Wie kann man einen "Nicht-Gate-Oszillator" verzögern, damit er mit einer gewünschten Frequenz läuft?

Ich möchte eine LED (0,75 Sekunden an und 0,75 Sekunden aus) wiederholt blinken lassen. Ich dachte daran, eine Idee aus einem Buch mit dem Titel "But How Do It Know" von J. Clark Scott zu verwenden. Ein Teil des Buches versucht zu erklären, wie man einen Oszillator für die Verwendung in einem Computer herstellt (das Buch versucht dem Leser beizubringen, wie man einen funktionierenden Computer baut), geht aber nicht wirklich auf die Details ein, wie man die Frequenz ändert usw. Ein Schema zur Darstellung eines Rechteckwellengenerators ist im Buch enthalten. Hier ist es (Diagramm 1):

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Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Der Autor sagt, dass die Ausgabe zu "schnell" sein wird, um für irgendetwas verwendet zu werden. Er sagt dann, dass Sie den Draht verlängern müssen, um ihn zu verlangsamen (Diagramm 2):

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Simulieren Sie diese Schaltung

Dies ist offensichtlich zu vereinfacht und unpraktisch, da Sie den Draht nicht über eine lange Länge verlängern können, ohne dass der Platz knapp wird. Wie können Sie den Ausgang der Schaltung in Diagramm 1 "verlangsamen", um eine gewünschte Frequenz zu erzeugen (0,75 Sekunden HIGH und 0,75 Sekunden LOW). Hier ist ein Taktdiagramm der gewünschten Ausgabe (in Hertz, denke ich, wäre dies 0,75 Hz, korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege):

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Simulieren Sie diese Schaltung

Meine Frage ist: Wie verlangsame ich die Ausgabe des "Not-Gate-Oszillators" (Diagramm 1) auf die gewünschte Ausgabe von (0,75 Sekunden "Ein" und 0,75 Sekunden "Aus") und beträgt diese Frequenz 0,75 Hz?

Es hört sich so an, als wäre das Buch, das Sie zitieren, Scheiße.
Nun, es bringt dem Leser zwar bei, wie man aus Logikgattern einen voll funktionsfähigen Computer baut, geht aber nicht wirklich auf die elektronische Seite der Dinge ein. Der Rest des Buches ist detailliert und beschreibend. Ich glaube nicht, dass das Buch geschrieben wurde, um spezifische Informationen über Computerelektronik zu geben, sondern um zu beweisen, dass das Bauen eines Computers nicht so schwierig ist, wie die Leute denken. Der Autor beweist dies, indem er dem Leser zeigt, wie man einen Computer baut, und die verschiedenen Teile des Computers erklärt. Wenn Sie mehr über den Inhalt des Buches erfahren möchten, klicken Sie hier: youtube.com/watch?v=cNN_tTXABUA

Antworten (3)

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Dies funktioniert tendenziell besser mit einem NICHT-Gatter mit Schmitt-Trigger (eines mit einer gewissen Hysterese oder einem Unterschied zwischen "Spannung ändert den Zustand beim Herunterfahren" und "Spannung ändert den Zustand beim Steigen"). Die Logikauswahl von Circuit-Lab funktioniert nicht scheinen irgendwelche Schmitt-Trigger-Teile zu haben. Übrigens macht ein Schmitt-Trigger-NAND mit zusammengebundenen Eingängen auch einen Schmitt-Trigger-NOT.

Es ist auf jeden Fall eine grobe Lösung, und die R-, C-Werte geben höchstwahrscheinlich nicht die gewünschte präzise Schwingung. Ein 555-Timer oder 555-Timer in ein Flip-Flop ist ein etwas weniger grober Ansatz.

Die Frequenz ist eins über der Zeit für einen vollen Zyklus. Ein vollständiger Zyklus dauert 1,5 Sekunden, also beträgt die Frequenz 0,666666666666666666666 ... Hz (0,66666667 in den meisten Rechnern aufgrund von Rundungen.)

Nur eine Frage: Ist der Pfeil auf der Unterseite der Schaltung Masse oder der Ausgang?
Ok, also ist der Ausgang der Schaltung in der oberen rechten Ecke?
Dies funktioniert nicht mit einem Standard-NOT-Gatter. Sie benötigen einen Schmitt-Trigger-Eingang.
@jp314 bitte ersten Satz lesen. Nicht in der Circuit-Lab-Embedded-Teileliste gesehen. Zack - bearbeitet.
Ignorieren Sie meinen letzten Kommentar zum Bau eines Schmitt-Triggers mit Transistoren. (jetzt gelöscht) Kann ich das 74HC14-hex-invertierende Schmitt-Trigger-IC verwenden? Ich habe hier eine gute Ressource dazu gefunden: rebeccabaxter.ca/workshops/…
Das sollte genügen, wenn Sie sich diesem speziellen Weg verschrieben haben. Ich habe während der Bearbeitung einen plausibleren Widerstand eingestochen, aber das Wesentliche wäre, R, C oder beides zu erhöhen, um längere Zeiten zu erhalten, zu reduzieren, um kürzere Zeiten zu erhalten, zu sehen, was funktioniert. Oder versuchen Sie es mit einem der anderen Ansätze. Wenn Sie Dinge aus Transistoren bauen wollen, ist das in Ordnung, aber zuerst recherchieren, dann eine Frage dazu stellen, die Frage nicht mittendrin ändern ...
@ zack1544 - Sie können nicht nur einen 74HC14 verwenden, Sie MÜSSEN eine CMOS-Familie wie 74HC/HCT oder CD4000 verwenden. Der Versuch, etwas wie 74LS zu verwenden, funktioniert nicht mit einem 750k-Widerstand. Außerdem vermute ich, dass Sie eine schnellere Schwingung erhalten als erwartet, also seien Sie darauf vorbereitet, die Kapazität zu erhöhen.
Als ich dieses Experiment tatsächlich (ohne Widerstand oder Kondensator) im Jahr 1991 im Elektronikunterricht durchführte, oszillierte der 74LS mit der "speziellen" Frequenz von 4,77 MHz. Unter der Annahme, dass die heutigen Teile zumindest nicht viel langsamer sind, ist dies um Größenordnungen zu schnell, um ein RC-Netzwerk zu verwenden. Die Werte müssten so hoch sein, dass Stabilität unwahrscheinlich wäre. Ein 555-Timer ist eine viel bessere Wahl für die gewünschten Zeitskalen.
Der erste Satz besagt: "Funktioniert tendenziell besser mit einem Schmitt-Trigger" - diese NOT-Gate-Schaltung mit einem Wechselrichter benötigt tatsächlich einen Schmitt-Trigger, um zu funktionieren.

Verwenden Sie ein RC im Feedback. Wenn Sie nicht so etwas wie einen 74HC14 verwenden, sind die Schwellenwerte nicht so deterministisch, ABER es erleichtert die Erzeugung einer Periode, die langsamer ist als die Ausbreitungsverzögerung des Geräts

Sie können der Schaltung wie unten gezeigt einige Komponenten hinzufügen, um Ihren LED-Blinkoszillator herzustellen. Stellen Sie sicher, dass Sie einen Chip wie einen 74HCT04 verwenden.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Verwenden Sie R1 = R2 = 150 K Ohm

Verwenden Sie C = 5uF

Wenn die Frequenz nicht genau dort herauskommt, wo Sie sie haben möchten, können Sie mit dem Ändern des Kondensatorwerts oder des R1- und R2-Werts experimentieren. Stellen Sie erneut sicher, dass Sie für die drei Inverter ein NOT-Gate-Teil vom CMOS-Typ verwenden. Das oben vorgeschlagene Teil besteht eigentlich aus sechs Wechselrichtern in einem Paket.

Funktioniert der 74HCT04 mit 5V? Ich dachte daran, den 74HC14 zu verwenden, aber er läuft mit 9 V und ich möchte 5 V.
@ zack1544 Dieses Datenblatt sagt 2,0-6,0 V für seine 74HC14-Dioden.com/_files/datasheets/74HC14.pdf - vielleicht müssen Sie sich umsehen ...
@ zack1544 - Sie sollten wirklich die Datenblätter der Teile überprüfen, um festzustellen, in welchem ​​Spannungsbereich ein bestimmtes Teil betrieben wird. Das heißt, ein gewöhnlicher 74HC14 funktioniert bei 5 V einwandfrei. Da der 74HC14 verschiedene Arten von Eingangsspannungsschwellen hat, an denen er den Ausgang auf hoch oder niedrig schaltet, kann die Schwingungsfrequenz anders sein, als Sie es für einen 74HCT04 erwarten würden. Ja, ein 74HCT04 funktioniert bei 5 V.
Wie kann man einen "Nicht-Gate-Oszillator" verzögern, damit er mit einer gewünschten Frequenz läuft?
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