" title="Написать письмо">Написать письмо
Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год.
Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Открыта карта ВТБ для материальной поддержки сайта: 4893470220568296.

Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
Ваш IP: 54.198.205.153
Вы подарите мне деньги на развитие этого сайта? Номер карты указан зеленым цветом.
 

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1056
Просмотры материалов : 3593357
 
Генератор-счетчик-делитель на микросхеме 4060 (16.09.2016). Печать E-mail
2016 - Сентябрь
16.09.2016 21:27
Save & Share
Не зря через дефисы названия написаны. Одна микросхема выполняет несколько функций одновременно. Данное преимущество позволяет еще более упростить задачу использования генераторов (маломощных таймеров) и делителей частоты при разработке приборов. При этом цена микросхемы 7 рублей, и выпускается она в удобном корпусе DIP16.

Предисловие с примером. Микросхема КР155ИЕ2. Истрепала столько нервов и сожрала столько времени, что с удовольствием выкинул оставшиеся 3 штуки без малейшего сожаления. Проблема даташитов к микросхемам как отечественного, так и импортного производства: недостаток информации, случайная ее неочевидность или несоответствие реальности. Казалось бы, обычный двоичный счетчик. Но не везде указано:
- считает только до 10 при 4 двоичных разрядах;
- потребление 100мА нужно выделить жирным, красным и курсивом. А также потребление по входу C2 0.16мА;
- чтобы заставить его считать - нужно соединить ноги 1 и 12, 3 и 7, с выводом последних на массу;
- при подаче питания на выходе сигнал произвольный: может быть и 0, и 1, и длительность первого импульса абсолютно разная;
- быстро убивается при перегрузке выходного канала.

Теперь к микросхеме 4060, а именно HCF4060BE(Y). Вкусная штучка, поэтому была изучена; некоторые вещи получены эмпирически или были разработаны:
- чтобы включить ее без произвольных срабатываний требуется маленький танец с бубном, указанном на схеме.

При старте микросхемы требуется подать положительное питание на Reset, а затем Reset соединить с массой. В момент старта конденсатор разряжен, идеальный проводник; ток течет в Reset и массу через резистор. Как только конденсатор зарядился, ток течет из Reset в массу через резистор. Оба выхода Ф0 подключать к массе необязательно, проблем замечено не было (режим делителя). В режиме генератора эти ножки вообще заняты. Номинал конденсатора может варьироваться, если не сработало - просто увеличить емкость;
- несмотря на заявленные 14 разрядов в делителе, микросхема дает всего 10: тупо не хватает ног. Поэтому разработчики решили сразу делить с 16;
- номиналы деления зашифрованы в индексах букв Qx: цифра соответствует делению 2x. Не во всех счетчиках такая удобная нумерация;
- в режиме генератора предусматривается обвес из 3 элементов. 2 из них участвуют в создании частоты, третий используется для защиты входа логического элемента от обратных выбросов из конденсатора во время генерации.

Недостатки 4060 перед 555:
- сложный и неочевидный механизм подключения без этой статьи;
- выходной ток 2.4мА против 200-225мА. Но можно-таки подключить светодиод для индикации с током 1мА (через 5кОм). Оставшиеся 1.4мА хватит лишь на одну микросхему TTL.

Преимущества 4060 перед 555:
- генератор, счетчик и делитель в одном флаконе;
- меньшее количество обвеса: 3 элемента против 5-7;
- цена в 1.5 раза дешевле;
- тоже может быть прецизионным (это свойство зависит только от качества обвеса);
- предельная частота 4500кГц против 500кГц.

Недостатки 4060 перед двоичными счетчиками: делит только с 16.

(добавлено 19.09.2016) Опять поверил диванным электроникам и не проверил все до конца. Если Rs > Rt в 10 раз - генератор работает четко, если изменять это соотношение в 1.5-2 раза (примерно) в каждую сторону - генератор еще работает. Но при превышении данного коэффициента генерация сигнала прекращается. То есть, если нужно ощутимо менять частоту генерации - нужно крутить 2 потенциометра подряд, сохраняя 10-кратное различие. Значит, нужно использовать 2 потенциометра одного и того же производителя и в одном корпусе - и крутить каждый из них на фиксированное количество оборотов. Проблема была в конденсаторе в итоге: с большими номиналами лучше не играться.

Еще одно преимущество 4060 над 555: четкая формула для частоты, не нужно ничего рассчитывать эмпирически (при подборе точных компонентов). Подбор номиналов выдает необходимую частоту с точностью до целых, если компоненты сами по себе точны.

(добавлено 21.09.2016) HCF4060BE и HCF4060BEY - это не просто аналоги, а точные копии.

(добавлено 31.10.2016) Именно четкая, стабильная работа генератора получена сегодня только при Rs=5.1МОм, Rt=2.7МОм, Ct = 0.1мкФ. Сt - электролитический, с высоким ESR - ответ на вопрос "какой конденсатор использовать": любой, малой емкости. Именно большие величины R имеют значение, из этого выбирается конденсатор малой емкости. Rs = 10 * Rt по даташиту - вообще никакой роли не играет; больше в 2 раза - и нормально. Формула расчета частоты в даташите соответствует реальности.
Остается теперь поиграться со всеми этими величинами. Результаты получены на CD4060BE.

Буду изучать дальше, эта микросхема будет тестироваться по всем параметрам. Микросхему 4060 штампуют аж 8 производителей - уж очень вкусная.

(добавлено 12.12.2016) Спустя столько времени удалось вывести четкие и стабильные номиналы для микросхемы HCF4060BE. Сложно сказать, почему они отличаются так сильно от CD4060BE. Чтобы микросхема стартовала исправно и с корректным сбросом, необходимо использовать R1=10-11кОм и C1=100нФ-100мкФ (следующий 820мкФ уже не сработал). Успешный тест Ct остановился на 47мкФ: спутанная полярность убила микросхему (везучий техник, взрыва не произошло) - потом подкорректирую. Требований к конденсаторам нет: можно и электролитический обычный. Эти данные дают возможность использовать резисторы не огромных номиналов, что порождает больший выбор потенциометров. Выражение Rs = 10 * Rt не имеет подтверждения: при Rs = 100кОм лампочка перестает мигать только при Rt = 13Ом.

(добавлено 13.12.2016) Использование конденсаторов с огромным запасом по напряжению равносильно использованию конденсатора меньшей емкости. Если с 47мкФ/6.3В микросхема работала с периодом 30с, то с 47мкФ/400В - 23с.

Чем больше емкость Ct, тем при большем Rt микросхема откажется работать. Для примера: при 100мкФ Rt должно быть не менее 9.4кОм. Rs выбирать в районе мегаома, можно попробовать и выше.

(добавлено 14.12.2016) Еле-еле удалось запустить с Ct=1000мкФ/6.3В: только при Rt>=20кОм. Предыдущее значение, Ct=820мкФ/6.3В при 5В, стоит считать максимально допустимым из стабильных (запускается при Rt>=14кОм).

(добавлено 16.02.2017) Подкорректировал информацию по статье в целом. Микросхема успешно тянет, например, CD4067. Из генераторов теперь предпочитаю только ее. Проблему малого выходного тока успешно можно корректировать, например, транзисторами с высоким hFE.

(добавлено 04.05.2017) Нельзя разрывать цепь элементов генератора. Кнопку "пауза" нужно реализовывать подключением в цепь высокоомного сопротивления для уменьшения частоты до часов/дней. В случае разрыва произошло нечто, что активировало все микросхемы после 4060, как будто по всем ногам 4060 сразу пошел нулевой или единичный сигнал. Данная проблема может быть и не проблемой 4060, т.к. стоит в достаточно сложной схеме; но перепроверять это уже нет желания.

(добавлено 14.03.2018) О дополнении от 31.10.2016: действительно, микросхема CD4060BE оказалась наполовину бракованная. Удобность 4060 дошла до того, что на ее основе разработан тестер жгутов, а также создается печатная плата "генератор 4060 в миниатюре" размером ~30x30мм.
Обновлено ( 14.03.2018 20:38 )
 
 

Последние новости

©2008-2018. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).