Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NOR Gatter Oszillator schwingt nicht an :-(


von Tom R. (tt_r)


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Hallo,

Im Anhang ist das Layout von meinem Oszillator. Das IC ist ein HEF4001, 
also ein NOR Gatter.
Betreibsspannung ist 12 Volt.
Leider schwingt der Oszillator nicht an, wenn ich aber den Finger für 
2..3 sec. an Anschluss 3 des ICs halte, schwingt er.
Die Schwingung bricht dann auch nicht ab, wenn ich loslasse, es 
funktioniert dann alles, wie es soll.

Genau den gleichen Oszillator habe ich auch auf Streifenraster 
aufgebaut, da schwingt er an...

Woran kann das liegen?

Ich habe schon den 100K Widerstand gegen 10K getauscht, jetzt schwingt 
er etwas besser an, aber nicht von selbst :-(

Wenn ich ein langes Kabel an Anschluss 3 des ICs anlöte (auf der 
Rückseite der Platine) dann schwingt er von selbst an...

Für Ratschläge bin ich echt dankbar.

Gruß
Tom

von Wilhelm F. (Gast)


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Tom R. schrieb:

> Für Ratschläge bin ich echt dankbar.

Es ist durchaus möglich, daß der HEF4001 die 6MHz nicht schafft. Einfach 
wegen der Gatterlaufzeiten. Die Standard-4000-er gehören zu den 
langsamsten Digitalbausteinserien. Und ich hatte mit diesen Bausteinen 
und einem Quarzoszillator schon mal Probleme, über 3MHz hinaus zu 
kommen.

Was machen eigentlich die freien Inputs am 4001? Liegen die auf einem 
festen Potential, z.B. Masse oder VCC?

Zwischen Pin 2 und 3 könnte man einen 10MOhm-Widerstand schalten, damit 
der Oszillator besser anschwingt. Dieser spannt das Gatter linear vor.

Der 2,2k-Widerstand könnte auch etwas größer sein, vielleicht um den 
Faktor 10. Die Ausgangstreiberleistung des 4001 ist eher bescheiden.



Ich würde als erstes alle freien Input-Pins an festes Potential 
schalten, dann den 10MOhm-Widerstand hinzu fügen, dann den 
2,2k-Widerstand vergrößern. In dieser Reihenfolge, und zwischendurch 
wieder testen.

von Harald Wilhelms (Gast)


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Tom R. schrieb:

 NOR Gatter Oszillator schwingt nicht an :-(

Du solltest versuchen, einen Verstärker zu bauen.
Die schwingen beakanntlich immer. :-)
SCNR
Harald

von Wilhelm F. (Gast)


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Edit:

Sorry, ich übersah den 100k-Widerstand. Das scheint dann schon OK zu 
sein. In einem meiner Schaltungsbeispiele hat er 10MOhm. Er bildet 
zusammen mit der Impedanz der Quarzschaltung den Verstärkungsfaktor für 
den Linearverstärker.

von MaWin (Gast)


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> Woran kann das liegen?

Zu wenig Störungen. Solche 1 Inverter Pierce Oszillatoren schwingen an, 
weil das Rauschen irgendwann mal so stark ist daß es den Oszillator von 
dem analog halbdurchgeschaltetem Zustand in den anderen bringt.

Und dazu muß gerade bei einem für den Oszillator völlig ungeeigneten 
gepufferten Logikgatter besonders hoch sein. In uC sind spezielle 
ungepufferte Inverter drin, und selbst dort gibt es manchmal Probleme.

von Falk B. (falk)


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Richtig, es MUSS wenigsten ein HC_U_ Typ sein, ungepuffert. Sonst ist 
die Verstärkung zu hoch. Klingt komisch, ist aber so. Klassisch ein 
74HCU04.

MFG
Falk

von Tom R. (tt_r)


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Aha, ok, danke.

Ist der 74HCU04 pinkompatibel?

von (prx) A. K. (prx)


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Nein.

von Wilhelm F. (Gast)


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Tom R. schrieb:

> Ist der 74HCU04 pinkompatibel?

Wenn du Glück hast, findet sich noch ein 4093. Das sind allerdings 4 
NAND-Schmitt-Trigger, aber ansonsten pinkompatibel mit dem NOR 4001. Du 
müßtest den zweiten Pin am Gatter dann auf High-Pegel legen, anstatt auf 
Low.

Witzig fand ich ja dazu ein Anwendungsbeispiel beim 4060, wo der 
Inverter zur Quarzbeschaltung sogar ein Schmitt-Trigger ist. Vielleicht 
rauscht der besonders stark in undefinierten Spannungsregionen, wenn man 
versucht, ihn als Linearverstärker zu beschalten. Das würde ein sicheres 
Anschwingen auf jeden Fall begünstigen.

In einem alten Buch über CMOS fand ich wiederum die Schaltung mit dem 
4001A und Quarz. Und dem Hinweis, daß es für tiefer interessierte von 
RCA eine Application Note für das Quarznetzwerk gibt: ICAN-6539.

http://techpreservation.dyndns.org/beitman/abpr/ican-6539-9154.pdf

Vielleicht hilft das auch noch mal weiter.

Übrigens sollte das Signal aus der Quarzschaltung auch über ein weiteres 
Gatter ausgekoppelt werden, um dort nicht Leistung zu entziehen.

von (prx) A. K. (prx)


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Wilhelm Ferkes schrieb:

> In einem alten Buch über CMOS fand ich wiederum die Schaltung mit dem
> 4001A und Quarz.

Den ungepuffeten 4001 musst du aber erst einmal kriegen.

von Wilhelm F. (Gast)


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A. K. schrieb:

> Den ungepuffeten 4001 musst du aber erst einmal kriegen.

Einige 4000-er gibt es noch mit der Bezeichnung UB. Z.B. 4000 und 4049. 
Ansonsten, nur vom Schrott. A-Serien gibt es wohl nicht mehr, die wurden 
ja um ca. 1980 durch die B-Serien abgelöst. Oder wie in meinem Link, mit 
4007 und Einzeltransistoren den CMOS-Inverter selbst gebaut. Der 4007 
war ja beliebt für Eigenkreationen im gewissen Rahmen. Die Transistoren 
waren ja einzeln heraus geführt. Ein Transmissionsgatter konnte man sich 
wohl maximal stricken.

von mhh (Gast)


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Könnten die 2*47 pF ev. ein bischen hochgegriffen sein?

von (prx) A. K. (prx)


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Wilhelm Ferkes schrieb:

> Einige 4000-er gibt es noch mit der Bezeichnung UB. Z.B. 4000 und 4049.

Ich weiss dass es vereinzelte UBs gibt. Aber wenn irgendwas ausser dem 
HCU04 Sinn ergibt, dann pinkompatibel. Also 4001UB. Entweder er kriegt 
das Ding irgendwo und es funktioniert mit Glück auch mit 6MHz, oder er 
verwendet den HCU04 in "dead bug" Verschaltung.

von Falk B. (falk)


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@  Tom R. (tt_r)

>Ist der 74HCU04 pinkompatibel?

Nein. Aber nimm ihn und zieh mit Klingeldraht die Leitungen. Ist 
einfacher als alle anderen Tricks und das Ergebnis ist solide.

MFG
Falk

von Ernestus P. (malzeit) Benutzerseite


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>Ist der 74HCU04 pinkompatibel?

Nein, und verträgt auch keine 12V.

Mir fällt auf, du zapfst den Oszillator ohne Pufferstufe ab. Du darfst 
schließlich nicht vergessen ein Tastkopf alleine belastet die Schaltung 
schon mit 20pF und reduziert somit die Flankensteilheit des Ausgangs und 
entsprechend die Bandbreite deines Verstärkers. Zudem besitzt der IC 
eine Eingangskapazität von 7,5 pF, das den Schwingkreis auch nicht gut 
tut.

Eine einfache und "schmutzige" Verbesserung die ich dir noch empfehlen 
kann, verringere die Kapazität des rechten Kondensator oberhalb des 
Quarzes. Das verstärkt die Rückkopplung. Halbieren wäre ein guter 
Anfang.

Die Sache mit den ungepufferten Gattern spielt meines Wissens vorrangig 
bei der Päzision der Schwingfrequenz eine Rolle.

von Tom R. (tt_r)


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Ja, da kommt nachfolgend noch ein IC, ein CD4040, der das Signal 
teilt...

Kann ich denn da nich einfach einen Oszillator mit einem Transistor 
bauen?
Wie bau ich denn dann einen guten Oszillator mit Bauteilen, die man auch 
bekommt?

von Ernestus P. (malzeit) Benutzerseite


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Tom R. schrieb:
> Kann ich denn da nich einfach einen Oszillator mit einem Transistor
> bauen?

Da hast du dann gleich so viel Bandbreite, dass dein 6MHz Quarz auf 
einem Oberton bei 18MHz schwingen möchte. Sprich die all selig machende 
Antwort gibt es nicht. Den jetzigen Aufbau würde ich deswegen nicht 
einfach so hinschmeißen. Nach genauerem Hinsehen bin ich auch der 
Meinung das der 4001 nahe genug am Bandbreitenlimit ist, das kein 
ungepufferter Typ gebraucht wird und der Quarz hinterher auch auf der 
gewünschten Frequenz schwingt.

von Falk B. (falk)


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@  Tom R. (tt_r)

>Kann ich denn da nich einfach einen Oszillator mit einem Transistor
>bauen?
>Wie bau ich denn dann einen guten Oszillator mit Bauteilen, die man auch
>bekommt?

Nicht einfach mal so. Alles "richtigen" Oszillatoren jenseits von NE555 
und 74HC14 mit RC-Rückkopplung sind kniffelig und eher was für 
Fortgeschrittene und Profis. Sonst ist man SEHR lange beschäftigt und 
baut viel Frust auf. Nimm was fertiges bzw. eine millionenfach bewährte 
Schaltung. Nimm z.B. einen 4060, der ist deinem 4040 sehr ähnlich und 
kann direkt einen Quarz nutzen, siehe Datenblatt.

MFG
Falk

von Vorsicht aber auch (Gast)


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Also ich will ja nicht unken - aber bei Falk's Vorschlägen hinsichtlich 
Oszillatoren wäre ich jetzt erst mal vorsichtig. Über 100Hz wird das 
nichts ...

Beitrag "Re: ST ausgenutzt und bis aufs Blut gequält - Wettbewerb"

Grins

von Peter D. (peda)


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Den ungepufferten CD4001UB gibts z.B. von TI.
6MHz ist für die langsamen Hochvolt-CMOS aber schon grenzwertig.


Peter

von Helmut L. (helmi1)


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Ich habe das gerade mal ausprobiert mit einem HEF4011BP (Hatte leider 
keinen 4001).
Der Oszillator schwingt einwandfrei an.
Was mich allerdings an der "Schaltung" von Tom auffaellt ist das Pin1 
anscheinend frei in der Luft schwebt. Das geht allerdings gar nicht.

von Wilhelm F. (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:

> Was mich allerdings an der "Schaltung" von Tom auffaellt ist das Pin1
> anscheinend frei in der Luft schwebt. Das geht allerdings gar nicht.

Leider sieht man es nicht gut, und die Rückseite der Platine gar nicht. 
Schaltplan wäre besser gewesen.

Aber ich merkte das ja auch oben schon mal an. Auch alle Inputs der 
nicht benutzten Gatter an Masse oder VCC schalten, da sie sonst gerne 
wild schwingen. Das merkt man am erhöhten Stromverbrauch, oder daß der 
Baustein unverhofft warm wird. Das sind aber typische Anfängerfehler.

von MaWin (Gast)


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> Wenn du Glück hast, findet sich noch ein 4093.
> Das sind allerdings 4 NAND-Schmitt-Trigger

Nur was soll er damit ?

Es handelt sich um keinen Schmitt-Oszillator
aus Kondensator und Widerstand.

Der quartztstabilisierte Pierce-Oszillator
funktioniert mit Schmitt-Triggern nicht, die
sind durch ihre hohe Umschaltschwelle genau
das verkehrte in dem Anwendungsfall.

Auch ist nicht die hohe Verstärkung der
gepufferten B CMOS ICs das problem, sondern
die unterschiedliche Umschaltschwelle durch
die 2 aufeinanderfolgenden Stufen.

von tom (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Was mich allerdings an der "Schaltung" von Tom auffaellt ist das Pin1
> anscheinend frei in der Luft schwebt.

Sorry, das sieht man echt schlecht auf dem Bild, Pin1 liegt auf Masse, 
sowie alle anderen Eingänge.
Warm wird der IC nicht.

Ja, ich habe genau diese Schaltung schon öfters auf Streifenraster 
aufgebaut, und hatte nie Probleme mit dem Anschwingen.

Nur jetzt auf der geätzten Platine ist das ein Problem...

von Helmut L. (helmi1)


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tom schrieb:
> Ja, ich habe genau diese Schaltung schon öfters auf Streifenraster
> aufgebaut, und hatte nie Probleme mit dem Anschwingen.

Schon mal das IC getauscht. Vielleicht hat es einen defekt.

Wie gesagt mit einem HEF4011 funktioniert es. Da die ja PIN Kompatibel 
sind und du die anderen 3 nicht brauchts tausch den doch einfach mal aus 
gegen einen 4011 . Pin 1 muss dann mit Pin2 oder + verbunden werden.

von Ernestus P. (malzeit) Benutzerseite


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Zwei gängige unbuffered Typen sind 4007 und 4049. Die gibt es so auch 
bei Reichelt.


Hier noch ein Beispiel zur Schaltungsdimensionierung

http://www.ferromel.de/tronic_26f.htm

von Tom R. (tt_r)


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Hallo,

der IC ist nicht defekt, denn ich habe den von der Streifenrasterplatine 
getauscht zum testen. (Habe mehrmals hin und her getauscht und immer 
gings nur bei der Streifenrasterplatine)
Auch habe ich den Quarz genauso getauscht...

Danach kommt ein CD4040, der die Frequenz durch 8 teilt.
Könnte man auch einen Quarzoszillator (von Reichelt, die mit 4 
Anschlüssen)
direkt an den 4040 hängen? Spar ich mir dann den IC?

von Ernestus P. (malzeit) Benutzerseite


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Tom R. schrieb:
> direkt an den 4040 hängen? Spar ich mir dann den IC?

Ja, der verträgt dann aber auch nur 5V.

von tom (Gast)


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Achso, der CD4040 verträgt nur 5 Volt ????
Die gesamte Schaltung ist nämlich nicht auf meinem Mist gewachsen, 
sondern die habe ich so übernommen.
Da wird der CD4040 mit 12 Volt betrieben.

von Ernestus P. (malzeit) Benutzerseite


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tom schrieb:
> Achso, der CD4040 verträgt nur 5 Volt ????
> Die gesamte Schaltung ist nämlich nicht auf meinem Mist gewachsen,
> sondern die habe ich so übernommen.
> Da wird der CD4040 mit 12 Volt betrieben.

Da hat es mir das Zitat zerrissen. Ich meine den Oszillatorblock von 
Reichelt. Der verträgt nur 5V.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Der quartztstabilisierte Pierce-Oszillator
Ein was für ein Pierce-Oszillator?
Da sind gut 2 ts zuviel im Wort... ;-)

tom schrieb:
> Nur jetzt auf der geätzten Platine ist das ein Problem...
Selbstgeätzt?
Mach doch mal ein Foto von der Platine...

von Tom R. (tt_r)


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Ja, im Anhang ist ein Foto der Platine.
Ist eine PLL mit CD4046.
Funktioniert auch echt super, nur mit dem Anschwinge des Oszillators 
habe ich Probleme...

http://www.reichelt.de/Oszillatoren/OSZI-6-000000/index.html?ACTION=3&GROUPID=3174&ARTICLE=13717&SHOW=1&START=0&OFFSET=16&;PROVID=2402

Würde der in die Fassung vom HEF4001 passen?
Dann müsste ich nur eine Leiterbahn "umlegen", weil der Ausgang ja Pin8 
ist...

Gruß und Danke soweit

Tom

von Wilhelm F. (Gast)


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MaWin schrieb:

>> Wenn du Glück hast, findet sich noch ein 4093.
>> Das sind allerdings 4 NAND-Schmitt-Trigger

> Nur was soll er damit ?

> Es handelt sich um keinen Schmitt-Oszillator
> aus Kondensator und Widerstand.

> Der quartztstabilisierte Pierce-Oszillator
> funktioniert mit Schmitt-Triggern nicht,

Doch, tut er wohl. Der 4060 beispielsweise hat zur Quarzbeschaltung am 
betreffenden Inverter einen Schmitt-Trigger-Input.



Tom R. schrieb:

> Würde der in die Fassung vom HEF4001 passen?
> Dann müsste ich nur eine Leiterbahn "umlegen", weil der Ausgang ja Pin8
> ist...

Ja, diese Quarze passen in die Fassung des 4001. Ich machte das selbst 
kürzlich noch, weil ich einige Quarzoszillatoren in solch einer 
14-poligen IC-Fassung testete. Man muß dann nur Pin 8 auftrennen, und 
auf die Quarzschaltung umleiten. Masse und VCC liegen schon richtig. Pin 
1 sollte man auch komplett auftrennen, da not connected. Es kann 
allerdings sein, daß sich die Pinfedern der teureren Präzisionsfassungen 
etwas dehnen, und anschließend für ein IC nicht mehr so gut zu 
gebrauchen sind. Aber das ist ja auch nicht beabsichtigt. Den billigeren 
Doppelfederkontakten macht es anscheinend weniger aus, ich bemerkte dort 
keine bleibenden Schäden an den Kontaktfedern.

von Helmut L. (helmi1)


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Wenn ich mir dein Foto so anschaue sehe ich dort anstatt 2.2KOhm in 
Reihe zum Quarz einen 27Kohm (rot,violett,orange) Widerstand. Der ist 
viel zu gross.

von Wilhelm F. (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:

> Wenn ich mir dein Foto so anschaue sehe ich dort anstatt 2.2KOhm in
> Reihe zum Quarz einen 27Kohm (rot,violett,orange) Widerstand. Der ist
> viel zu gross.

Zum 4060, obwohl der ja einen Schmitt-Trigger-Inverter hat, habe ich im 
älteren CMOS-Taschenbuch eine Beispielschaltung zur Quarzbeschaltung. 
Dort hat der Serienwiderstand sogar 33kOhm, und der Parallelwiderstand 
10MOhm.

Ich experimentierte vor Jahren damit, und es funktionierte einwandfrei. 
Allerdings mit Quarzen um 2-3MHz und bei VCC 5V.

Es mag aber sein, daß sich ein Schmitt-Trigger dort etwas anders verhält 
als ein normaler Inverter. Die Quarzfrequenz war jedenfalls aber 
reichlich genau und stabil.

Der Parallelwiderstand kann, wie auch in meinen Beispielen, durchaus 
sehr hoch sein, 10MOhm. Denn der Inverter braucht hauptsächlich zum 
Anschwingen eine sehr hohe Verstärkung. Ist er angeschwungen, kann man 
den Parallelwiderstand sogar entfernen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Wilhelm Ferkes schrieb:
>> Der quartztstabilisierte Pierce-Oszillator
>> funktioniert mit Schmitt-Triggern nicht,
>
> Doch, tut er wohl. Der 4060 beispielsweise hat zur Quarzbeschaltung am
> betreffenden Inverter einen Schmitt-Trigger-Input.

In welchem Datenblatt siehst du einen Schmitt-Trigger, an den der Quarz
angeschlossen wird? Es gibt zwar einen, der kommt aber erst zwei Stufen
nach dem eigentlichen Oszillator.

von Wilhelm F. (Gast)


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Yalu X. schrieb:

> In welchem Datenblatt siehst du einen Schmitt-Trigger, an den der Quarz
> angeschlossen wird?

Beim 4060 an Pin 11. Das ist der Input, also Ausgang der Quarzschaltung.

In der Vor-Internet-Zeit arbeitete ich mit dem CMOS-Taschenbuch, wo die 
kompletten Serien 4000, 4500 und 40000 drin enthalten sind.

Und dort steht eben auf der Seite des 4060, daß Pin 11 ein 
Schmitt-Trigger-Input ist. Auch wenn das Gatter-Symbol im IC normal aus 
sieht.

von tom (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Wenn ich mir dein Foto so anschaue sehe ich dort anstatt 2.2KOhm in
> Reihe zum Quarz einen 27Kohm (rot,violett,orange) Widerstand. Der ist
> viel zu gross.

Das kommt daher, da ich mit den Werten experimentiert habe.
(Hätte ich besser dazu sagen sollen)
Am Anfang des Threads wurde mir geraten den Widerstand zu verzehnfachen. 
Hatte aber keinen 22k mehr, daher 27k...

Ja, ich vermute auch, dass es mit 2,2k besser geht, denn nun schwingt er 
nur an, wenn ich auf der Streifenrasterplatinen den Oszillator laufen 
lasse und kurz mit dem auf der geätzten Platine verbinde :-(

Werde morgen die Werte wieder zurück basteln und den 
Verbindungswiderstand erhöhen, das ist das einzige, was ich noch nicht 
gemacht hatte.
Verkleinert hatte ich ihn schon, aber da schwang der Oszillator noch 
schwerer an... Ich hatte da 10k verwendet. Werde mal 1M versuchen.

Auf jeden Fall erstmals danke für die Hilfe, ich melde mich morgen 
wieder.

Gruß
Tom

von Wilhelm F. (Gast)


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tom schrieb:

> Ich hatte da 10k verwendet. Werde mal 1M versuchen.

Wie ich schon schrieb: Versuche es gerne auch mit 10MOhm. Je höher 
dieser Parallelwiderstand, desto höher ist die Verstärkung im 
Anschwingaugenblick.

von Helmut L. (helmi1)


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Der Schmitt_Trigger kommt erst später hinter dem Oszillator.

http://www.doctronics.co.uk/pdf_files/HEF4060B.pdf

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Wie ich schon schrieb: Versuche es gerne auch mit 10MOhm. Je höher
> dieser Parallelwiderstand, desto höher ist die Verstärkung im
> Anschwingaugenblick.

1 MOhm reicht. Irgendwann läufst du gegen den maximalwert der 
Verstärkung.
Hatte das heute morgen mit 100K getestet das reicht auch.

von Wilhelm F. (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:

> Der Schmitt_Trigger kommt erst später hinter dem Oszillator.

> http://www.doctronics.co.uk/pdf_files/HEF4060B.pdf

Fehler in meinem Buch. Danke!

von MaWin (Gast)


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>> Der quartztstabilisierte Pierce-Oszillator
>> funktioniert mit Schmitt-Triggern nicht,
>
> Doch, tut er wohl. Der 4060 beispielsweise hat zur Quarzbeschaltung am
> betreffenden Inverter einen Schmitt-Trigger-Input.

Nö.

http://skory.gylcomp.hu/alkatresz/cd4060.pdf

Der Quartz hängt zwischen 10 und 11.

von Wilhelm F. (Gast)


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MaWin schrieb:

> Der Quartz hängt zwischen 10 und 11.

Das ist schon klar. Ein Fehler in meinem CMOS-Taschenbuch wurde gerade 
auch geklärt.

von Tom R. (tt_r)


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So, jetzt habe ich alles wieder orginal gebastelt (heißt 2,2k statt 27k 
und 100k zwischen Pin2 und Pin3)
Damit schwingt er zwar besser an, aber nicht von selbst.

Dann habe ich den 100k Widerstand in einen 1M getauscht, schwingt noch 
leichter an, aber auch nicht von selbst, außer beim aller ersten Versuch 
irgentwie... (Da gings von selbst, da war aber der Lötkolben arg in der 
Nähe...)
Außerdem reicht es hier schon aus, wenn der schwingende Oszillator von 
der Streifenrasterplatine in die Nähe kommt.

Naja, da ich jetzt einfach keinen Erfolg mit dem HEF4001 habe, werde ich 
einfach einen fertigen Oszillator von Reichelt nehmen, dann muss ich nur 
eine Leiterbahn "um-designen"...

Warum baut man eig. Oszillatoren selbst? Gibt doch die fertigen...

Auf jeden Fall danke für die Hilfe.

Gruß
Tom

von MaWin (Gast)


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> Warum baut man eig. Oszillatoren selbst? Gibt doch die fertigen...

Geiz.

von Ernestus P. (malzeit) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
>> Warum baut man eig. Oszillatoren selbst? Gibt doch die fertigen...
>
> Geiz.

Denkmal du baust 10.000 Oszillatoren und könntest mit einem eigenen 
Entwurf 20 Cent sparen. Dann sind das 2000 €. Als Ingenieur rufst du 
dann beim Quarzhersteller an, sagst du würdest evtl. 10.000 Quarze 
kaufen, wenn sie dir einen Referenzentwurf für eine kostengünstige 
Oszillatorschaltung schicken. Schon bist du Experte in für Quarze.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Der Unternehmer arbeitet für Geld, der Angestellte für Ru(h)m ;-)

von Wilhelm F. (Gast)


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Tom R. schrieb:

> Warum baut man eig. Oszillatoren selbst? Gibt doch die fertigen...

Du kannst ja mal den Energieverbrauch so eines Fertigoszillators messen. 
In einem Gerät wie einem PC spielen 100mW Energieaufnahme natürlich 
keine Rolle. Aber die restliche Schaltung benötigt oft auch nur 100mW, 
das ist dann alleine nur für den Takt ziemlich unverhältnismäßig.

Aber Vorteile haben die fertigen Oszillatoren schon: Sie erzeugen 
spezifizierte Daten laut Datenblatt, und funktionieren immer.

Die Schaltungen in den Fertigoszillatoren sind durchaus etwas aufwändig: 
Ich sezierte kürzlich einige. Es waren wenigstens 5 Widerstände, 5 
Kondensatoren, und 2 Transistoren drin. Also eine Oszillatorschaltung, 
die erst mal nur schwingt, und dahinter eine zweite Transistorstufe, mit 
Emitter- und Kollektorkopplung. Da haben sich schon Leute mal den Kopf 
zerbrochen. Damit das Ding auch stabil läuft, und den Takt noch 
verstärkt.

Der letzte Oszillator, den ich aufsägte, 20 Jahre alt, hatte winzige 
Bauteile, auf einer richtigen kleinen Platine. Mit dem Lötkolben kann 
man da aber nichts machen, wenn die Transistoren eine Kantenlänge von 
nur 1mm haben, und die Widerstände als Leitmasse auf die Platine 
aufgedruckt und laserabgeglichen sind.

von Helmut L. (helmi1)


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Tom R. schrieb:
> Warum baut man eig. Oszillatoren selbst? Gibt doch die fertigen...

Wenn man den Oszillator auf die Frequenz genau ziehen möchte geht das so 
schlecht mit einem Fertigteil.
Auch gibt es nicht jede Frequenz als Oszillator.

Abdul K. schrieb:
> Der Unternehmer arbeitet für Geld, der Angestellte für Ru(h)m ;-)

Nur Ruhm macht aber nicht satt.

@Tom R. (tt_r)

Verbinde bitte mal den Pin 1 anstatt mit GND mit Pin 2 oder falls du 
einen HEF4011 da hast kannst du es mit dem mal probiewren.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Nur Ruhm macht aber nicht satt.

In Holland schon ;-)

(zumindest bei leicht abgeänderter Orthografie)

von Tom R. (tt_r)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Verbinde bitte mal den Pin 1 anstatt mit GND mit Pin 2

habe ich gemacht, hat aber nichts geändert :-(

Aber danke für die Antworten.


Gruß
Tom

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Eventuell ist dein Quarz einfach müde. Schlechtes Q, hoher ESR. Den 
Serienwiderstand der die Rückkopplung speißt, einfach verkleinern. Nimm 
einfach mal 100 Ohm. Das schlimmste was passieren könnte, ist ein 
langfristiger Schaden des Quarzes.

von Wilhelm F. (Gast)


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Abdul K. schrieb:

> Das schlimmste was passieren könnte, ist ein
> langfristiger Schaden des Quarzes.

Da sollte aber auch das Datenblatt Auskunft geben. Da ich mich ja 
kürzlich mit Quarzen beschäftigte: Da stehen Minimal- und Maximalenergie 
drin.

Ich würde da auch mal mit dem Oszi an den Ausgang des Inverters gehen, 
und schauen, wie die Amplitude ist. Wenn ich mal einen Quarz zum 
Schwingen bekam. Und das gelang dem TE ja wohl gelegentlich.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Wenn der Oszillator nicht von alleine startet, ist die 
Schleifenverstärkung zu klein. Gründe wurden ja genug genannt.

von Wilhelm F. (Gast)


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Abdul K. schrieb:

> Wenn der Oszillator nicht von alleine startet, ist die
> Schleifenverstärkung zu klein. Gründe wurden ja genug genannt.

Deswegen ja auch, den Parallelwiderstand des Gatters jenseits von 1MOhm 
bis zu 10MOhm zu vergrößern.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Du denkst falsch Wilhelm! Im oszillierenden Betrieb gilt dann nur noch 
der ESR des Quarzes von vielleicht 30 Ohm. Deine 10M sind also praktisch 
kurzgeschlossen.
Das es dann bei dir besser anschwingt, hat einen ganz anderen Grund: 
Beim Starten kann der Oszillator durch thermisches Rauschen und/oder 
Spannungssprünge gestartet werden. In deinem Falle war es eine 
Last-Asymmetrie am Quarz, die du durch den höheren Widerstand 
'verbessert' hast. Dein C1 und C2 waren sicherlich recht 
unterschiedlich, gelle?! Du reißt die Versorgungsspannung nach oben, die 
Impedanz an beiden Anschlüssen des Quarzes ist recht unterschiedlich, 
damit entsteht eine Spannungsdifferenz über das Gatter, dieses 'sieht' 
dies und will es korrigieren -> schwupps, der Oszillator wird angeregt, 
denn über R-C2 Tiefpaß und ESR(Q)-C1 Tiefpaß, hat man einen schönen 
Phasenschieber-Oszillator. C1 am Eingang, C2 am Ausgang über R.

von Wilhelm F. (Gast)


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Abdul K. schrieb:

> Du denkst falsch Wilhelm! Im oszillierenden Betrieb gilt dann nur noch
> der ESR des Quarzes von vielleicht 30 Ohm. Deine 10M sind also praktisch
> kurzgeschlossen.

Das ist rein nur zum Anschwingen, sonst nichts. Sehr hohe Verstärkung 
nur zum Anschwingen. Oben wurde schon mal erläutert, daß ein 
invertierendes Gatter mit 2 Widerständen sich im Verstärkungsfaktor 
exakt wie ein invertierender OP verhält. Und genau das ist diese 
Schaltung: Der eine Widerstand ist die Impedanz der Quarzschaltung, und 
der andere der Parallelwiderstand am Gatter.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Interessante Betrachtungsweise.
Hier noch was informatives. Leider etwas älter:
http://www.euroquartz.co.uk/Portals/0/pdf/tech-notes.pdf

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