Eingangsschaltung für Frequenzzähler

[Marian (phiarc)]

Ich versuche gerade die dort gepostete Eingangsstufe zu simulieren, 
bekomme aber nicht der gewünschten Ergebnisse: 
Beitrag "Re: Frequenzzähler in IC-Grab-Bauweise"

Ich hab die Schaltung erstmal bis INTMOUT ("intermediate output") 
aufgebaut, was dahinter kommt, ist für die Funktion der Eingangsstufe 
wie aus dem Schaltplan ersichtlich nicht sonderlich wichtig.

Im angehängten LTspice-Screenshot sieht man V(input), V(intmout) (immer 
5 V, leider), V(N009) in blau und V(N014) in rot. N009 ist der Kollektor 
vom Q7, N014 die Basis vom Q7.

Auch angehangen das Spice-File und die jfet.lib (für den BF245C den ich 
zu verwenden gedenke)

[Marian (phiarc)]

Auch interessant wären Empfehlungen für konrekte Ersatzbauteile.

V1 und V2 sind m.E. eher unkritisch, die Begrenzung funktioniert in der 
Simulation auch mit z.B. BC 337ern.

V3 (KP303E) habe ich durch einen BF245C ersetzt... weiß nicht, gibt es 
da besseres?

Alles rechts vom JFET sind noch ideale Transistoren, da habe ich keine 
Ahnung, was da gute Wahlen wären.

[Marian (phiarc)]

Hm, kann es sein, dass Q7 nicht vollständig sperrt und deswegen der 
High-Pegel (n009) am Eingang von A1 nur bei ~2.5 Volt oder so rumkrebst? 
Im Anhang ein Bild des Basistroms am Q7. Da wo er fast Null zu sein 
scheint, fließen etwa 2 µA.

Wie kann ich den Q7 dazu bringen ganz zu sperren?

/e: Ja, er sperrt definitv nicht richtig, Ic(Q7) ist etwa 0.25 mA in der 
gesperrten Phase... durch den 10 kΩ Widerstand nach +5 V kommen 0.5 mA, 
tada, da haben wir unsere 2... 2.5 V Ausgangsspannung.

[Marian (phiarc)]

Q7 war verpolt und die Logikgatter von Spice sind komisch, hab mir ein 
7400-Model besorgt und jetzt klappt es soweit, nur dass Q6 über R13 den 
Ausgang niedrig hält (etwa 300 mVpp), entferne ich die Verindung habe 
ich mein gewünschtes Ausgangssignal, das jetzt aber nur über Q7 und R12 
als Pull-Up erzeugt wird. Nicht gut.

Ich glaube aber, dass ich bis zur "Endstufe" der Eingangsstufe (also 
alles rechts von inkl. Q6/Q7) jetzt zumindest halbwegs richtig habe.

Nun zurück zum Endstufenproblem: Ib(Q6) ist 0 in der Low-Phase (die ja 
durch Q7 gesteuert wird bzw. werden soll) und etwa 50 µA in der 
High-Phase. Also leitet Q6, das ist schonmal gut würde ich sagen. 
Zwischen Q6 und R13 liegen dann 2.3 V an (Anm.: von der Phase ist hier 
alles richtig meine ich, Q6 leitet, wenn der Ausgang von U2 eh High 
ist), von denen dann ~1.9 V abfallen über R13 (!?) und letzlich intmout 
auf etwa 300 mV bringt. Warum?

[W.S. (Gast)]

Ich halte deine Schaltung für schlecht.
3 Gründe:
- dein Eingangskondensator hat keinen Widerstand in Reihe. Wenn du damit 
irgendwas antippst, was mehr Potential hat (+ oder -) als dein 
Eingangstransistor verträgt, dann ist selbier sofort tot.

- der Schaltungsaufwand ist viel zu hoch. Für einen Eingang bis ca. 100 
MHz nimm einfach einen ADCMP600. Für bis zu 450 MHz ist ein FIN1002 
(Fairchild) mit diskret erzeugter Hysterese (ein paar Widerstände) die 
bessere Wahl.

- für einen breitbandigen Eingang mit 1 MOhm // 15 pF ist ein ADA4817 
die rechte Wahl. Geht m.W. problemlos bis über 200 MHz

W.S.

[Marian (phiarc)]

Die Schaltung ist ja nich von mir ;), aber die einzige die damals in dem 
Thread vorgeschlagen wurde, die zumindest die Möglichkeit bietet 
Dämpfung und Triggerung komplett automagisch einzustellen. Bevor ich 
mich mit der Schaltung jetzt beschäftigt habe, habe ich auch noch mal 
geschaut, aber keine andere Schaltungsbeschreibung gefunden für eine 
Eingangsschaltung, die derartiges leistet.

Ich wüsste spontan auch nicht, wie ich einen der von die vorgeschlagenen 
Komparatoren so beschalten sollte, dass sich sowohl der 
Eingangsbereich/dämpfung als auch Hysterese automatisch einstellt (mit 
der Option es von Hand zu machen).

[Ulrich (Gast)]

Simulieren kann man die Schaltung noch, um was zu lernen. Die Schaltung 
ist halt sehr alt, passende zum TTL Grab. Je nach Frequenz wären ggf. 
ECL Gatter noch eine Alternative - vor allem wenn man die Auch für den 
ersten Teiler nutzen will.

[Marian (phiarc)]

Die TTL-Grab-Idee habe ich damals nie umgesetzt und da ich beim 
diesjährigen Versuch einen Frequenzzähler (den man auch benutzen mag ;) 
möchte, wird dahinter was selbstgestricktes mit MCU kommen.

Ich schau mich jetzt einfach nach einer mehr-oder-weniger fertigen 
Eingangsstufe um, bin eh nicht so der Analog-Bastler (wie man merkt). 
Mit der VFD-Anzeige für das Ding hab ich eh schon genug Spaß :)

[W.S. (Gast)]

Marian B. schrieb:
> Ich schau mich jetzt einfach nach einer mehr-oder-weniger fertigen
> Eingangsstufe um..

Ja, genau DAS ist der falsche Weg. Lerne lieber, auf eigenen Beinen zu 
stehen.

W.S.

[Michael S. (rbs_phoenix)]

Dazu mal ne blöde Frage: Kann man nicht "einfach" die Eingangsspannung 
begrenzen und auf einem Komparator geben? Der spuckt ein Rechteck aus, 
dass dann mit einem Zähler (diskret, uC, FPGA, ...) gemessen werden 
kann!? Das einzig hinderliche sch3int mir die Begrenzung, doch da die 
Amplitude(nform) ja ansich total egal ist, kann man damit ja vieles 
machen (also einfach dämpfen, mit Dioden abschneiden etc).

Oder vergesse ich da was? Hatte sowas auch mal im Hinterkopf.

[Marian (phiarc)]

Nein kannst du nicht. Du brauchst in jedem Fall entweder eine 
einstellbare oder selbsteinstellende Empfindlichkeit ; du kannst ja 
nicht alle Signale auf 5 V clippen - viele sind kleiner (Quarz am AVR 
hat typisch irgendwas 1-2 Vpp meine ich).

In der alten Schaltungsbeschreibung (und in einigen Datenblättern von 
74'00er Zählern) steht, dass das Taktsignal möglichst mäanderförmig (50 
% Austastung) sein sollte aus diversen Gründen. Ich schätze mal 
hauptsächlich störunempfindlichkeit ggü. EMV und parasitären Kapazitäten 
etc. (wenn ich bei 50 MHz Eingangsfrequenz am Ende ein 100 MHz 
"konditioniertes" Signal habe mit 99.9 % Austastung, wird wahrscheinlich 
jeder Zähler den 100 ps Spike übersehen.

@W.S.: Du hast zwar prinzipiell recht, aber Analogtechnik ist bei meinen 
Basteleien eher Randthema. Ich habe gar nicht den Willen/Perspektive all 
diesen Analogkram zu lernen oder zu können und gebe mich dort damit 
zufrieden, fertige Schaltpläne nachzubauen oder gleich das ganze Design 
einzukaufen. Ist ja immernoch Hobby hier, da möchte ich die Sachen 
machen, die mir Spaß machen und nicht ewig über Formeln und 
Gleichungssystemen sitzen - die sehe ich andernorts schon genug.

[Uwe (Gast)]

Hi,
also mit deinem Q7 habe ich Bauchschmerzen. In deiner neuen Schaltung 
ist der doch immer offen, oder sehe ich das falsch?
In der alten Schaltung lag der doch auf mit E auf GND, Wenn die Basis + 
gegen DND wird macht der zu und geht auf High-> Gatter Freigabe1. Ab 
-0,7V sollte der aufmachen und Freigabe 1 wegnehmen. Oder habe ich 
gerade einen Denkfehler?
>(KP303E) habe ich durch einen BF245C
passen die von den Vgs-Werten her?

viel Erfolg, Uwe

[W.S. (Gast)]

Marian B. schrieb:
> Ich habe gar nicht den Willen/Perspektive..

Dann kauf dir bei Ebay nen fertigen Frequenzzähler und laß das 
Selberbauen von Dingen, die du nicht verstehen willst.

Michael Skropski schrieb:
> Dazu mal ne blöde Frage: Kann man nicht "einfach" die Eingangsspannung
> begrenzen und auf einem Komparator geben?

Anders herum wird ein Schuh draus: Einen Komparator nehmen, der mit 
etwas passiver Schaltung davor übersteuerungsfest wird, damit er nicht 
kaputt geht. Normalerweise ist die Schaltschwelle bei 50 Ohm Eingängen 
bei 0 Volt und bei 1 MOhm Eingängen zumeist einstellbar. Auch sowas geht 
mit nem Poti und ein paar Widerständen am Komparator.

Ein Komparator (der IMMER eine Hysterese hat) ist an dieser Stelle 
nötig, damit man nicht im Umschaltpunkt Phantom-Impulse bekommt, die das 
Ergebnis grandios verfälschen können. Und die Hysterese muß groß genug 
sein, um das beim Messen in relativ unbekannten Schaltungen zu 
erwartende Rauschen/Störungen zu unterdrücken.

W.S.

[m.n. (Gast)]

Hallo Marian,

ich habe noch Platinen+Teile für den Frequenzzähler mit ATmega88-328 und 
für den Abschwächer.
Sag mir doch, was Du genau brauchst, dann kann ich Dir Genaueres sagen.

MfG

Du solltest Deine E-mails lesen!