Frequenzteiler mit D-FF und JK-FF mag nicht

[Felix Opatz]

Hallo Leute,

ich wollte mein frisch erworbenes Wissen mal ausprobieren, und habe
ernuechternderweise festgestellt, dass die Wirklichkeit anders ist.

Ich habe einen Oszillator aus zwei NOTs (nachgebildet mit 74LS00), zwei
Widerstaenden (10k) und zwei Elkos (22uF) zusammengesteckt; er tut auch
brav (Schaltung aus "Elektronik gar nicht schwer" vom Elektor-Verlag,
bitte nich hauen ;-))

http://www.zotteljedi.de/tmp/oszi_00.gif

Jetzt wollte ich die Frequenz halbieren, mit einem D-Flipflop (74LS74).
In der Simulation tat das auch ganz toll, aber bei mir zuckte die LED am
Ausgang nur kurz. (Bin mir gerade nicht mehr sicher ob kurz an, oder
kurz aus)

Ich dachte mir, dass das wohl irgendwie doppelt schaltet, und habe dann
zu einem JK-Master-Slave-Flipflop (74LS76) gegriffen. Damit klappt es
jetzt "manchmal" *heul*

Sind die Flanken vom Oszillator vielleicht nicht gut genug? Hat jemand
einen Tipp fuer mich?

Gruss,
Felix

 

[R.Freitag]

Felix Opatz wrote:

Hallo Leute,

Sind die Flanken vom Oszillator vielleicht nicht gut genug? Hat jemand
einen Tipp fuer mich?

Erstens: wie hast du das D-FF bzw MS-FF geschaltet? Ein schaltplan wäre
nicht völlig unhilfreich...

Zweitens: was kommen aus dem Oszillator für Signale? Eventuell sollte man
zur Förderung der Signalflankensteilheit einen Schmitt-trigger vvorsehen.

Grüsse

Robert

 

[Felix Opatz]

"R.Freitag" <rfr-mailbox@gmx.de> wrote:

Erstens: wie hast du das D-FF bzw MS-FF geschaltet? Ein schaltplan wäre
nicht völlig unhilfreich...

D auf -Q und den Oszi an den Takt. Damit sollte er also bei jedem Takt
umtoggeln. Ich habe jetzt noch etwas rumgespielt und festgestellt, dass
es eigentlich geht, aber tatsaechlich nicht:

Wenn Q auf High und -Q damit auf Low ist, und ich D auf GND setze, dann
toggelt er brav um. Im naechsten Schritt dann umgekehrt, D auf VCC,
Takt, schaltet um. Aber wenn ich D an -Q haenge, wie wir es in der
Vorlesung gelernt hatten, passiert Scheissendreck. An der Tafel ging das
mit den sequentiellen Schaltungen irgendwie viel besser ;-)

Beim JK-MS-FF habe ich entsprechend der Tabelle J und K auf High
gesetzt, -PR und -CLR auch, sicher ist sicher, obwohl ja die Eingaenge
von selbst auf High stehen sollten.

Ok, der Krempel hier ist alles andere als entprellt, aber muesste ich
dann nicht wenigstens ein paar Mal das richtige Ergebnis kriegen? Jetzt
waere es toll schnell genug schauen zu koennen, was an -Q anliegt, so
eine LED ist fuer den ns-Bereich nicht so prall :->

Zweitens: was kommen aus dem Oszillator für Signale? Eventuell sollte man
zur Förderung der Signalflankensteilheit einen Schmitt-trigger vvorsehen.

Die andere Schaltung aus dem Buch war mit einem 74LS14, habe sie auch
ausprobiert, das gleiche Problem.

Gruss,
Felix

 

[Helmut Sennewald]

"Felix Opatz" <felix@zotteljedi.de> schrieb im Newsbeitrag
news:ivd1c0p5lnpbe8nidcn87b9ts4hf67l72g@4ax.com...

Hallo Leute,

ich wollte mein frisch erworbenes Wissen mal ausprobieren, und habe
ernuechternderweise festgestellt, dass die Wirklichkeit anders ist.

Ich habe einen Oszillator aus zwei NOTs (nachgebildet mit 74LS00), zwei
Widerstaenden (10k) und zwei Elkos (22uF) zusammengesteckt;

Hallo Felix,
ich lese da "zusammengesteckt".

Und wo sind die zwei 100nF Keramikkondensatoren zum Abblocken
der Versorgungsspannung?
Je einer auf kürzestem Weg zwischen Pin 7(Masse) und Pin 14(Vcc)
vom 74HC00 und 74HC74. "Kurz" heißt kleiner 2cm Draht auf jeder
Seite vom Kondensator.

Ohne die geht es meistens nicht.


Gruß
Helmut

 

[Felix Opatz]

"Helmut Sennewald" <helmutsennewald@t-online.de> wrote:

ich lese da "zusammengesteckt".

Ja, auf so einem Steckbrett von Conrad.

Und wo sind die zwei 100nF Keramikkondensatoren zum Abblocken
der Versorgungsspannung?

Ich bin in meiner Einfalt davon ausgegangen, dass bei einer Batterie und
einem 7805 nichts "komisches" durchkommt. Kann ich trotzdem was
eingefangen haben?

Je einer auf kürzestem Weg zwischen Pin 7(Masse) und Pin 14(Vcc)
vom 74HC00 und 74HC74. "Kurz" heißt kleiner 2cm Draht auf jeder
Seite vom Kondensator.

Ich werde es mal probieren. Ich habe jetzt zum Testen mal beide D-FFs
vom 74er aneinander gehaengt. Den vorderen schalte ich per Hand via
GND+Takt und VCC+Takt. Den zweiten habe ich dann wie im anderen Posting
beschrieben mit D zu -Q verschaltet, und das Q vom ersten an den Takt.
Damit schaltet er auch brav wie es sein soll, kann also von 0 bis 3
durchzaehlen. Nicht aber, wenn der erste ebenso sich selbst umschalten
soll, und ich nur noch den Takt zufuehre.

Ohne die geht es meistens nicht.

Hatte aber bei anderen Schaltungen (Zaehler etc.) keine Probleme, auch
nicht mit den 5 VDC die aus dem PC-Netzteil kommen, und laaaaaange Kabel
die alles moegliche an Zeug aus dem Aether fischen koennten.

Gruss,
Felix

 

[Martin Schönegg]

Hi Felix,

| Ich habe einen Oszillator aus zwei NOTs (nachgebildet mit 74LS00),
zwei
| Widerstaenden (10k) und zwei Elkos (22uF) zusammengesteckt; er tut
auch
| brav (Schaltung aus "Elektronik gar nicht schwer" vom
Elektor-Verlag,
| bitte nich hauen ;-))
|
| http://www.zotteljedi.de/tmp/oszi_00.gif

sei so gut und nehm die zwei verbleobenden Gatter aus dem 74LS00 und
mach sie Parallel zu den anderen, allerdings ohne die LEDs dran,
sondern nur Deine FFs. Bei den Frequenzen sollte das sogar ohne große
Abblockerei gehen, geschadet hats aber noch selten, jedem IC 100 nF
über die Diagonale zu spendieren. Die LS mögens nicht so sehr, wenn
sich die Pegel so langsam ändern, wenn Du dann noch belastete Pegel
hast, dann kanns schon mal klemmen. Ausserdem sind 10 k für LS TTL
schon recht hochohmig, sollte aber noch gehen. Wie gesagt, trenn mal
die LEDs auf eigene Ausgänge und lass die anderen unter sich, dann
sollte das schon besser tun.

| Sind die Flanken vom Oszillator vielleicht nicht gut genug? Hat
jemand
| einen Tipp fuer mich?

Ja, vermutlich wegen der LEDs. Ich hab früher einiges mit LS-TTLs
gesteckt, so rein aus Gaudi Lauflichter und Zähler und so. LS geht ja
auch eigentlich nie kaputt im Gegensatz zu HC. Und ich hab eigentlich
nie Abblockkondensatoren gebraucht, das lief immer. Aber Lämpchen hab
ich immer mit Transistoren getrieben. LEDs gabs damals nur ganz
funzelig und sauteuer...

Martin

 

[MaWin]

Felix Opatz <felix@zotteljedi.de> schrieb im Beitrag <ivd1c0p5lnpbe8nidcn87b9ts4hf67l72g@4ax.com>...

Sind die Flanken vom Oszillator vielleicht nicht gut genug?

Gut getippt.
Statt 74LS00 nimm 74HC13 bzw. "digitale Taktgeneratoren" in
Kapitel F.31. Oszillatoren der
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
lesen.
Und ja, die 100nF hommen von +5V nach Masse direkt bei jedem IC
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Robert Stankowic]

Felix Opatz wrote:

"R.Freitag" <rfr-mailbox@gmx.de> wrote:

Erstens: wie hast du das D-FF bzw MS-FF geschaltet? Ein schaltplan
wäre nicht völlig unhilfreich...

D auf -Q und den Oszi an den Takt. Damit sollte er also bei jedem
Takt umtoggeln. Ich habe jetzt noch etwas rumgespielt und
festgestellt, dass es eigentlich geht, aber tatsaechlich nicht:

Wenn Q auf High und -Q damit auf Low ist, und ich D auf GND setze,
dann toggelt er brav um. Im naechsten Schritt dann umgekehrt, D auf
VCC, Takt, schaltet um. Aber wenn ich D an -Q haenge, wie wir es in
der Vorlesung gelernt hatten, passiert Scheissendreck. An der Tafel
ging das mit den sequentiellen Schaltungen irgendwie viel besser ;-)

Beim JK-MS-FF habe ich entsprechend der Tabelle J und K auf High
gesetzt, -PR und -CLR auch, sicher ist sicher, obwohl ja die
Eingaenge von selbst auf High stehen sollten.

Ok, der Krempel hier ist alles andere als entprellt, aber muesste
ich dann nicht wenigstens ein paar Mal das richtige Ergebnis
kriegen? Jetzt waere es toll schnell genug schauen zu koennen, was
an -Q anliegt, so eine LED ist fuer den ns-Bereich nicht so prall
:-

Zweitens: was kommen aus dem Oszillator für Signale? Eventuell
sollte man zur Förderung der Signalflankensteilheit einen
Schmitt-trigger vvorsehen.

Die andere Schaltung aus dem Buch war mit einem 74LS14, habe sie
auch ausprobiert, das gleiche Problem.

Gruss,
Felix

Überleg mal:
Du hast -Q auf D gelegt - soweit so gut
Nehmen wir mal an -Q ist High (FF zurückgesetzt), D ist also High
immer noch gut
Jetzt kommt die ansteigende Taktflanke
Sobald sie den Pegel für tn erreicht (so ca 1,2 V), kippt das FF
Und das seeehr schnell. -Q geht also blitzartig auf L (20 - 40 nSec,
je nach Hersteller) und D damit auch.
Wenn jetz das Taktfenster noch offen ist, weil die Taktflanke langsam
ist...

Ich würde beide FFs im 7474 einsetzen und als Master-slave-FF
schalten, also:
Ausgang des 7400/1 an den Takt des ersten
Ausgang de 7400/2 an den Takt des zweiten
-Q des ersten auf D des zweiten
Q des zweiten auf D des ersten
Set/Reset bei beiden auf High.

Gehn wir jetzt einmal davon aus, dass FF2 reset ist, dann liegt auf D
von FF1 Lo an.
Jetzt kommt die steigende Taktflanke an T von FF1, gleichzeitig die
(wirkungslose) fallende Taktflanke vom 7400/2 auf den T von FF2.
FF2 tut nchts, FF1 geht in den Resetzustand, d.h. sein -Q-ausgang wird
High. Das wars fürs erste. Der Takt ist noch immer H an FF1 und L and
FF2 - stabiler Zustand.
Sobald nun die Taktperiode zuende ist, hast Du eine fallende Flanke an
T/FF1 ubd eine (wirksame) steigende an T/FF2. An D/FF2 liegt jetzt
ein High, FF2 geht also in den Set-Zustand und sein Q wird High,
damit auch High an D/FF1, das aber noch nichts bewirkt, da der Takt
ja Low ist. Beim der nächsten Taktflanke schaltet wieder FF1, dann
FF2 usf.
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T/FF1 _| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |
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T/FF2 |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_|
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Q/FF2 _____| |___| |___| |___| |___| |___| |___
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D/FF1 _____| |___| |___| |___| |___| |___| |___
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-Q/FF1 ||||| |___| |___| |___| |___| |___| |___
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D/FF2 ||||| |___| |___| |___| |___| |___| |___

So hast Du an den D-Eingängen immer ein definiertes Potential zur Zeit
der Taktflanken, und das Ding sollte eigentlich unter Wasser laufen,
auch bei Vollmond
Die Qualität der Taktflanke spielt praktisch keine Rolle, es sei denn
es sind Spikes drauf, was aber bei der verwendeten
Oszillatorschaltung praktisch auszuschliessen ist

HTH, Happy soldering.

 

[Felix Opatz]

Robert Stankowic <pcdoktor999@reverse_thatmoc.laimehcet> wrote:

Ich würde beide FFs im 7474 einsetzen und als Master-slave-FF
schalten, also:

Ich hatte ja schon testweise ein Master-Slave-JK-FF eingebaut, um dieses
Problem auszuschliessen. Hatte auch nicht geklappt. Habe mir jetzt als
Taktgeber einen alten Fischertechnik-Taster (Umschalter) mit einer
NAND/NAND-Kippstufe entprellt. Damit funktioniert es mit den einzelnen
D-FFs einwandfrei, wodurch der Verdacht doch wieder beim taktgebenden
Teil haengen bleibt.

Werde aber bei Gelegenheit trotzdem mal Deinen Vorschlag ausprobieren,
damit ich ihn vielleicht sogar begreifen kann.

Gruss,
Felix