Benutzer:MichaelFrey/ Monoflop/ Beispiel

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Hinweiss: Dieses Teilkapitel erfordt Grundkenntnisse in der Analog Elektronik und insbesondere im Umgang mit Ladekurven von Kondensatoren im Gleichstromkreis. Sind diese Kenntnisse nicht vorhanden (sprich die folgende Herleitung des Impulsdiagrammes) sollte gleich auf das nächste Kapitel gesprungen werden.

Der Hintergrund ist, dass das verwendte RC-Glied einen Asoziativen Anknüpfungspunkt zwischen vorhanden und neuem Wissen sein soll. Wenn aber das RC-Glied bisher noch nicht Thema war, dann ist diese Bespielschaltung mehr verwirrent als Hilfreich.

Beispielschaltung[Bearbeiten]

Monoflop (Self Reseting RS-Fliplflop).svg

Betrachten wir uns diese Schaltung:

Die Kombination aus Widerstand und Kondensator ist Typisch für Zeitabhängikeiten, Zeichnen wir also ein Impulsdiagram:


Als erstes Überlegen wir uns, welche Signale für uns interresant sein könnten.
  • Set Eingang des Flipflops
  • Ausgang des Flipflops
  • Signal nach dem Filtern
  • Reset Eingang
Impulse Monoflop one Impulse Analog 001.svg
Der Set Eingang ist unabhängig, wir können ihn also frei definieren:
Impulse Monoflop one Impulse Analog 002.svg
Wenn wir S auf 1 Setzen, geht das Flipflop logischerweise auf 1:
Impulse Monoflop one Impulse Analog 003.svg
Der Ausgang des Flipflops und das RC Netzwerk bilden nun das Klasische Aufladen eines Kondensators an gleichstrom:
Impulse Monoflop one Impulse Analog 004.svg
A, also das Signal nach dem Ausgang, ist Analog und geht auf einen Smithtrigger. Damit wir jetzt wissen, was der Smithtrigger macht, zeichnen wir die Hysteresche ein:
Impulse Monoflop one Impulse Analog 005.svg
Sobald UHigh überschritten ist, geht der Ausgangs des Smittriggers (und damit auch R) auf 1:
Impulse Monoflop one Impulse Analog 006.svg
Dadurch wird das Flipflop zurück gesetzt, das heisst der Ausgang geht auf 0:
Impulse Monoflop one Impulse Analog 008.svg
Betrachten wir wieder das Netzwerk aus Flipflop Ausgang, Widerstand und Kondensator:

Auch das ist eine klassische Situation, diesmal entladen im Gleichstrom:

Impulse Monoflop one Impulse Analog 009.svg
Sobald die Spannung unter ULow gesunken ist, geht R auf 0, womit wir uns wieder in der Ausgangslage befinden.
Impulse Monoflop one Impulse Analog.svg

Fassen wir den Vorgang zusammen:

Impulse Monoflop one Impulse Analog.svg
1. ist die Angenohme Startsituation
2. S wird auf 1 gesetzt, wodurch der Ausgang Q ebenfalls auf 1 geht. Da Q nun auf 1 ist, beginnt der Kondensator zu laden.
3. Der Kondensator ist nun soweit geladen, das die Schwellspannung des Schmitttriggers überschritten wird. Der Smithtrigger geht deshalb auf 1, wodurch das Flipflop zurück gesetzt wird.
4. Der Kondensator ist nun soweit entladen, as die Schwellspannung des Schmitttriggers unterschritten wird.


Nachteile der Beispielschaltung[Bearbeiten]

Die Beispiel Schaltung hier würde zwar im Prinzip her funktionieren, jedoch hat sie auch einige Eigenschaften die den Einsatz einschränken:

  • Der Eingangsimpuls darf höchsten solange wie die Impulsdauer der Schaltung sein, sonst wird der Ausgangsimpuls genau solange wie der Ausgangsimpuls
  • Die Anzahl der Komponenten ist verglichen mit einem spezial IC hoch
  • die Schaltung braucht eine Erholzeit um den Kondensator zu entladen. Wird die Erholzeit nicht eingehalten, wird der Impuls kürzer
  • ...