Probleme mit Digitaluhr

[Björn]

Hi,
freut mich, dass es hier endlich ein "richtiges" Forum gibt, super

Nun erstmal zu meinem Problem:
Ich habe folgende Uhr nachgebaut:

h t t p://w w w.pitts-electronics-home.de/electron/schaltpl/uhren/cmosuhr1.gif

Als Taktgeber hab ich anstelle des NE555 den 1Hz Quarz-Taktgeber verwendet.

Aufgebaut hab ich alles auf einer Lochraster Platine (Siehe Bild; auf Bild 2 Sind noch nicht alle Anzeigen angeschlossen).
Allerdings funktioniert die Uhr nicht, die anzeigen lassen sich teilweise durch Annäherung beeinflussen und zeigen, sofern sie überhaupt was anzeigen, nur Müll oder sinnlose Zahlen.

Woran könnte das liegen? Ist der Aufbau ungeeignet? (vermutlich, oder!?)

MFG
Björn

[el-haber]

Hi,
gibt es in Deiner Schaltung (besser gesagt Aufbau) eine Stelle, wo der Quarztakt von einigen MHz mit einem Draht quer über die ganzen Logik-Gatter geführt wird?


Bitte reinige die ganzen Kontakte zwischen den Pins der Gatter. Belege bitte auch die ungenutzten Gattereingänge mit Masse, damit hier nichts schwingt.

Ich vermute eine HF-Einstreuung über unbelegte Eingänge oder eine fehlende Belegung eines Einganges mit entsprechender Einstreuung (50Hz oder HF egal - die Anzeige fängt immer an wie wild zu laufen.). Bitte nimm die Gatterbausteine raus und miss jede Leitung auf Kontakt und schluß mit anderen nach und hake dies im Schaltplan ab.

[Björn]

Sodele, ich hab nochmal alles durchgeprüft und sicherheitshalber, nachdem ein paar ICs auf unerklärliche weise beschädigt wurden zusätzlich durchprüfen lassen... Jetzt funktioniert die Uhr ganz normal, ich muss noch die Kontakte reinigen und fertig.

Allerdings geht die Uhr nach ca 2 Stunden Betrieb 1 Sekunde nach.
Der Taktgeber ist auf engstem raum aufgebaut, die einzige Leitung die quer über die gesammte Schaltung führt ist die 1 Hz Signalleitung, Quarz, Kondensatoren und IC sind dicht beieinander. (der untere liegende IC)

Sind die Kondensatoren dieser Schaltung auch frequenzbestimmend oder dienen sie nur als Filter?
(Kapazitätsänderungen durch den lötzinn unten?)

MFG
Björn

[el-haber]

HI,
die Frequenz wird mit dem Baustein NE555 erzeugt und dabei durch die Widerstände 1M und 220k sowie Kondensator 1uF bestimmt.
Diese Art ist recht ungenau, da sie 'Wetterabhängig ist'.
(= Kriechstrom unter den Widerständen bei anderer Luftfeuchtigkeit).

Besser wäre ein Quarzoszillator mit (aufwändigerer) Frequenzteilerkette (auch integriert lieferbar), aus der am Ende auch 1Hz rauskommt.
Beispiel Uhrenquarz mit 2,4... MHz (2^22).

[der R]

hi

also wenn ich das mir so anschau vorallem das mit der einen sec fehlgang nach zweistunden da muss ich sagen das ist mit sicherheit ein problem der laufzeiten da ein cmos eine lauf zeit von einigen ns hat, d.h. ich lege an einem "und" an die eingänge ein "high" dann dauert es eine gewisse zeit bis am ausgand das "high" kommt. sind nun viele logikgatter hintereinander geschaltet addieren sich diese laufzeiten und nach 2h eine sec is da schon plausiebel wenn ich mir den schaltplan so anschaue.

gruß der R

[el-haber]

Hi R,
angenommen, es sind in der ganzen Uhr von der Sekundenstelle bis zum 10-Stunden-Zähler 1000 Gatter zu durchlaufen, dann ist die Verzögerung pro Sekunde bei max. 4us. 999 996us danach kommt aber der nächste Sekundenimpuls, der dann wieder ca. 4us braucht, bis alle Gatter den neuen Wert haben.

Das ist so ähnlich wie das klassische 'Achilles und die Schildkröte'-Problem.
Der  Takt ist das maßgebliche Teil und für die fehlende Sekunde verantwortlich.
Ich bin eh' überrascht, daß der NE555 so genau geht.

Cu
Stefan

[der R]

ich dachte echt die laufzeiten seien höher ok dann wär das prob ja schonmal aus geschlossen

Als Taktgeber hab ich anstelle des NE555 den 1Hz Quarz-Taktgeber verwendet.

NE555 is ja keiner drin (wär dann ja eh zu wetter abhängig)

@bjorn kannst du mal den schaltplan von deinem quarzschwingkreis zeigen? und hast du einen funktions generator der auf 1Hz runter kommt? wenn ja schließ mal den stadt dem quarz an... falls es dann genauer is weg mit dem quarz und was anderes hin (z.b. ein uhren quarz die ham glaub 32,???Hz und und den runterteilen)

[el-haber]

Hi,
habs zwar gelesen, aber den Quarz im Aufbau nicht gesehen.

Die genauigkeit von 2 Stunden +1Sekunde würde bedeuten, daß 7200 Schwingungen mehr durch den Teiler laufen als gewünscht.

Mit den beiden Kondensatoren gegen Masse am Quarz kann das bereinigt werden. Den einen Kondensator als Trimmer ausprägen und dann genau einstellen. Am besten wäre da ein genauer Zähler, mit dem Du die abweichenden 7 kHz prüfen kannst.
Du kannst aber auch aus dem Teiler ein 16kHz Signal auskoppeln und mit dem Zeilensignal eines Fernsehgerätes vergleichen, das bei recht konstanten 16250Hz liegt.

Ansonsten über mehrere Tage hindurch den Trimmer nachstellen.

CU
Stefan

[Björn]

@der R
Den Schaltplan vom Taktgeber hab ich von knolle, hab den unverändert von dieser seite übernommen. Der Quarz schwingt ja mit 4,1xxxxx Mhz...

Ich werde mal gucken dass ich nen Quarz mit ner höheren Frequenz rein baue, irgendeine alte Uhr wird sich ja auftreiben lassen.... Dann beobachte ich das mal ne weile und bau ggf. noch Trimmkondensatoren ein, sofern die Uhr mit nem anderen Quarz nicht in etwa so genau geht wie jede andere Quarzuhr

Gruß
Björn

[el-haber]

Hi,
die Quarzfrequenz von 4,19...MHz ist genau 2^22 also eine 2er-Potenz unddamit mit einem digitalen Frequenzteiler mit 22 Stufen auf genau 1Hz zu bringen.
Dein Quarz schwingt leider um ein 7200tel daneben (also um 582Hz) das ist nur mit entsprechenden Trimmkondensatoren in den Griff zu bekommen.
Wenn DU einen Quarz mit höherer Frequenz nimmst, dann muß auch Deine Teilerkette vergrößert werden.

CU
Stefan