"Seltsames" Verhalten von NE555 - kein sauberer Anstieg der Flanke

[Christian W. (christian_w)]

Hallo zusammen,

wie der Titel schon sagt finde ich die ansteigende Flanke vom NE555 
etwas seltsam, ich habe zu Experimentierzwecken auf dem Steckbrett eine 
100-kHz-Schaltung aufgebaut. Die Frequenz stimmt kaum, es sind um die 88 
kHz. Die Schaltung soll mal auf eine Platine kommen, und falsch 
programmierte AVRs retten, und sozusagen als externer Takt fungieren. 
Genau der Flankenanstieg mach mir nun Sorgen, innerhalb von ca. 10 ns 
steigt die Spannung auf ca. 2,5 V an, fällt dann in 10 ns auf 1,5 V ab, 
und geht dann auf ca. 4,5 V hoch. Diese "Störung" hat eine Frequenz von 
ca. 40 MHz. Verschwindet dieser Effekt wieder, wenn die Schaltung mal 
fest auf einer Platine untergebracht ist? Kann man dem fliegenden Aufbau 
auf dem Steckbrett hierfür die Schuld geben?

Grüße, Christian.

[(prx) A. K. (prx)]

Der 100nF Kondensator reicht möglicherweise nicht. Der bipolare NE555 
hat einen berüchtigten Strompeak im Umschaltvorgang.

[Teo D. (teoderix)]

Wenn Dein Oszi auch "Fliegend" (lange Masseleitung) angeschlossen ist, 
lehn' ich mich mal aus dem Fenster und sage JA

[(prx) A. K. (prx)]

Siehe "Zu grosse Stromimpulse auf der Speiseleitung" in
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm
Beachte die dortigen 10µF in der Speisung.

[Christian W. (christian_w)]

ok danke für die Tipps, aber die Empfehlungen von 
"http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm"; 
bringen leider nicht wirklich was, liegt das vermutlich auch am 
Steckbrett-Aufbau?

[(prx) A. K. (prx)]

Christian W. schrieb:
> liegt das vermutlich auch am Steckbrett-Aufbau?

Ja. Lange Leitungen zwischen Kondensator und Chip sind nicht hilfreich.

[Peter D. (peda)]

Christian W. schrieb:
> Die Frequenz stimmt kaum, es sind um die 88
> kHz.

Bei 100kHz ächzt der 555 schon mächtig, da kann man keine Genauigkeit 
erwarten und auch keine steilen Flanken.

Einige 7555 kommen bis 1MHz.

[Udo S. (urschmitt)]

Christian W. schrieb:
> Die Schaltung soll mal auf eine Platine kommen, und falsch
> programmierte AVRs retten, und sozusagen als externer Takt fungieren.

Dann nimm einen Taktgenerator IC und einen Quarz.
Der NE ist veil zu unpräzise, der Takt hängt von der Speisespannung ba 
und er schaltet viel zu langsam.
Da ist ja ein Schmitt-trigger Inverter mit einem Widerstand und einem C 
noch besser.

[Dr. Sommer (Gast)]

Hier mal aus Spaß - so sieht der Ausgang eines NE-555 aus wenn gar kein 
Kondensator verwendet wird...

[(prx) A. K. (prx)]

Udo Schmitt schrieb:
> der Takt hängt von der Speisespannung ba

Inwiefern? Ok, bei derart hoher Frequenz könnte die etwas mitmischen, 
aber ob das hier wichtig ist? Zum Problem könnte eher der Pegel werden, 
wenn man damit CMOS treibt.

[Christian W. (christian_w)]

Udo Schmitt schrieb:
> Dann nimm einen Taktgenerator IC und einen Quarz.

Guter Tipp. Eventuell ein kleiner ATtiny?

[Udo S. (urschmitt)]

Christian W. schrieb:
> Guter Tipp. Eventuell ein kleiner ATtiny?

Eher mal so suchen:
http://www.ti.com/lsds/ti/clocks-timers/clock-generators-products.page

[Murmelchen (Gast)]

Hallo Christian,

die Frequenzabweichung dürfte wohl den Toleranzen deiner Bauteile 
geschuldet sein. Die Widerstände dürften 5% oder sogar 10% mögliche 
Abweichung haben und der MKS 02 Kondensator könnte sogar 20% Abweichung 
aufweisen. Da wären dann locker Frequenzen von 80kHz bis 120kHz möglich.

Zum Thema unsaubere Flanke: Belaste den Ausgang mal mit 1k gegen die 
Versorgungsspannung.


Mit besten Grüßen

Murmelchen

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Dr. Sommer schrieb:
> so sieht der Ausgang eines NE-555 aus wenn gar kein Kondensator
> verwendet wird...
Du solltest mal deinen Tastkopf abgleichen...

Christian W. schrieb:
> Eventuell ein kleiner ATtiny?
Oder eher die altbewährte CMOS-Inverter-Oszillatorschaltung?
Beitrag "Re: RC-Oszillator mit 74HC04 spinnt"
Und was damit möglich ist, findet sich im 
Beitrag "ST ausgenutzt und bis aufs Blut gequält - Wettbewerb"

[Christian W. (christian_w)]

Nach einiger Bastelei auf dem Steckbrett bin ich nun doch noch zu einem 
zufriedenstellenden Ergebnis gekommen. Ich habe noch eine 47µH-Drossel 
und einen 100-Ohm-Widerstand in die Versorgungsleitung eingepflanzt, 
außerdem noch einen 100-Ohm-Widerstand in Reihe zum Taktausgang (der 
vorgeschlagene 1k nach VCC hatte leider keinen Effekt). Außerdem wurde 
der 6k8 durch einen 5k6 ersetzt und nun bin ich bei etwa 102 kHz, das 
reicht von der Genauigkeit her.

Das Ausgangssignal hat nun einen einigermaßen linearen Flankenanstieg 
und auch die Versorgungsspannung wird vom 555er "in Ruhe gelassen" und 
hat eine Restwelligkeit von ca. 120 mV. (Im Gegensatz zu vorher, da 
waren Einbrüche von bis zu 1,5 V vorhanden, das hat auf dem Oszi wie die 
Skyline von New York ausgesehen).

Jetzt muss ich nur noch testen, ob meine Atmegas das Taktsignal sauber 
annehmen, laut Datenblatt ist eine Abweichung von 2 % zwischen zwei 
Takten zulässig. Ist aber ohnehin nur für kurzzeitige 
Experimentierzwecke gedacht.

Grüße, Christian.

PS: Hab vergessen einen 10n-Kondensator zu erwähnen, der steckt zwischen 
VCC und GND in der Versorgungsleitung vor der Drossel. Direkt am IC 
steckt noch ein 100n. Ohne diese beiden Kondensatoren gibt's einen 
kleinen Einbruch (etwa 800 mV).

PPS: Seit ich das Oszi habe, macht die Elektronikwerkstatt gleich viel 
mehr Spaß ;-)

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Christian W. schrieb:
> PPS: Seit ich das Oszi habe, macht die Elektronikwerkstatt gleich viel
> mehr Spaß ;-)
Ach so, du bist noch neu im Oszi-Geschäft. Dann schließ mal die Massen 
der Oszi-Tastköpfe nicht irgendwo, sondern so nah wie möglich am 
Messpunkt an. Beide Massen!

Das wirkt sich bei Frequenzen über 25 MHz (und die hast du locker bei 
einer Anstiegszeit von 40ns) schon merklich aus. Du kannst das sicher 
auch sehen, wenn du bei deinem jetztigen Aufbau einfach mal die 
NE555-Masse abtastest. Du wirst staunen: Masse ist nicht gleich Masse.

Und das ist auch ein guter Test bei seltsamen Messergebnissen: einfach 
mal zwischendurch die den Testkopf an Masse halten und sehen, was sich 
da so tut...

[Conny G. (conny_g)]

Christian W. schrieb:
> Nach einiger Bastelei auf dem Steckbrett

Wow, was für ein Aufwand für ein bisschen Taksignal :-)
Nicht als Kritik gemeint, ist eine überraschte Feststellung.

An die Profis: das kommt also alles von den Stromspitzen des 555 und der 
langen Masse des Tastkopfes, mehr ersteres und ein bisschen Zweiteres?
Heißt also man nimmt normalerweise lieber einen CMOS Inverter 
Oszillator, weil der weniger an der Versorgung rüttelt?

[Falk B. (falk)]

@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite

>NE555-Masse abtastest. Du wirst staunen: Masse ist nicht gleich Masse.

Schönes Zitat von Bob Pease "You may trust your mother but not your 
ground!"

;-)

[Christian W. (christian_w)]

Conny G. schrieb:
> Wow, was für ein Aufwand für ein bisschen Taksignal :-)

Hab ich mir auch schon gedacht. 10 Bauteile für ein bisschen rauf und 
runter im 100-kHz-Takt. Bin Anfangs nicht davon ausgegangen dass man um 
den 555er so viel herumbauen muss, weil er so "rumspinnt".

[TS (Gast)]

Generationen von Bastlern (u. Profis) verwenden keinen 555 mehr, nur 
noch 7555 (CMOS Ausführung).

[(prx) A. K. (prx)]

Christian W. schrieb:
> Das Ausgangssignal hat nun einen einigermaßen linearen Flankenanstieg
> und auch die Versorgungsspannung wird vom 555er "in Ruhe gelassen"

Miss mal an VCC vom NE555, nicht vor dem R/L Glied. Es geht ja nicht 
darum, das arme Netzteil vor dem bösen NE555 zu schützen, sondern den 
NE555 vor sich selber.

[Christian W. (christian_w)]

Mir scheint ich habe da den falschen IC gekauft, ich werd' das nochmal 
mit dem 7555 probieren.