Просмотр полной версии : Генератор 14МГц на К555ЛН1 (DD1) и возможный резистор стабилизации R2
AlexBaker
19.02.2020, 01:51
Версия ZX Spectrum Ленинград 1 имеет генератор DD1, построенный на инверторах DD1.1, DD1.2, DD1.3 (К555ЛН1, аналог SN74LS04).
В качестве обратной связи используется резистор R1 (430Ω)
Речь идёт о схеме (http://www.micklab.ru/file/leningrad/Leningrad_1988.pdf), любезно предоставленой Mick от www.micklab.ru
Синусоида такого варианта выглядит таком образом (снято на ножке 6, земля щупа осциллографа в виде пружинки. Питание мксх DD1: 5.02 Вольт. Нагрузка: вход 3 мксх DD2.1 (К555ТМ2)):
71567
Встречается предложение (https://www.cxemateka.ru/v1/Other.png) (в этом файле слева, сверху), установить резистор R2 на ножки 3 и 4 (тоже 430Ω).
Осциллограмма в таком случае будет выглядеть так (снято на ножке 6, земля щупа осциллографа - пружинка. Питание мксх DD1: 5.02 Вольт. Нагрузка: вход 3 мксх DD2.1 (К555ТМ2)):
71568
Вопрос: что даёт резистор R2 (на мой взгляд абсолютно ничего)?
Всё ли в порядке с этими осциллограммами? Не знаю как они должны выглядеть: достаточно ли крутые фронты и амплитуда? Может ещё что?
Чисто в качестве эксперимента:
* На выход 6 DD1.3 (К555ЛН1) припаял конденсатор 22pF. Вот что получилось с R1(430Ω), R2(430Ω) и этим конденсатором (22pF):
71569
* Осциллограмма с резистором R1, без R2 и с конденсатором 22pF:
71570
Схема:
71571
Всё ли в порядке с этими осциллограммами? Не знаю как они должны выглядеть: достаточно ли крутые фронты и амплитуда? Может ещё что?
Этот сигнал станет "красивым" после того как "пройдет" через триггер DD2.1
Вопрос: что даёт резистор R2 (на мой взгляд абсолютно ничего)? Резистор даёт стабильный запуск генератора, без него может не запуститься...
AlexBaker
19.02.2020, 02:56
Снял осциллограммы с ножки 6 элемента DD2.1 при:
1. Только одном R1 (430Ω) на DD1.1
2. R1 (430Ω) на DD1.1 и R2 (430Ω) на DD1.2
71573
Вроде как наличие резистора R2 не влияет на форму сигнала с ножки 6 элемента DD2.1.
* Питание DD2.1 проверил: 5 Вольт.
* Осциллограмму снимаю с пружинкой на земле щупа (с обычным крокодильчиком влазят приличные помехи)
* На DD2.1 (К555ТМ2) присутствует блокировочный конденсатор 0.22µF
Мне просто интересно как это всё работает - буду рад любым замечаниям :)
AlexBaker, в этом узле всё отлично работает.
Вроде как наличие резистора R2 не влияет на форму сигнала с ножки 6 элемента DD2.1.
D1.1, D1.2, Z1, R1 – задающий генератор, R2 – нужен для более стабильного запуска задающего генератора. Какая будет форма сигнала на выходе задающего генератора не имеет значения, ибо за ним установлен триггер (см. третий абзац). На выходе задающего генератора может быть хоть пила, триггер все выровняет.
D1.3 – что-то типа буфера. Если вдруг потребуется для какого-то внешнего устройства частота задающего генератора (14МГц), то ее лучше будет снимать не с выхода задающего генератора (вывод 4 D1.2), а с вывода 6 D1.3 чтобы исключить влияние провода/кабеля на работу задающего генератора.
На выходе D2.1, выводы 5,6, всегда будет меандр, т.е. сигнал прямоугольной формы со скважностью 2. После задающего генератора поставили триггер D2.1 для того чтобы гарантированно получить меандр независимо от того какой формы сигнал выдаст задающий генератор.
То, что на Ваших картинках на выходе D2.1 передний фронт сигнала завален _/, не четкой прямоугольной формы _| , это что-то с щупами или полосой пропускания осциллографа.
AlexBaker
19.02.2020, 04:21
r3d - да, передний фронт завален, согласен.
Осциллограф Hantek 200MHz (20MHz BW Limit отключал). Щуп перед измерением юстировал.
Может микросхема такая попалась? Интересно что будет если заменить К555ТМ2 на её аналог (SN74LS74N).
На фото: кварц 14МГц, вибратор на инверторах DD1.1, DD1.2, DD1.3 (К555ЛН1) и триггер DD2.1 (К555ТМ2)
71574
Щуп перед измерением юстировал.На какой частоте?
Может микросхема такая попалась?нет. Посмотрите на выводе 9, уж там точно будет хороший прямоугольник.
Интересно что будет если заменить К555ТМ2 на её аналог (SN74LS74N).ничего
AlexBaker
19.02.2020, 04:42
На какой частоте?
Стандартная калибровка щупа: на осциллографе есть выход 5V @ 1KHz. Подкрутил болтик щупа канала чтобы тестовый меандр (1KHz) был по возможности прямоугольным.
Фронты могут быть завалены, когда микросхема работает на частотах вблизи граничных, но 555 серия нормально работает на частотах до 20 МГц. Если только уж соврем попался брак брак. Еще фронты могут быть завалены когда щуп с длинным кабелем. Но что-то мне подсказывает, что это не те случаи. Попробуйте щуп переключить на 1:10 или 1:100, посмотрите сигнал на выводе 9 и щуп откалибруйте на сигнале на выводе 5 или 6.
Serg6845
19.02.2020, 09:16
Версия ZX Spectrum Ленинград 1 имеет генератор DD1, построенный на инверторах DD1.1, DD1.2, DD1.3 (К555ЛН1, аналог SN74LS04).
В качестве обратной связи используется резистор R1 (430Ω)
Встречается предложение (https://www.cxemateka.ru/v1/Other.png) (в этом файле слева, сверху), установить резистор R2 на ножки 3 и 4 (тоже 430Ω).
Осциллограмма в таком случае будет выглядеть так (снято на ножке 6, земля щупа осциллографа - пружинка. Питание мксх DD1: 5.02 Вольт. Нагрузка: вход 3 мксх DD2.1 (К555ТМ2)):
71568
Вопрос: что даёт резистор R2 (на мой взгляд абсолютно ничего)?
навскидку не скажу, разве что коэффициент усиления слегка добавит ти с кварцами похуже может устойчивее работать.
Всё ли в порядке с этими осциллограммами? Не знаю как они должны выглядеть: достаточно ли крутые фронты и амплитуда? Может ещё что?
с моей точки зрения - вполне нормально.
Схема:
71571
"классическая" схема с двумя резисторами содержит еще конденсатор 200-500пФ между 2 и 3 выводами.
- - - Добавлено - - -
То, что на Ваших картинках на выходе D2.1 передний фронт сигнала завален _/, не четкой прямоугольной формы _| , это что-то с щупами или полосой пропускания осциллографа.
не надо пугать человека, все там совершенно нормально. в такой схеме инвертор резистором загоняется в режим усилителя, и на входе у него тоже не идеальные фронты - откуда им на выходе взяться? да и так - 14нс - вполне в допуске для 555 серии. к тому же передний фронт в ТТЛ сериях ограничен по скорости резистором. так что мой совет - "не мешай машине ездить" :)
Никто никого не пугает. Просто, судя по вопросам и приложенным осциллограммам я подумал, что ТС стал счастливым обладателем осциллографа и/или желает собрать Ленинград с глубоким пониманием физических процессов :) Действительно то, что представлено на осциллограммах TC вполне себе имеет нормальный вид, а вот для "теории" это скорее называется нормально для ненормальных и напоминает осциллограммы снятые демонстрационным осциллографом с полосой пропускания 0-1 МГц.
https://pic.maxiol.com/thumbs2/1582115634.3109100481.osc2a.jpg (https://pic.maxiol.com/?v=1582115634.3109100481.osc2a.jpg&dp=2)
Сигнал на выходе триггрера D2.1. На выбросы помеченные стрелочками внимание можно не обращать - это звон кабеля щупа.
Serg6845
19.02.2020, 16:55
Никто никого не пугает. Просто, судя по вопросам и приложенным осциллограммам я подумал, что ТС стал счастливым обладателем осциллографа и/или желает собрать Ленинград с глубоким пониманием физических процессов :) Действительно то, что представлено на осциллограммах TC вполне себе имеет нормальный вид, а вот для "теории" это скорее называется нормально для ненормальных и напоминает осциллограммы снятые демонстрационным осциллографом с полосой пропускания 0-1 МГц.
https://pic.maxiol.com/thumbs2/1582115634.3109100481.osc2a.jpg (https://pic.maxiol.com/?v=1582115634.3109100481.osc2a.jpg&dp=2)
Сигнал на выходе триггрера D2.1. На выбросы помеченные стрелочками внимание можно не обращать - это звон кабеля щупа.
для чистоты эксперимента - надо бы осциллограмму на 2 ножке D1.1...
для чистоты эксперимента - надо бы осциллограмму на 2 ножке D1.1...
https://zx-pk.ru/threads/31390-generator-14mgts-na-k555ln1-(dd1)-i-vozmozhnyj-rezistor-stabilizatsii-r2.html?p=1046856&viewfull=1#post1046856
И уж если и смотреть задающий генератор, то на выводе 6 D1.
Serg6845
19.02.2020, 18:20
https://zx-pk.ru/threads/31390-generator-14mgts-na-k555ln1-(dd1)-i-vozmozhnyj-rezistor-stabilizatsii-r2.html?p=1046856&viewfull=1#post1046856
имелось в виду - тем же осциллографом и с теми же установками что и здесь
https://pic.maxiol.com/?v=1582115634.3109100481.osc2a.jpg&dp=2
ну или попросить ТС выложить картинку с выхода D2.1.
ну или попросить ТС выложить картинку с выхода D2.1.
https://zx-pk.ru/threads/31390-generator-14mgts-na-k555ln1-(dd1)-i-vozmozhnyj-rezistor-stabilizatsii-r2.html?p=1046854&viewfull=1#post1046854
Serg6845
19.02.2020, 18:52
https://zx-pk.ru/threads/31390-generator-14mgts-na-k555ln1-(dd1)-i-vozmozhnyj-rezistor-stabilizatsii-r2.html?p=1046854&viewfull=1#post1046854
упс... "а слона-то я и не приметил"...
таки да, явное безобразие какое-то. либо действительно щуп на 1:1 стоит, либо ТМ2 (полу)дохлый. а он "с дымком", да еще 90-х годов...
AlexBaker
20.02.2020, 03:32
ТС стал счастливым обладателем осциллографа и/или желает собрать Ленинград с глубоким пониманием физических процессов
Верно, так и есть :)
В книге "Sinclair Spectrum ZX. Спектрум своими руками" на стр. 4 написано "Итак, дорогой ЧИТАТЕЛЬ, Вы - счастливый обладатель самого популярного, самого недорогого и самого доступного для изготовления собственными руками домашнего персонального компьютера..." - аж чуть не прослезился - наконец-то собираю сам, 25 лет спустя.
Проверил кабель осциллографа - порядок. Калибровка щупа на 1KHz@5V - фронты чёткие. Пробовал со вторым каналом - картина такая-же (передний фронт импульса DD2.1 на ножке 5 или 6 завален). Собрал на breadboard вибратор (5MHz) и поставил в качестве триггера аналог К555ТМ2 - мксх SN74LS74AN (другого кварца на 14MHz под рукой нет). Меандр и в этом случае не получил - передний фронт завален.
Похоже что-то с осциллографом. Попробую сделать измерение на другом аппарате. Спасибо за замечания и советы.
наконец-то собираю сам, 25 лет спустя
Может быть, собрать Пентагон-128 со встроенным BDI и AY?
Или какой-нибудь Арлекин с EDGE коннектором, к которому можно будет подключить, например DivMMC?
С цифровыми осциллографами я не в ладах так, что мало чем помогу. Но тут имеются специалисты!
И кстати у Вас какой модели Hantek? Щупы, с какой полосой пропускания?
null_device
20.02.2020, 18:40
Мне просто интересно как это всё работает
Есть мнение, что для этого надо "отреверсить" всю схему внутри корпуса логики. Это, если серия и типовые рещения ничего не говорят.
AlexBaker
21.02.2020, 03:30
Осциллограф Hantek, которым были сделаны скриншоты в начале поста: Hantek DSO4202C (200MHz). Достаточно хороший осциллограф начального уровня. Иногда самопроизвольно перезапускается (такая уж ценовая категория) - но в общем прекрасный аппарат, рекомендую. Вместе с ним идут два щупа "PP-200", 200MHz, 1МΩ, 20pF. В этой конфигурации (200МГц осциллограф плюс 200 МГц щупы) получаем полосу пропускания системы (System Bandwidth), равную 141.42MHz. Рассчёт взят отсюда (https://community.keysight.com/community/keysight-blogs/oscilloscopes/blog/2016/09/01/what-is-oscilloscope-system-bandwidth-and-how-do-i-find-the-bandwidth-of-the-scope-probe) по этой формуле:
71593
Далее, в этой статье (стр.3, абзац 3) (http://www.unitest.com/pdf/appnotes/5992-2115RURU.pdf) указано следующее:
...полоса пропускания системы должна как минимум в пять раз превышать наибольшую тактовую частоту исследуемого устройства.
Скажем, что этого 200МГц Hantek с щупами вполне хватает для просмотра 14МГц меандра (поправьте если не так).
В начате опытов с электроникой я по глупости/незнанию при ремонте дешёвого 12В импульсного блока питания закоротил 220В с CH1 на землю (петля земли), так что вылетели пробки. Поэтому здесь весь этот сыр/бор "гляньте как выглядит осциллограмма" - может мой Hatek врёт. Хотя не будем забывать - эти форумы читают начинающие, которым наши заметки могут быть интересны.
Чтобы проверить, пережил ли мой 200MHz Hantek 220Вольт, Добрые Люди помогли с другим осциллографом Keysight MSO-X 3054T (500MHz) и щупом N2843A (500MHz, 10MΩ, 11pF, 10:1). Осциллограф был откалиброван 01.2020. Перед измерениями прогрет и щуп юстирован (1KHz@5V):
DD1.3, Pin6
DD2.1, Pin5
DD2.1, Pin6
DD2.1, Pin9
71594
71595
71596
71597
Обратите внимание на Rise Times: они меньше 30ns.
К сожалению на серию микросхем 555 я не нашёл вразумительной информации (Например, этот даташит К555ТМ2 (https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/k555tm2.pdf) имеет распиновку, пару напряжений, но временных параметров не хватает) - если у кого есть, поделитесь ссылкой.
Поэтому будем смотреть на его заграничный аналог Texas SN74LS74AN (даташит) (http://www.ti.com/lit/ds/sdls119/sdls119.pdf) (просто эта микросхема у меня есть для сравнения). Нас интересует стр.5 (она описывает SN74LS74A - в отличие от других страниц, которые описывают другие варианты: стр4 говорит о SN7474, стр.6 говорит о SN74S74).
Внизу стр.5, отдел "switching characteristics", Vcc=5V... указано: "tpLH" from "CLK" to "Q or /Q": typically 13ns. При этом, "High" это не напряжение питания 5 Вольт, а минимально VOH=2.7 Вольт (указано на этой-же стр, в таблице "electrical characteristics...")
Осциллограмма же микросхемы К555ТМ2В DD2.1 Pin6 (ведёт 7МГц на DD3) выдаёт 21ns на напряжение 2.5 Вольт, что конечно больше чем 13ns у аналога:
71596
Мне подсказали, что согласно даташиту, SN74LS74A на pin6 должна выдавать фронт 13ns напряжением 2.7Вольт. Крутизна фронта выше 2.7 Вольт может быть у разных партий разной, но это уже не критично.
* В этой ветке идёт речь идёт о этой схеме Ленинград-1 (http://www.micklab.ru/file/leningrad/Leningrad_1988.pdf), автор Mick, www.micklab.ru
- - - Добавлено - - -
Может быть, собрать Пентагон-128 со встроенным BDI и AY?
Или какой-нибудь Арлекин с EDGE коннектором, к которому можно будет подключить, например DivMMC?
Вот AY (как я понимаю, звуковой чип от Yamaha) было бы очень интересно сделать. Музыка спектрума особенная, на любителя. Она скорее родна тем, кто играл во все эти 8-ми битные игры в первый раз и кому она запала в душу. Некоторые композиции на мой слух просто великолепные.
О других улучшениях пока не знаю.
Serg6845
21.02.2020, 09:17
Осциллограф Hantek, которым были сделаны скриншоты в начале поста: Hantek DSO4202C (200MHz). Достаточно хороший осциллограф начального уровня. Иногда самопроизвольно перезапускается (такая уж ценовая категория) - но в общем прекрасный аппарат, рекомендую. Вместе с ним идут два щупа "PP-200", 200MHz, 1МΩ, 20pF.
вот тут нестыковочка - либо 20pF, либо 1МΩ.
https://www.hantek.ru/products/probes-manual.pdf
и до сих пор неясно - в каком же положении щупы - 1;1 или 1:10?
Чтобы проверить, пережил ли мой 200MHz Hantek 220Вольт, Добрые Люди помогли с другим осциллографом Keysight MSO-X 3054T (500MHz) и щупом N2843A (500MHz, 10MΩ, 11pF, 10:1). Осциллограф был откалиброван 01.2020. Перед измерениями прогрет и щуп юстирован (1KHz@5V):
DD1.3, Pin6
DD2.1, Pin5
DD2.1, Pin6
DD2.1, Pin9
71594
71595
71596
71597
Обратите внимание на Rise Times: они меньше 30ns.
похоже на правду.
К сожалению на серию микросхем 555 я не нашёл вразумительной информации (Например, этот даташит К555ТМ2 (https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/k555tm2.pdf) имеет распиновку, пару напряжений, но временных параметров не хватает) - если у кого есть, поделитесь ссылкой.
это сложно. 555 серию делали несколько заводов, параметры могут отличаться. хотя вряд ли критично.
Осциллограмма же микросхемы К555ТМ2В DD2.1 Pin6 (ведёт 7МГц на DD3) выдаёт 21ns на напряжение 2.5 Вольт, что конечно больше чем 13ns у аналога:
71596
Мне подсказали, что согласно даташиту, SN74LS74A на pin6 должна выдавать фронт 13ns напряжением 2.7Вольт. Крутизна фронта выше 2.7 Вольт может быть у разных партий разной, но это уже не критично.
но верхушки у 555 серии завалены всегда. просто схемотехника у них такая. хочется красивых фронтов (как на картинке что постил r3d) - надо ставить 74HC74. в качестве полезного побочного эффекта - не нужно будет подтягивать 6 ногу процессора резистором к +5В.
Вот AY (как я понимаю, звуковой чип от Yamaha) было бы очень интересно сделать.
Ямаховский - YM2149, и вроде только 40 ног. AY-3-8910/8912 - GI.
Музыка спектрума особенная, на любителя. Она скорее родна тем, кто играл во все эти 8-ми битные игры в первый раз и кому она запала в душу. Некоторые композиции на мой слух просто великолепные.
О других улучшениях пока не знаю.
для этого первый ленинград с его макетным полем - как раз то что надо. туда кроме AY можно упихать например расширение ОЗУ до 256к (с заменой РУ5 на 41256). у меня еще поместился UART, нитерфейс для speccyboot и половина контроллера дисковода, но у меня все в ПЛИС засунуто.
AlexBaker
22.02.2020, 02:03
вот тут нестыковочка - либо 20pF, либо 1МΩ.
Не ту инфу взял: параметры щупа как в указанном поссылке руководстве (я с своём сообщении не тот параметр указал)
и до сих пор неясно - в каком же положении щупы - 1;1 или 1:10?
Положение щупа ставлю обычно в 1:10. Иногда он на ручке сам переключается - но это сразу становится заметно (куда это сигнал делся и что это там такое). Так как этот осциллограф (Hantek) не распознаёт автоматически настройку на щупе - если на осциллографе выставлено в параметрах 1:10, а щуп на 1:1, то это сразу видно.
Честно говоря не знаю толком зачем нужно положение 1:1. В других щупах 1:10 стоит и без вариантов.
хочется красивых фронтов (как на картинке что постил r3d) - надо ставить 74HC74.
Да, фронты на его скрине действительно красивые. Кажется это чип другой серии, не SN74LS74 - 74HC74, или какой другой.
Serg6845
23.02.2020, 10:13
Честно говоря не знаю толком зачем нужно положение 1:1. В других щупах 1:10 стоит и без вариантов.
это когда чувствительности перестает хватать и частотные характеристики не очень критичны. милливольты мерять.
AlexBaker
30.03.2020, 13:40
Резистор даёт стабильный запуск генератора, без него может не запуститься...
Хотел написать в личку, но там всё заполнено. Вот что говорит система на новое сообщение:
krotan превысил(а) максимальный объём сохранённых личных сообщений и не может получать новые сообщения, пока не удалит часть старых.
Хотел написать в личку, но там всё заполнено. Ой, извини, сейчас освобожу...
Powered by vBulletin® Version 4.2.5 Copyright © 2025 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot