Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ringoszilator verzögerungszeit bestimmen


von Alexander (Gast)


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Moin ich hätte eine frage zu meinem Ringoszilator ich benutze einen 
cd4069ube
als Inverter da es ein hex Inverter ist habe ich 5 der inverter an 
einander geschaltet und den letzten für das auskuppeln des signals.
jetzt stellt ich mir nurnoch die frage wie ich die gesamt 
verzögerrungszeit messen kann anbei ist ein oszi bild von der kurve ich 
bedanke mich schonmal im für eventuelle antworten
mit freundlichen Grüßen
Alex HUHU

von H. H. (Gast)


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Wie wärs mit einem Schaltplan? Und wo hast du was gemessen?

von Michael M. (michaelm)


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.. 'n paar Punkte und Kommata im Text wären auch nicht schlecht. ;-)
So viel Zeit sollte sein..

Beitrag #7235241 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Alexander (Gast)


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hier ist der schaltplan mit den abgriffs punkten

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Am besten über eine FFT, da die Güte offensichtlich mies ist.

von Helge (Gast)


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Die Verzögerungszeit pro Inverter im digitalen Betrieb kannst ungefähr 
ausm Datenblatt ablesen für deine Betriebsspannung. Im linearen Bereich 
ist der aber etwas schneller. Aber ein Oszillator verzögert nix.. was 
willst wirklich wissen?

von Alexander (Gast)


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hab da leider keine zeit für da ich im Labor sitze und das bis 20 Uhr 
fertig sein muss also sorry dafür:)

von H. H. (Gast)


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Alexander schrieb:
> hier ist der schaltplan mit den abgriffs punkten

Da schwingt aber nichts.

von Alexander (Gast)


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Charakterisierung von Bool‘schen Gattern
1. Umschaltzeit mit “Ringoszillator”
a) Ermitteln Sie die Verzögerungszeit eines Inverters: Bauen Sie hierzu 
einen
"Ringoszillator" auf, indem Sie eine möglichst große ungerade Anzahl von 
Invertern
aneinanderreihen und den Ausgang des letzten Inverters wieder mit dem 
Eingang des
ersten Inverters verbinden. Schließen Sie einen zusätzlichen Inverter an 
eine beliebige
Stelle an, um ein Messsignal auszukoppeln.
b) Überlegen Sie, welcher mathematische Zusammenhang zwischen der 
Verzögerungszeit
eines Gatters und der Frequenz des Ringoszillators besteht.
c) Stellen Sie mindestens 3 unterschiedliche Versorgungsspannungen ein 
und stellen Sie
die Abhängigkeit der Verzögerungszeit von der Versorgungsspannung 
grafisch dar.
d) Vergleichen Sie die nach dem Datenblatt zu erwartende und die 
tatsächliche
Verzögerungszeit eines Inverters! Was könnte die beobachteten 
Abweichungen
erklären?
hier ist die genaue Aufgabenstellung

von Christoph M. (maije)


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Mit 4 Inverter kann nichts schwingen. Damit kannst du ein Bit speichern. 
Steht aber sogar in der Aufgabenstellung, das du eine ungerade Anzahl an 
Inverterm brauchst...

von Bernd (Gast)


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Hallo,

du hast ein Gatter zu wenig gezeichnet. Ich würde denken, die 
Periodendauer beträgt die 10-fache Gatterverzögerungszeit, einmal um die 
L/H-Flanke durch die Gatter zu reichen und einmal um die H/L-Flanke 
durch die Gatter zu reichen. Mit einem Rechteckgenerator und einem 
2-Kanal-Oszi kannst du dann noch prüfen, ob das in etwa hinkommt. Mit 
ein paar mehr Gattern wäre wahrscheinlich das Signal schöner.

Bernd

von Alexander (Gast)


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Helge schrieb:
 >was willst wirklich wissen?
ich habe mal die genaue aufgaben stellung

von H. H. (Gast)


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Bernd schrieb:
> 2-Kanal-Oszi kannst du dann noch prüfen, ob das in etwa hinkommt.

Versucht er ja, erfolglos. Hat wohl keine Masse angeschlossen.


> Mit ein paar mehr Gattern wäre wahrscheinlich das Signal schöner.

Kaum.

von Alexander (Gast)


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ja hab da einen vergessen ein zu zeichnen hier ist das richtige

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Alexander schrieb:
> Hier ist der Schaltplan mit den Abgriffspunkten.

Wenn im Datenblatt eine Verzögerungszeit von 30ns pro Gatter drin steht, 
dann ist die Gesamtverzögerungszeit bei 5 Gattern = 150ns.

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Verzögerungszeit von 30ns pro Gatter

Je nach Versorgungsspannung.

von Christoph M. (maije)


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Na dann:
1) Checken ob Versorgungsspannung richtig ist und eingeschalten ist
2) Oszi Masse kontrollieren
3) Trigger richtig einstellen das ein stabiles Bild am Oszi ist
4) Laufzeit ablesen

Wenn es ein Uni Labor ist, habt ihr keine Tutoren dort die ihr fragen 
könnt?

: Bearbeitet durch User
von Alexander (Gast)


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Christoph M. schrieb:
> Na dann:
> 1) Checken ob Versorgungsspannung richtig ist und eingeschalten ist
> 2) Oszi Masse kontrollieren
> 3) Trigger richtig einstellen das ein stabiles Bild am Oszi ist
> 4) Laufzeit ablesen
>
> Wenn es ein Uni Labor ist, habt ihr keine Tutoren dort die ihr fragen
> könnt?
also die Tutoren waren gestern hier da heute leider nicht

von H. H. (Gast)


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Christoph M. schrieb:
> 3) Trigger richtig einstellen das ein stabiles Bild am Oszi ist

Ist doch ein DSO, also einfach Single Shot.

von Christoph M. (maije)


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Geht natürlich auch :)

von Helge (Gast)


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Es wird auch noch interessanter. ein Ringoszillator mit 3 Gattern hat 
eine Frequenz. Bei 5 Gattern kommt aber noch eine mögliche Frequenz dazu 
:-)

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Helge schrieb:
> Ein Ringoszillator mit 3 Gattern hat eine Frequenz. Bei 5 Gattern kommt
> aber noch eine mögliche Frequenz dazu.

Es ist egal, ob ich am dritten Gatter oder am fünften Gatter das Signal 
abgreife, die Frequenz bleibt immer die Gleiche!

Es sei denn, ich veränder die Versorgungsspannung.

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Helge schrieb:
>> Ein Ringoszillator mit 3 Gattern hat eine Frequenz. Bei 5 Gattern kommt
>> aber noch eine mögliche Frequenz dazu.
>
> Es ist egal, ob ich am dritten Gatter oder am fünften Gatter das Signal
> abgreife, die Frequenz bleibt immer die Gleiche!
>
> Es sei denn, ich veränder die Versorgungsspannung.

Oder die Temperatur...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Helge hat schon recht, aber das würde hier viel zu weit führen.

Solche Oszillatoren werden zur Charakterisierung von onchip FETs auf 
Dies benutzt. Ansonsten hat die Schaltung keine praktische Anwendung.

Etwas umgemoddelt auch gerne als Analogverstärker.

von Helge (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> als Analogverstärker

Wird das nich ne ordentliche Rauschquelle? Zeig mal.

von H. H. (Gast)


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Helge schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> als Analogverstärker
>
> Wird das nich ne ordentliche Rauschquelle?

Nix für Goldohren.


> Zeig mal.

Der Inverter wird wie ein invertierender Opamp verwendet.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Es gelten halt die Rauscheigenschaften von MOSFETs. So ab 10kHz und 
hochohmiger Signalquelle sind sie gut. Für Audio eher weniger.

von das übliche (Gast)


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Alexander schrieb:
> ja hab da einen vergessen ein zu zeichnen hier ist das richtige

Wenn man anständiger Weise einen Abblock-Kondensator geeignet
dazuschaltet sind die Erfolgsaussichten grösser und das
Oszillations-Ergebnis stabiler.

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


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H. H. schrieb:
> Da schwingt aber nichts.
Das ist offenbar der Ripple der Versorgungsspannung.

Abdul K. schrieb:
> Solche Oszillatoren werden zur Charakterisierung von onchip FETs auf
> Dies benutzt. Ansonsten hat die Schaltung keine praktische Anwendung.
Kann man auch in FPGAs verwenden, wenn man einen zufälligen Oszillator 
braucht:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/29-Ringoszillator

Michael M. schrieb:
> dann ist die Gesamtverzögerungszeit bei 5 Gattern = 150ns.
Und damit die Frequenz weit über den gemessenen 270kHz.

Es gibt aber einen Thread, wo das schon mal untersucht wurde:

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

von Bernd (Gast)


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Im C520, einem AD-Wandler, war ein Ringoszillator aus 9 Transistoren.

Bernd

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