Symmetrischen Rechteck erzeugen

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Autor
Symmetrischen Rechteck erzeugen

    







BID = 593447

BGWH

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Beiträge: 48
 

  



Hallo!

Ich habe mit einem 555-Timerbaustein einen Rechteckgenerator mit einem relativ guten Tastverhätnis von 1:1. Gespeist wird der Baustein mit einer Batterie (9V).

Jetzt geht dieser Rechteck natürlich nur von 0-9V. Ich möchte aber einen symmetrischen Rechteck mit +-10mV.

Das erste Problem ist nun, dass die Batteriespannung nicht konstant sein wird, also auch etwas unter 9V liefern kann, trotzdem sollte die Amplitude des entstehen Signals relativ genau bei 10mV liegen, also ein einfacher Spannungsteiler ist vl nicht unbedingt die perfekte Lösung.

Aber zuerst zum Problem mit dem symmetrischen Rechteck:
Was mir spontan eingefallen ist, ist einen Hochpass (RC-Glied) nachzuschalten und somit den Gleichspannungsanteil zu unterdrücken. Aber wird man damit einen schönen symmetrischen Rechteck erhalten?

Vielleicht hat jemand eine Idee, wie man dies anders (bzw. besser) realisieren könnte.

Schoene Grueße

BID = 593452

Racingsascha

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Beiträge: 2247
Wohnort: Gundelsheim
ICQ Status  

 

  

Ganz perfekt wird das symetrische Tastverhältnis, wenn du das Ausgangssignal des NE555 durch ein T-Flipflop lässt. Hat dann zwar nur noch die halbe Frequenz (was sich ja leicht beheben lässt), aber astreine 50% DC. Dann ist es auch egal was für einen DC der NE555 liefert, kannst die Bauteile also voll auf die gewünschte Frequenz auslegen.

Wozu brauchst du dieses Signal? Muss es wirklich Massesymetrisch sein?

_________________
Fnord ist die Quelle aller Nullbits in deinem Computer.
Fnord ist die Angst, die Erleichterung, und ist die Angst.
Fnord schläft nie.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Racingsascha am  5 Mär 2009 22:25 ]

BID = 593455

jokrautwurst

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Beiträge: 422
Wohnort: Kitzingen

Nimm einen Spannungsregler, um erst mal "konstante" Verhältnisse zu haben.
Einen 7806 zum Beispiel. Dann erzeugst du dir mit einem OPV eines Doppel-Operationsverstärkers und einem (evtl. Zehngang-)Trimmpoti eine "Virtuelle Masse" auf halber Höhe der nun geregelten 6V. Dann teilst du mit einem Spannungsteiler dein Rechtecksignal auf die benötigten 10mV herunter. Der Fußpunkt des Spannungsteilers liegt an der Virtuellen Masse(Ausgang des ersten OPV), der Anfang am Ausgang des 555ers. Der Zweite Opamp aus dem Doppel-OPV kann dir dann deinem heruntergeteilten Signal noch ein wenig mehr "Bums" geben. Ausgang ist dann der Ausgang des letztgenannten OPVs, Masse dazu die Virtuelle Masse aus dem Ersten OPV.
verbastelter Gruß, Jokrautwurst
PS: Virtuelle Masse muss je nach Offset korrigiert werden.

BID = 593555

Murray

Inventar



Beiträge: 4957

Die Massesymetrie ist doch an sich kein Problem wenn er den Generator eh mit Batterie speist, da kann er das einfach mit Spannungsteiler machen und die "weiterführende Masse" in der Mitte abgreifen.
Genaue Signalamplitude könnte man IMHO mit antiparallelen (Z-)Dioden hinbekommen.
Was brauchst du denn für einen Ausgangswiderstand?

BID = 593568

jokrautwurst

Stammposter



Beiträge: 422
Wohnort: Kitzingen

@Murray: Das mit den Z-Dioden zu begrenzen ist aber auch schon wieder Stromabhängig. Die Z-Diode Hat im 'Bereich der Durchbruchspannung nämlich kein Knick, nah dem es Steil nach oben geht(in Sperrichtung gesehen).
Das ist eher ein rundes Knie, so kann es vorkommen dass die Ausgangsspannung bei Belastung immer noch um 10% einbricht. Außerdem, hast du schon mal eine Z-Diode mit 10mV Durchbruchspannung gesehen? Nach der Z-Diode mit Spannungsteiler -und ohne Pufferung wie bei mir mit nem Opamp- wäre es dann noch stärker belastungsabhängig. Und die Asymmetrie wegen zwei immer ungleichen Z-Dioden lässt sich nur schwer wieder hinbiegen.

BID = 593733

Murray

Inventar



Beiträge: 4957

Der Spannungsteiler wäre da natürlich hinter den Dioden, damit wäre das mit der Asymmetrie wohl auch hinfällig.
Allerdings müßte der Eingang danach recht hochohmig sein, keine Ahnung was der TE damit machen will.
War halt eine Idee, ob das so funktioniert weis ich auch nicht

BID = 594939

BGWH

Neu hier



Beiträge: 48


Hallo!

Entschuldigt bitte, dass ich erst jetzt zurückschreibe. Ich hatte ziemlich viel Stress.

Wow. Echt super, wieviele Antworten auf meinen Thrad kamen. Vielen Dank an alle.

Werde mir morgen die Möglichkeiten ansehen.

Schoene Grueße

BID = 595045

BGWH

Neu hier



Beiträge: 48


@Racingsascha:

Zitat :

Ganz perfekt wird das symetrische Tastverhältnis, wenn du das Ausgangssignal des NE555 durch ein T-Flipflop lässt. Hat dann zwar nur noch die halbe Frequenz (was sich ja leicht beheben lässt), aber astreine 50% DC. Dann ist es auch egal was für einen DC der NE555 liefert, kannst die Bauteile also voll auf die gewünschte Frequenz auslegen.


Ich habe es jetzt mal durchsimuliert mit einem T-FlipFlop, funktioniert echt seht gut. Danke.


@jokrautwurst:

Danke schön. Ist eine sehr gute Variante.


Zitat :

Dann erzeugst du dir mit einem OPV eines Doppel-Operationsverstärkers und einem (evtl. Zehngang-)Trimmpoti eine "Virtuelle Masse" auf halber Höhe der nun geregelten 6V.


Hier hätte ich noch ne Frage. Das mit regeln auf 3V mit dem OPV. Meinst du das mit einem invertierenden Verstärker mit v=-0.5? Denn mit einem nichtinvertierenden kann man ja keine v<1 einstellen.
Dann müsste man noch einen Invertierer nachschalten?
Oder habe ich da irgendeine OPV-Grundschaltung vergessen?


Und rein nur aus Interesse noch. Dass da der OPV praktisch in Serie zum Spannungsteiler liegt, beeinflusst dass die Schaltung (Spannungsteiler) überhaupt nicht? Ich meine wie groß ist der Ausgangswiderstand der OPV-Schaltung?
Ab welchen gewählten Werten der Widerstände des Spannungsteilers würde das einen Einfluss haben?
Ich hoffe das ist jetzt nicht 'ne komplett blöde bzw. falsche Frage.


Schoene Grueße

BID = 595258

jokrautwurst

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Beiträge: 422
Wohnort: Kitzingen

Nee, der OPV hat einen Eingangswiderstand von einigen Giga- bis Teraohm. Da beeinflusst sich nicht so viel. Das mit der halben Höhe der Betriebsspannung hab ich mir so wie im Bild gedacht.
Saschas Vorschlag mit dem T-Flipflop rein genommen.

Der 555er sowie auch das Flipflop und die OPV werden aus den 6V versorgt.
Um nicht zusätzliche Verwirrung zu stiften, habe ich die Bausteine ohne Versorgung gezeichnet und genauso das Klimbim um den 555er herum weggelassen.

Das Poti mit dem alpha=0,5 stellt eine Hilfsspannung zur Verfügung. Diese wird mit OPV1 gepuffert. Diese Spannung wird der Fußpunkt des Spannungsteilers. Der Anfang des Spannungsteilers wird vom T-Flipflop in Bezug auf die Hilfsspannung in der Mitte auf +3V und -3V gezogen. Diese 3V werden Vom Spannungsteiler herunter auf 10mV geteilt und von OPV2 gepuffert. Das Ausgangssignal liegt zwischen den Ausgängen der OPV an.
Gruß, Jokrautwurst



BID = 595416

dl2jas

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Alles was kompliziert.

T-Flipflop angesteuert durch 555 ist ein guter Ansatz. Ist die Versorgungsspannung des Flipflops geregelt, sollte auch die Spannung am Ausgang hinreichend konstant sein. Die dann abgreifen und teilen, damit die gewünschten 10 mV entstehen. Damit es symmetrisch gegenüber Masse wird, einfach einen sinnvoll dimensionierten Kondensator dahinter schalten. Hängt der Ausgang in der "Luft", den Kondensator am Ausgang hochohmig gegen Masse schalten. Bei Folienkondensatoren sollte 1 MOhm locker reichen, wenn die Schaltung praktisch im Dauerbetrieb ist. Ich unterstelle mal einen Koppelkondensator mit 1 µF, ergibt dann Tau = 1 Sekunde.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

BID = 597790

BGWH

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Beiträge: 48


Hallo wiedermal!

Das mit dem Rechteckgenerator passt soweit.

Nur folgt schon darauf das nächste Problem. Und zwar habe ich das erzeugte Rechtecksignal mit einem Signalverstärker aufgenommen und am PC mit MATLAB eine FFT drüberlaufen lassen.

Das Ziel soll sein, die Amplitude der Grundschwingung des Rechtecks zu ermitteln.

Das funktioniert auch soweit, nur scheint es, dass die Frequenz des Rechtecks etwas schwankt, sprich bei der FFT ist nicht nur ein Peak bei der Grundfrequenz, sondern mehrere sehr nahe beisammen.

Wenn man einen wirkliche konstante Frequenz des Rechtecks erhalten möchte, wäre es da vielleicht doch besser zu anderen Mitteln als einen 555-Timerbaustein zu gfreifen?
Ich meine z.B. mit einem Microcontroller einen Ausgang toggeln lassen, oder sonstiges?

Schoene Grueße

BID = 597801

dl2jas

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Muß die Frequenz einstellbar sein?

Wenn nicht, nehme einen TTL-Schwinger. Hinter den hängst Du entsprechend Teiler, z.B. drei Dezimalzähler um von 1 MHz auf 1 kHz zu kommen. Es gibt auch einstellbare Teiler für "krumme" Werte.

DL2JAS

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BID = 597819

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2499


Offtopic :
Möglicherweise hast du nur den falschen 555er.
http://www.berkeleynucleonics.com/products/model-555.html
Ein Meisterwerk des Marketings, ich nehme nicht an, dass all zu viele davon verkauft wurden.


Die Amplitude eines Rechtecks am 555-Ausgang sollte bis auf einige mV Restspannung der Betriebsspannung entsprechen.
Wie ist die stabilisiert oder gesiebt?
Hast du ein Bildschirmfoto?

Onra

BID = 600135

BGWH

Neu hier



Beiträge: 48


@Onra:


Zitat :
Die Amplitude eines Rechtecks am 555-Ausgang sollte bis auf einige mV Restspannung der Betriebsspannung entsprechen.
Wie ist die stabilisiert oder gesiebt?
Hast du ein Bildschirmfoto?


Die Betriebsspannung ist mit einem 7805 Spannungsregler stabilisiert.
Aber es geht mir auch nicht um die schwankende Betriebsspannung sondern um die schwankende Frequenz.

Als Anhang habe ich ein Foto gesendet, wie die FFT bei einem 80Hz Signal aussieht.
Die Freuquenzauflösung entspricht 20s (0.05Hz).

Schoene Grueße



BID = 600138

hajos118

Schreibmaschine



Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein


Zitat :
BGWH hat am 24 Mär 2009 18:21 geschrieben :


Wenn man einen wirkliche konstante Frequenz des Rechtecks erhalten möchte, wäre es da vielleicht doch besser zu anderen Mitteln als einen 555-Timerbaustein zu gfreifen?

ziemlich sicher gibt's stabileres.

Zitat :
BGWH hat am 24 Mär 2009 18:21 geschrieben :

Ich meine z.B. mit einem Microcontroller einen Ausgang toggeln lassen, oder sonstiges?

Solange der Microcontroller mit einem Quarz - Oszillator angetrieben wird, dürfte das sogar eine der besten (=universellen) Möglichkeiten sein.
Wenn auch nicht am einfachsten. (Programmieren des µC ist doch wohl kein Problem, oder?)

Einfacher:
UhrenQuarz + Teilerbaustein dahinter. Die Stabilität sollte eigentlich ausreichen

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Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
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Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!


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