erstellt  28.01.2013
Der Taktgenerator
Taktgenerator ,Oszillator , Impulsgeber, Kippstufe , Blinker oder Flip-Flop's haben eines gemeinsam ,
sie alle erzeugen einen Takt der meist im gleichen Rhythmus wiederkehrt.
Also quasi einen Blinker der nichts anderes darstellt als ein Signal ein zu schalten um es dann wieder aus zu schalten.
Ich benötigte zum Beispiel eine Signal welches folgende Voraussetzungen erfüllen sollte.
1. Variabler Frequenzbereich von 0,3 Hz bis 250 Hz
2. Ausgangssignal als TTL Pegel also ca 5 Volt
3. Möglichst Frequenz stabil und Betriebsspannung unabhängig
4. Tastverhältnis von nahezu 1 : 1 , möglichst mit einstellbarer Impulspause
Meine erste Wahl galt dem Timer IC NE555 damit lässt sich sehr einfach ein Taktgenerator herstellen Abb 1.
Der Vorteil dieser Schaltung , die Ausgangsfrequenz ist relativ Stabil und weitgehend unabhängig
von Betriebsspannungsänderungen oder Änderungen der Umgebungstemperatur.
Der Nachteil ist allerdings das es in der hier vorgestellten Schaltung  keine Einstellmöglichkeit für eine Änderung
der Frequenz vorhanden ist.
Dazu gibt es nun mehrere Möglichkeiten die im einzelnen nachfolgend dargestellt werden.

Vorteil:
  • Billig herzustellen
  • großer Betriebsspannungsbereich
  • Frequenz stabil
  • Großer Ausgangsstrom ca 200 mA
Nachteil:
  • Impuls und Pausenzeit sind  nicht gleich
  • Frequenz nicht einstellbar
Abb. 1
Zum einen gibt es wie im Abb. 2 die Möglichkeit über eine Spannungszuführung an Pin 5 die Frequenz zu verstellen,
dabei wird aber bei jeder Frequenzänderung auch das Impuls Pausen Verhältnis geändert, so ist beispielsweise das
Impuls Pausen Verhältnis  1:1 wenn die Spannung am Pin 5 ungefähr die halbe Betriebsspannung erhält ,
bei größer werdenden Spannung wird auch die Impulszeit größer und bei kleiner werdender Spannung wird die
Pausenzeit länger.
Außerdem kann nicht das ganze Frequenzband ausgeschöpft werden , weil der Bereich durch die Widerstände R4
und R5 eingegrenzt wird.
Widerstand R4 ist aber nötig  damit kein allzu zu großer Strom von Plus nach Pin 5 fließt wenn das Poti auf Anschlag  steht.
R5 kann evtl. weg gelassen werde.
Hab ich aber noch nicht getestet.
In der hier vorgestellten Konstellation erreichst man ein Frequenzband von ca. 17 bis 37 Hz einstellbar über das Poti.
Vorteil:
  • Billig herzustellen
  • großer Betriebsspannungsbereich
  • Frequenz stabil
  • Großer Ausgangsstrom ca 200mA
Nachteil:
  • Impuls - Pause nicht 1:1
  • Impuls Pause nicht einstellbar.
Bild 2


Nächste Möglichkeit (Abb. 3) durch das Poti P1 wird eine Frequenzänderung vorgenommen die sich im Bereich von
30 bis 56 Hz bewegt, allerdings ändert sich bei Frequenzänderung auch die Pausenzeit des Ausgangssignal .
Abb. 3


Abb. 3a
 Abb. 3a zeigt das Signal wenn Poti auf Anschlag also ca Null Ohm steht.
Abb. 3b
 und Abb. 3b zeigt das Signal bei Potieinstellung auf ca 10K Ohm
Mann erkennt
also deutlich das bei größer werdender Widerstand P1 die Pausenzeit auch größer wird.
Ein anderer Taktgenerator mit dem CMOS IC 4093
Diese Schaltung hat bei den angegebenen Bauteilen eine Frequenz von ca. 3 bis 4 Hz bei annähernd gleichen Impuls Pausen Verhältnis,
hier verändert sich dieses Verhältnis auch nicht bei ansteigender Betriebsspannung allerdings verändert sich die Frequenz bei
steigender Spannung.
Bei Änderung des Widerstand R2 auf beispielsweise 1 Kilo erhöht sich die Frequenz auf ca 3 KHz bei gleichbleibender Impuls Pausenzeit.
Bei einen Kondensator von 10 nF und einen Potentiometer von 220 k lässt sich eine Frequenz von ca 800 Hz bis 120 KHz erzielen.

Vorteil:
  • Billig herzustellen
  • großer Betriebsspannungsbereich
  • Impuls - Pausenverhältnis 1:1
Nachteil:
  • Nicht sehr Frequenz stabil
  • geringer Ausgangsstrom ca 10 mA
  • Frequenz ändert sich mit der Höhe der angelegten Betriebsspannung.
Mit folgende Bauteilewerte lassen sich nachfolgende Frquenzen erzeugen:
Kondensator
 Widerstand
 Frequenz minimal
 Frequenz max
0.01 uf
 220k
 819
 272000
0.1
 220K
 85
 35000
1
 220K
 8
 4300
10
 220K
 0,7
 343
22
 220k
 0,3
 165

Alles gemessen bei 5 Volt
Um den Ausgangsstrom zu erhöhen bieten sich folgende Variante an. so ist es auch möglich bis zu einigen Ampere zu schalten




aktualisiert 03.01.2023
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