Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Astabile Kippsufe; erreichbare Frequenzen ?


von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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Hallo

Wie groß kann die maximale Frequenz einer
astabilen Kippschaltung sein?

Ich möchte Frequenzen bis 1 Mhz als Rechtecksignal
für Versuche mit 6 - 9 Volt.
Dabei ist es nicht so entscheidend, wie genau die
Frequenz ist und Temperaturkompensation ist auch
nicht wichtig.
Irgendwo habe ich mal gelesen, daß wohl bei 100 kHz
Schluss sei...
Stimmt das ?
Würde ich mit Quarzen arbeiten, ist die Frequenz
nur in engen Bereichen regelbar.
Kann da einfach durch Austausch von dem Quarz
eine andere Frequenz erreicht werden, oder muss
dann auch die gesamte Schaltung neu aufgebaut werden?

Ich weiß nicht, welche Informationen noch benötogt
werden, um mir einen Tipp geben zu können.
Benutzen möchte ich die Schaltung, um mein
Oszilloskop mal bei höheren Frequenzen einzusetzen.
Nur zum gucken und was lernen.

von Analog OPA (Gast)


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Ingo S. schrieb:
> Wie groß kann die maximale Frequenz einer
> astabilen Kippschaltung sein?

Denke mal ein wenig nach, bevor du frägst. Eine Kippstufe ist ein 
Komparator mit einer Rückkoppelung. Die muss man extra langsam machen, 
weil sie sonst im MHz-Bereich schwingen und man das gar nicht braucht. 
Ein Modulator für DA-Wandlung in einer Strombandführung läuft deshalb 
mit 10kHz statt 10MHz, weil die hohe Genauigkeit nicht gebraucht wird, 
die angeschlossenen Transistoren aber gebraten würden.

von Egon D. (Gast)


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Ingo S. schrieb:

> Wie groß kann die maximale Frequenz einer
> astabilen Kippschaltung sein?

Von HP soll es einen Generator gegeben haben, der
50MHz auf Basis eines RC-Generators erreicht hat.

Meine eigenen Versuche mit emittergekoppelten
Multivibratoren haben mich 27MHz erreichen lassen.
Da geht aber sicher noch mehr.

> Ich möchte Frequenzen bis 1 Mhz als Rechtecksignal
> für Versuche mit 6 - 9 Volt.

Geht.
Der Trick ist, die Sättigung der Transistoren (= Über-
steuerung) zu verhindern. Tietze/Schenk liefert Details.

Ach so: Es gibt schnelle Versionen vom 555, die 1MHz
schaffen.

Und: Im Bereich ab 1MHz gilt:
- KURZE Anschlussdrähte,
- Stützkondensatoren,
- Massefläche.


> Irgendwo habe ich mal gelesen, daß wohl bei 100 kHz
> Schluss sei...
> Stimmt das ?

Nicht allgemein, nein.
Normale Standard-OPVs kannst Du natürlich vergessen;
denen geht da oben die Luft aus. Mit diskreten
Bipolartransistoren kommt man aber in den Bereich
von 10MHz...100MHz.


> Würde ich mit Quarzen arbeiten, ist die Frequenz
> nur in engen Bereichen regelbar.

Naja, Du könntest einen -- oder mehrere -- fertige
Oszillatoren nehmen und ein paar Teilerstufen ankoppeln.
Das ist nicht viel Aufwand und deckt einen ziemlich
großen Bereich ab.


> Kann da einfach durch Austausch von dem Quarz
> eine andere Frequenz erreicht werden, oder muss
> dann auch die gesamte Schaltung neu aufgebaut werden?

Das hängt von der genauen Schaltung ab; es gibt aber
Universalschaltungen, die mit fast allen Quarzen
schwingen.

Würde ich mir aber ehrlich gesagt nicht antun. Ich
würde einfach mehrere Oszillatoren aufbauen; so groß
ist der Aufwand nicht. Oder eben fertige Oszillatoren
nehmen.


> Ich weiß nicht, welche Informationen noch benötogt
> werden, um mir einen Tipp geben zu können.
> Benutzen möchte ich die Schaltung, um mein
> Oszilloskop mal bei höheren Frequenzen einzusetzen.
> Nur zum gucken und was lernen.

Das spricht für fertige Oszillatoren und Teiler.

Astabile Kippstufen sind eigentlich nur in Form emitter-
gekoppelter Multivibratoren interessant, weil man damit
Weitbereichs-VCOs aufbauen kann, beispielsweise für
Experimente mit PLLs. Das ist zwar lehrreich, aber eher
ein Thema für Fortgeschrittene.

von Egon D. (Gast)


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Analog OPA schrieb:

> Die muss man extra langsam machen, weil sie sonst
> im MHz-Bereich schwingen [...]

Das stimmt zwar, aber eine REPRODUZIERBARE und GUT
STEUERBARE Schwingung im MHz-Bereich hinzubekommen
ist gar nicht ganz so einfach.

Wenn man nicht auf Spezialschaltkreise zurückgreifen
will, muss man schon die Trickkiste plündern.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ingo S. schrieb:
>
> Wie groß kann die maximale Frequenz einer
> astabilen Kippschaltung sein?

Bis einige Dutzend MHz. Wobei es auf die Details ankommt. Die 
Schaltung mit 2 Transistoren ist bspw. eher nicht das Mittel der Wahl.

> Irgendwo habe ich mal gelesen, daß wohl bei 100 kHz
> Schluss sei...
> Stimmt das ?

Nein. Und ohne daß du ansagst, wo genau du das gelesen haben willst, 
brauchen wir über Sinn oder Unsinn gar nicht erst zu diskutieren.

> Ich möchte Frequenzen bis 1 Mhz als Rechtecksignal
> für Versuche mit 6 - 9 Volt.

Dann empfehle ich einen 555 in der CMOS-Version, z.B. TLC555, der kommt 
laut Datenblatt mindestens bis 1.2MHz, typisch über 2MHz.

> Ich weiß nicht, welche Informationen noch benötogt
> werden, um mir einen Tipp geben zu können.

Es wäre interessant, welche Last du an den Ausgang des Oszillators 
anschließen willst. 1MHz Rechteck enthält Oberwellen bis in den UKW- 
Bereich. Bei so hohen Frequenzen wirkt ein Stück Draht wie eine Spule 
und wenn es parallel zu einer Massefläche liegt, wie ein Kondensator.

> Benutzen möchte ich die Schaltung, um mein
> Oszilloskop mal bei höheren Frequenzen einzusetzen.

Dafür brauchst du sicher kein 1MHz Rechteck. Und auch nicht bei 6-9V. 
Bau einen Oszillator aus Logikgattern, z.B. nach dieser Schaltung:

http://www.joggysite.de/Elektronik/Oszillatoren.html#einfach

Mit einem 74HC14 aufgebaut, funktioniert das zwischen 2V und 6V 
Versorgung und kommt locker bis 10MHz. Die restlichen Gatter kannst du 
gleich als Puffer (Verstärker) dahinter schalten.

von Peter D. (peda)


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Heutzutage nimmt man keine diskreten Transistoren mehr, sondern einfach 
zu berechnende Oszillator-ICs.
Z.B. der 74HC4046 kommt bis 18MHz und läßt sich über einen weiten 
Bereich durchstimmen.

von Toxic (Gast)


Angehängte Dateien:

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Fuer 1Hz bis 150kHz wuerde ich dieses kleine Ebay-Modul nehmen:
https://www.ebay.de/itm/Signal-Generator-PWM-Impuls-Frequenz-Pflicht-Zyklus-Einstellbar-Modul-Planche-BL/263459606740?hash=item3d576a90d4:g:Uj0AAOSwp-Raao3N

und fuer Frequenzen zwischen 200kHz bis 1Mhz einen simplen Timer555:

http://schematica.com/555_timer_design/555_timer_free.html

Loesungen gibt es wie Sand am Meer.....

von Jens G. (jensig)


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>Z.B. der 74HC4046 kommt bis 18MHz und läßt sich über einen weiten
>Bereich durchstimmen.

Oder NE/SE564 bis mindestens 50MHz. Gibt's sogar noch bei Reichelt für 
lasche 5€ ;-)

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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Axel S. schrieb:
> 74HC14

Peter D. schrieb:
> 74HC4046

Jens G. schrieb:
> NE/SE564

Habe ich mir zugelegt...

Danke für die Vorschläge :D
Ich fummel mich da mal rein.

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