Glieds... hinter G2 schaut das dann aus wie in Bild 2, der Nullpunkt wird nie erreicht.

Gibts da noch andere Möglichkeiten, dieses nervige Problem zu lösen? Möglichst ohne große Umbauarbeiten vornehmen zu müssen.

Gruß Martin




BID = 498156

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241

 

  

Ich würde anstelle von R2 einen RC Tiefpass einbauen, der alle Störungen wegfiltert. So läuft meine Uhr zumindest seit Jahren ohne dass ich diese einmal stellen musste (außer Sommer/Winterzeit).

BID = 498226

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
würde anstelle von R2 einen RC Tiefpass einbauen, der alle Störungen wegfiltert.
Dann riskierst du, dass die Flankensteilheit zu schlecht wird. Der 4017 hat nämlich keinen Schmitttrigger Eingang.
Den Herrn Schmitt muss man also zusätzlich noch bemühen.

Wenn die eigentliche Uhr in TTL aufgebaut ist, ist es ausserdem sehr ratsam ein regelrechtes Netzfilter auf der Primärseite einzubauen.

Testen kann die Wirksamkeit der Maßnahmen ganz gut, indem man die Uhr an die gleiche Steckdose wie einen alten Kompressorkühlschrank anschliesst. Das sind nämlich wahre Störimpulsbrutkästen.



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Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 498229

hajos118

Schreibmaschine



Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein

Muss es denn vom Netz kommen?
Uhrenquartz + Teilerschaltung ergibt doch auch ein recht sauberen 1Hz. Takt...

BID = 498251

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241


Zitat :
perl hat am  7 Feb 2008 16:48 geschrieben :

Der 4017 hat nämlich keinen Schmitttrigger Eingang.

Laut meinem Datenblatt schon.

@hajos118
Das Netz ist aber sehr viel genauer, zumindest über eine längere Zeit.

BID = 498306

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Laut meinem Datenblatt schon
Das ist mit Vorsicht zu geniessen.

Beim MC14017 von Motorola und HCF4017B von STM ist in der Tat ein ST-AND eingezeichnet und tr, tf als "unlimited" angegeben, während beim CD4017B von Intersil nur an einem Clockeingang ein ST vorhanden ist.

Bei RCA (CD4017A) Valvo (HEF4017B), und NSC (CD4017B) ist überhaupt kein ST eingezeichnet und diese Hersteller verlangen tr, tf <15µs bei 5V.



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BID = 498317

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241


Zitat :
perl hat am  7 Feb 2008 20:16 geschrieben :


Zitat :
Laut meinem Datenblatt schon
Das ist mit Vorsicht zu geniessen.

Stimmt. TI und SGS haben auch noch Schmittrigger (das waren die beiden die ich angeschaut hatte), Fairchild dagegen auch nicht. Wiso können sich die Hersteller nicht auf irgendwas einigen ? Das ist ja fast so schlimm wie bei den 74LVX245, die nur von manchen Herstellern 5V tolerant sind.

BID = 498344

Martin Wagner

Schriftsteller

Beiträge: 768
Wohnort: Unterfranken
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Dann hab ich da schonmal Glück, ich habe die ICs mit der Karte von Texas drauf.
Ich habe auch noch eine zweite Uhr, bei der fehlt der V1, die muss ich auch nur zwei mal im Jahr nachstellen. Liegt aber nicht an der Uhr, die hängt an einem anderen Stromkreis... Beide nebeneinander laufen exakt gleich (falsch)
Habe jetzt primärseitig einen Netzfilter reingebaut, mal schauen obs besser ist.

Gruß Martin

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Martin Wagner am  7 Feb 2008 21:31 ]

BID = 498941

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.

Mit absoluter Gangenauigkeit sind solche netzsynschronisierten Wecker sowieso nicht beschlagen. Habe auch schon seit Jahrzehnten solche gekauften Radiowecker in Aktion. Aber ein zeitweiliger Nachstellen bleibt einen da nicht aus.

Wenn allerdings die Uhr zeitweise eklatant vorläuft, dann besteht wirklich der Verdacht, daß sich der Zähler ein paar Impulse einfängt, die nicht gerade einer Halbwelle entspricht.

Ich sehe da aber eher ein Problem in der Eingangsschaltung. Der Transistor schaltet bei einer bestimmten Spannungsschwelle um, die ziemlich knapp über der Nulllienie liegen dürfte. Eine Hysterese gibt es hier praktisch nicht. D.h. wenn im Umschaltpunkt sich ein paar Störspitzen tummeln, dann schaltet der Transistor vielleicht ein paarmal hin und her und überreicht dem CMOS-Baustein einen Burst von Impulsen statt einen einzigen, der die dann brav zählt.

Entweder startest Du mit dem Transistor einen Monoflop, der einmal ausgelöst, so lange läuft bis die Spannung an der Basis wieder sicher so hoch ist, daß er nicht mehr umschalten kann. Oder Du ersetzt die Eingangsschaltung durch einen OPV der als Komparator-Schmitt-Trigger arbeitet. Dann kann man die Grenzen zum Hin- und Herschalten so weit auseinandersetzen, daß parktisch jeder Störimpuls unterdrückt wird der etwas kleiner als die Halbwelle der transformierten Netzspannung ist.

Schöne Grüße Selfman


_________________
Traue keinem Ding, das du nicht selber vermurkst hast.

BID = 498951

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241

Vor einigen Jahren habe ich einen Versuch gestartet: Zwei mit Netzfrequenz betriebene Uhren im Vergleich zur Funkuhr. Beide waren etwas unterschiedlich aufgebaut, die Eingangsschaltungen habe ich angehängt.
Beide Uhren sind mit µC ausgestattet. Die Impulse von den Transistoren gelangen zu diesem, und werden durch 100 geteilt um die Sekundenimpulse zu erhalten.
Eine der beiden verwendete die Impulse direkt, die andere lässt nur Impule mit 9 bis 11 ms Abstand zu. Damit wollte ich herausfinden, ob dies notwendig ist, und ob das Netz derart gestört ist (z.B. durch Spikes oder Rundsteuersignalen).
Nach >1 Jahr hatten beide Uhren keine sichtbare Abweichung, ein RC Tiefpass reicht meiner Meinung nach also vollkommen aus.

Mittlerweile ist eine der beiden Uhren auf DCF77 umgestellt und der Test geht weiter: Die Uhr die am Netz hängt, hat rund +/-30s Abweichung, aber im Mittel ist diese gleich der DCF77 Zeit. Die Genauigkeit der Netzfrequenz ist also wirklich fast genausogut wie eine Funkuhr, und jeder Quarzuhr weit überlegen.




BID = 509500

Martin Wagner

Schriftsteller

Beiträge: 768
Wohnort: Unterfranken
Zur Homepage von Martin Wagner

So, jetzt einen Monat mit dem Netzfilter getestet. Ist schon besser geworden, aber immernoch nicht perfekt. Ist jetzt statt oft etwas vorgehen, eher selten dafür aber gleich ein bis zwei Minuten.
Also nächster Anlauf mit der ersten Schaltung von Benedikt. Mal schauen, obs damit klappt

Gruß Martin

BID = 509530

Hellumm

Gesprächig



Beiträge: 140
Wohnort: München

Ich persönlich habe gute Erfahrungen mit dieser (uralt-) Schaltung.




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