Вопросы по осцилятору на 4093

Собрал осцилятор простенький на одном гейте из 4093. Просто для ознакомления с техникой.

(по английски он называвется one gate gated oscillator, а по русски как?)

Схемака прилагается (один в один, как собрано).

Так вот, вопроса два:

1) если F=1/(R*C*ln(2)), то F должно быть 1.5, а по файкту
светодиод мигает 60 раз за 30 сек, т.е. F=2, что за пределами
всех погрешностей. ПОЧЕМУ? (кондер ставил и майлровый и танталовый - один фиг, майларовый чуть быстрее мигает).

2) Я сначала решил проверить работает ли осцилятор посадив черещ резистор на выход 4093 светодиод. НЕ ПАШЕТ, или просто говрит или просто не горит. Перепробовал все, потом плюнул, решил пустить все через транзистор - ЗАПАХАЛО! Вопрос: ПОЧЕМУ?

3) Поставл емкость поменьше, чтобы в звук уйти. Повесил вместо светика динамик. Идет тональность, но в ней слышка какие-то биения, затыки по несколько раз в секунду. Почему тон не чистый?

Вложения

4093.png: схема осцилятора на 4093; (5.4 KiB) Скачиваний: 716

2) не надо сажать на выход КМОПа светодиод. Он такого тока не даст безболезненно.

Пухич писал(а):2) не надо сажать на выход КМОПа светодиод. Он такого тока не даст безболезненно.

Ну я догадывался, что CMOS особенный. Просто в даташите про ток вообще ничего не сказано! Он 20мА выдать не может?

Так что, с CMOS все выводы только на другой CMOS или как вход для TTL или на базу транзюка, но только не на нагрузку?

Конечно! Много тока 4093 не даст. На то и существуют Дарлингтоны, чтобы их к КМОПам цеплять. Ну и полевики конечно. Зря ты их игнорируешь. Они зело хороши.

Кстати, покажи твой даташит на эту микруху. Не м.б. чтобы не было нагрузочной характеристики хоть в каком-нибудь виде.

Наверно, надо учитывать входное сопротивление микросхемы. При повышении рабочей частоты, когда уменьшатся емкость и сопротивление резистора, рассчётная и фактическая частота будут более совпадать.

Сэр Мурр писал(а):Наверно, надо учитывать входное сопротивление микросхемы. При повышении рабочей частоты, когда уменьшатся емкость и сопротивление резистора, рассчётная и фактическая частота будут более совпадать.

\

Мдаа. в формуле это как-то не фигурировался, хотя. конечно, оно может быть. Тогда вопрос: А КАК это учитывать? Формула, где формула?

Пухич писал(а):Конечно! Много тока 4093 не даст. На то и существуют Дарлингтоны, чтобы их к КМОПам цеплять. Ну и полевики конечно. Зря ты их игнорируешь. Они зело хороши.

Для чего дарлингтоны я не знал и не знаю, скорее сего, ибо мал.
Надо про КМОП почитать. Я описание технологии прочел и из него не следует, что тока они давать не должны. Странно.
Полевики я не игнорю - у меня из просто нет и нет задачь пока под них. Буду делать заказ, если не забуду - куплю пару. Надо же знать что именно и для чего покупается.

Пухич писал(а):Кстати, покажи твой даташит на эту микруху. Не м.б. чтобы не было нагрузочной характеристики хоть в каком-нибудь виде.

Может ступил. Прилагаю тадашит. Рассмотрем внимательно нашел график drain current. СТрашная вещь - там все меньше 1мА!!!! (сотни микроампер только). Это вообще одно? И почему DRAIN, а не SOURCE?
Их слова меня в ступор вводят.

Вложения

hef4093bp.pdf: (78.92 KiB) Скачиваний: 783

Для чего дарлингтоны я не знал и не знаю, скорее сего, ибо мал.

Транзистор Дарлингтона - это популярное название составного транзистора. С ним ты точно знаком.

Надо про КМОП почитать. Я описание технологии прочел и из него не следует, что тока они давать не должны. Странно.

Из технологии это конечно не следует (как впрочем и всегда). Но в реальных приборах именно так и происходит - сопротивление канала велико, посему он просаживается весьма резко. В силовых полевиках эта проблема обходится за счет технологии и кучи параллельных каналов. Кстати, малая нагрузочная способность КМОП-выхода (но не только она) служит обоснованием выпуска ПУшек КМОП-ТТЛ.

СТрашная вещь - там все меньше 1мА!!!! (сотни микроампер только).

Так и есть. Я ж говорю - слабенькие они. Это 155-ю серию можно нагрузить на светик через верхнее плечо выходного каскада. С 4093 такое не пройдет.

И почему DRAIN, а не SOURCE?
Их слова меня в ступор вводят.

Честно говоря, я сам не понял этот график. О drain-е речь пошла видимо потому, что верхний p-канальный транзюк выходного каскада к выходу именно стоком подключен.

Вообще зайди на alldatasheet.com, набери там "4093b" - первый даташит будет как у тебя, а второй куда лучше. Там и для верхнего и для нижнего ключа нормальная нагрузочная кривая. Здесь сей даташит не кладу, ибо он велик (700кБ).

Да, кстати - когда в следующий раз будешь говорить о 4093b, говори именно "4093b", а то "4093" - это в переводе на русский другая серия. Могут быть непонятки.

И еще - я посчитал частоту для твоего случая - у меня вышло (без учета входного сопротивления ИМС) 1,75 Гц.

[/quote]

На каждый твой ответ у меня есть N (где N>1) вопросов. Все как в жизни.

Пухич писал(а):Транзистор Дарлингтона - это популярное название составного транзистора. С ним ты точно знаком.[/qoute]

конечено, но я не знал, что они популярны именнок как выход с CMOS.

каналов. Кстати, малая нагрузочная способность КМОП-выхода (но не только она) служит обоснованием выпуска ПУшек КМОП-ТТЛ.

Что такое ПУшка? Пример можно, чтобы почитать даташит.
Но все-таки я не понял, если из технологии не следует, то почему никто не делает готовые ИС с хорошей нагрузочной способностью? Просто за ненадобностью или непрактичностью?

Это 155-ю серию можно нагрузить на светик через верхнее плечо выходного каскада.

хмм ни гуглЬ не вики не дают ничего по "155 series ic" (и варианты).
Что это?

О drain-е речь пошла видимо потому, что верхний p-канальный транзюк выходного каскада к выходу именно стоком подключен.

А! это тот самый дрейн! тут понятно.

Вообще зайди на alldatasheet.com, набери там "4093b" ..... Здесь сей даташит не кладу, ибо он велик (700кБ).

Что ты с сайтом то сделал? С тех пор как ты там побывал он "полег". Все остальные даташиты, которые нашел и до 300К не дотягивают.

Еще вопрос: а можно ли такой же осциллятор собрать на 74-й серии? Будет работать? А если, то почему?

И еще - я посчитал частоту для твоего случая - у меня вышло (без учета входного сопротивления ИМС) 1,75 Гц.

Я банально использовать где-то выдернутую формулу
F=1/(RC*ln(2))=1/(1000000*0.000001*0.69)=1.45 Гц
Откуда 1.75Гц?
Если брать формулу, например, из этого
http://www.fairchildsemi.com/ds/CD%2FCD4093BC.pdf
даташита (см стр.4) , то я не знаю откуда какие в нее подставить
Vt- и Vt+ и откуда они беруться вообще и означает ли что такой осциллятор никогда не гуляет на полную ширь (от 0 до 5), так как в формуле тогда придется делить на 0.

Но даже если там 1.75. то 1.75 это не 2! А у меня получается 2! И почему про учет входного сопротивления в формуле ничего нет? Это типа все должны знать? И как его учесть? В даташите его не вижу.
А input capacitance надо учитывать тогда? И как? Просто добавить к C в формуле?

И теперь еще один вопрос. Был один товарищ за бугром (и надеюсь есть), он сначала собрал схемку реагирующиую на изменение емкости пространства на двуз 4093b (b!!!

, а потом все послал и переделал на двух 555-х таймерах. С ним связаться никак не могу (ни одному мыло не пашет, сайты в дауне). Вот я не пойму, чем ему эти 4093b так не понравились и не связано ли это с тем биением звука, которое я слышал? Может в этой схеме осциллятора есть какой-то фундаментальный дефект?

Скорее всего, он перешёл на 555 из- за более предсказуемых и стабильных параметров. Формула рассчёта приведена для идеального генератора, с нулевой входной ёмкостью и бесконечным сопротивлением. Это сказывается на низких частотах; на высоких- эффект уменьшается. 555 серия - специально разработанные генераторы и одновибраторы, со стабильностью параметров, близкой к 1 %- то есть на них мало влияют температура, напряжение и прочая лабуда ( ессно, в пределах допуска). Материал по 555 есть на нашем сайте.

По-русски это называется - генератор

Мда. У меня слово "генератор" больше с турбиной водяной какой-то ассоциируется. Ну да ладно, генератор, так генератор.

Выходит делаем примерно по формуле, а потом подстроечными R и C и осфиллографом делаем по факту так, как надо. Так что ли?

Терри Фриц (так его зовут) только что отметил мне на одиз из мыл (через владельца домена выцепил). Он сказал то же самое - 555 меньше пляшет от напряжения и температуры.

Вопрос: а что тут высокие частоты или что такое низкие частоты?

artemm писал(а):Выходит делаем примерно по формуле, а потом подстроечными R и C и осфиллографом делаем по факту так, как надо. Так что ли?

Формула приблизительная, и номинал нужный не всегда есть, так что всё равно подстраивать надо.

artemm писал(а):Что такое ПУшка?
хмм ни гуглЬ не вики не дают ничего по "155 series ic"

ПУ - преобразователь уровня; 155 - советская серия, поэтому в таком виде и не находит.

Паятель писал(а):
artemm писал(а):Что такое ПУшка?
хмм ни гуглЬ не вики не дают ничего по "155 series ic"

ПУ - преобразователь уровня; 155 - советская серия, поэтому в таком виде и не находит.

эээ уровня напряжения? А что, у КМОП логическая 1 это не +5В при питании в 5В?

to artemm

конечено, но я не знал, что они популярны именнок как выход с CMOS.

Они популярны не только как выход КМОП, они воообще везде популярны, где надо управлять большим током с помощью очень маленького. И стоят обычно (но не всегда) дешевле чем полевики, и доступнее (почти всегда) чем полевики. Поэтому они весьма популярны для выдачи сигнала с КМОП на мощную нагрузку.

Но все-таки я не понял, если из технологии не следует, то почему никто не делает готовые ИС с хорошей нагрузочной способностью? Просто за ненадобностью или непрактичностью?

А зачем? Цифровые ИС ведь делаются не ради того, чтобы на них лампы вешать. Вот например у неизвестной тебе 155-й ТТЛ-серии ток выхода по нулю - 16 мА. Почему? Да потому что со входа по нулю стекает 1,6 мА. И требуется десятикратная перегрузка выхода (для подключения множества выходов). Также и тут - если вход КМОП почти ничего не потребляет и не отдает - так зачем делать мегавыход? Есть масса других проблем с мегавыходами, решать которые не стоит ради прямого подключения светиков. А сами с собой эти ИС работают отлично.

хмм ни гуглЬ не вики не дают ничего по "155 series ic" (и варианты).
Что это?

Как уже сказал Паятель речь о советской 155-й серии. Вообще почитай материалы по советским ТТЛ-сериям. Пригодится. Аналог нашей 155-й у амеруканов - хх74ххх.

Что ты с сайтом то сделал? С тех пор как ты там побывал он "полег". Все остальные даташиты, которые нашел и до 300К не дотягивают.

Еще вопрос: а можно ли такой же осциллятор собрать на 74-й серии? Будет работать? А если, то почему?

Странно. Ну если надо могу на почту отправить файл. Только укажи куда отправлять.

Генератор мона и на 74 (она же наша 155) собрать, но там свои проблемы, ибо пока кондей заряжается от нуля, микруха будет ему ток присовывать лишний. Так что надо покумекать с ним если нужен меандр. А вообще нормально они работают. В старых платах такие генераторы гроздьями. Правда генераторы на ТТЛ-ках без Шмитта весьма нестабильны, но обычно все равно проблем нет, да есть к тому же и Шмиттовы ТТЛ-ки (например К155ТЛ1).

А почему бы и правда не взять 555-й таймер? Есть ограничение по поребляемому току? Любые цифровые ИМС (если они не спец. временные схемы, как К555АГ3) крепко скачут и от напруги и от температуры. В случае с генераторами на триггерах Шмитта плывун напруги в первую очередь отражается на гистерезисе, а значит на частоте.

Я банально использовать где-то выдернутую формулу
F=1/(RC*ln(2))=1/(1000000*0.000001*0.69)=1.45 Гц
Откуда 1.75Гц?
Если брать формулу, например, из этого

Банальные формулы не надо применять в небанальных генераторах. Не поленись, вспомни матанализ и реши простейшую дифуру на бумажке. Получишь формулы идентичные тем, что в даташите. Правда когда я считал частоту, то я просто посчитал время нарастания пилы при установившейся генерации и увеличил его вдвое (тут-то и скрывается хитрое, но обычно не столь страшное пренебрежение). Т.е. я вывел формулу для даташитного t1. Она в приципе легко получается. Как впрочем, наверное, и формула для t2 (не выводил, не знаю). Вот второе слагаемое в формуле для частоты куда интереснее. Видимо оно и отражает суть внутреннего устройства данной ИМС.

Кстати - обрати внимание на то, что в твоем даташите при 5-вольтовом питании гистерезис 1,5 вольта, а в моем - 0,7 вольта. Подозреваю, что сколько производителей - столько и гистерезисов. Так что частота может плыть от ИМС к ИМС.

эээ уровня напряжения? А что, у КМОП логическая 1 это не +5В при питании в 5В?

Разумеется речь не только об уровне напряжения. А еще о согласовании по токам. А еще о согласовании по фронтам. Чуешь сколько факторов? Короче пора тебе к товарищу Шило сходить.

И еще раз повторюсь - ни у ТТЛ, ни у КМОП, ни у Атмеги логическая единица или ноль не отображаются каким-то уровнем напряжения. Она отображается замкнутостью нижнего или верхнего ключа выходного каскада. Конечно при питании 5 вольт, "единице" на выходе и исчезающе малой нагрузке будет что-то около 4,5-5 вольт. Но из этого не следует, что можно бездумно лепить в одну схему ТТЛ и КМОП.

Задолбался ловить опечатки

.

artemm писал(а):
Паятель писал(а):
artemm писал(а):Что такое ПУшка?
хмм ни гуглЬ не вики не дают ничего по "155 series ic"

ПУ - преобразователь уровня; 155 - советская серия, поэтому в таком виде и не находит.

эээ уровня напряжения? А что, у КМОП логическая 1 это не +5В при питании в 5В?

Не заморачивайся ты на старой, давно списаной в утиль серии. Используй CMOS-ТТЛ подобные серии типа SN74HC...;SN74AC...;SN74HCT...
или наши аналоги серии 1554...;1564...
Эти серии совмещают достоинства ТТЛШ - быстродействие ( до 150 мГц) и КМОП - сверхнизкое потребление. Питание стандартное для ТТЛ, но есть и расширеное от 2,5в до 6в (74АС...).
И еще одно достоинство новых CMOS-ТТЛ совместимых серий - у них цоколевка как у ТТЛ серий и гарантированый производителем ток любого выхода по лог.0 и лог.1 равен 24 ма.

74НСТ - хорошая штука. Сам не мог нарадоваться, когда первый раз в руки взял. Правда в руки они попадают почему-то все реже. Зато даже такое чудо, как 155-я серия часто встречается в продаже.

Пухич писал(а):Странно. Ну если надо могу на почту отправить файл. Только укажи куда отправлять.

ожил! Посмотрел я ту 600К+ датаЩЕТу. 3 страницу в ужасном скане и плохо зажатые посему и 600+ килобайт. МЕстами там вообще какие-то инопланетные символы.
НО! Я даже смог декодировать формулу для частоты:
F=RC* ln(Vp/Vn).
И шо такое Vp и Vn, откуда они беруться и какой физический смысл?

Пухич писал(а):Генератор мона и на 74 (она же наша 155) собрать, но там свои проблемы, ибо пока кондей заряжается от нуля, микруха будет ему ток присовывать лишний. Так что надо покумекать с ним если нужен меандр.

нужен именно меандр. НО я не понял, что значит "присовывать лишний ток" Почему он лишний? И почему КМОП не присовывает? Ну понятно, что ток меньше, но почему он не лишний?

Пухич писал(а):Банальные формулы не надо применять в небанальных генераторах.

Если генератор на NAND не банальный, то что же тогда банальное? На LC + один транзюк?

Пухич писал(а):Не поленись, вспомни матанализ и реши простейшую дифуру на бумажке. Получишь формулы идентичные тем, что в даташите.

Я то не поленюсь. Но какие уравнение решать? Я видать подзабыл физику, потому как я тут даже не понимаю, какое уравнение составить надо?

Пухич писал(а):Правда когда я считал частоту, то я просто посчитал время нарастания пилы при установившейся генерации и увеличил его вдвое (тут-то и скрывается хитрое, но обычно не столь страшное пренебрежение). Т.е. я вывел формулу для даташитного t1. Она в приципе легко получается. Как впрочем, наверное, и формула для t2 (не выводил, не знаю). Вот второе слагаемое в формуле для частоты куда интереснее. Видимо оно и отражает суть внутреннего устройства данной ИМС.

Да, t1 не равно t2, это точно. А можно мат выкладку свою?

Пухич писал(а):Так что частота может плыть от ИМС к ИМС.

УЖАС!!! Все, заказываю с ebay осциллограф! Не шучу.

Пухич писал(а):Разумеется речь не только об уровне напряжения. А еще о согласовании по токам. А еще о согласовании по фронтам. Чуешь сколько факторов? Короче пора тебе к товарищу Шило сходить.

Ну понятно, искать "шило" на яндексе - результат будет потрясающим.
даже такое
http://www.eleven.co.il/article/14824

Так что ХУ ИЗ Шило? И что там у него надо искать?

Но тут же есть два-три других вопроса:
1) Если все-таки говорят об УРОВНЕ, то УРОВЕНЬ вообще по смыслу применим к напряжению только. Ни "уровень тока" ни "уровень фронта" не звучит

2) А что по токам согласовывать? Это в том смысле, что если, например, с КМОП на ТТЛ дать 1, а по ВАХ для ТТЛ этот ток с КПОМ до его 1 не дотянт, то ТТЛ эту 1 и не поймает, так?

3) А что с фронтом не так? Там у фронта же только есть скорость нарастания. Это что-то ли согласовывать? Она у КМОП и ТТЛ принципиально разная?

Пухич писал(а):И еще раз повторюсь - ни у ТТЛ, ни у КМОП, ни у Атмеги логическая единица или ноль не отображаются каким-то уровнем напряжения. Она отображается замкнутостью нижнего или верхнего ключа выходного каскада.

ясен пень, а условия замкнутости в каких графиках смотреть в даташите?

Пухич писал(а):Конечно при питании 5 вольт, "единице" на выходе и исчезающе малой нагрузке будет что-то около 4,5-5 вольт. Но из этого не следует, что можно бездумно лепить в одну схему ТТЛ и КМОП.

Я, если честно, связи между первйм и вторым предложения в этом параграфе не улавливаю. Вот простой вопрос. Почему на выходе NAND при 1 без нагрузки вообще ( к ноге ничего не подключено) напряжение между землений и выходом 2 с копейками вольта?

Пухич писал(а):Задолбался ловить опечатки

Я забил . Ты тоже забивай.
:))

F=RC* ln(Vp/Vn).
И шо такое Vp и Vn, откуда они беруться и какой физический смысл?

Видимо так они назвали верхний и нижний уровни сравнения для гистерезиса.

нужен именно меандр. НО я не понял, что значит "присовывать лишний ток" Почему он лишний? И почему КМОП не присовывает? Ну понятно, что ток меньше, но почему он не лишний?

Когда кондей почти не заряжен, то это как бы ноль, правильно? Микруха его как ноль и воспримет. А по нулю с ТТЛ-входа стекает ток (из одного из эмиттеров входного многоэмиттерника или через один из входных диодов Шотки). Этот ток весьма приличный - 1,6 мА для 155-й. У других он в разы меньше, но тоже есть. И вот этот ток тебе "присовывают" вдобавок к тому току, который идет по ОС через резистор. Посему от нуля до единицы все это заряжается быстро. Обратно разряжается медленнее. Поэтому для генераторов лучше обычную ТТЛ-логику все-таки не использовать, благо выбор огромен.

Кстати, нет желания попробовать мультики на транзисторах

? Занятие не для слабонервных.

Да, t1 не равно t2, это точно. А можно мат выкладку свою?

Все очень просто.

Ток через кондей определяется напругой на резисторе и сопротивлением резистора R. При нарастании пилы на одной ноге резюка 5 вольт (к примеру), оно же Up. А на другой - Uc - напруга на кондее. В начале зарядки Uc равно нижнему уровеню переключения (размах пилы ведь от нижнего до верхнего уровней переключения). Пусть это будет 2,2 вольта, оно же U1. Итак моментальный ток кондея Ic=(Up-Uc)/R.

Но мы то знаем, что Ic=C*dUc/dt. Приравнивая эти два уравнения получаем:
(Up-Uc)/R=C*dUc/dt, откуда dt/RC=dUc/(Up-Uc).

Вспоминая школьный курс матанализа, преобразовываем:
dt/RC=-d(Up-Uc)/(Up-Uc). Интегрируя это, имеем:
t/RC=-ln(Up-Uc)+Co.

А теперь для тренировки найди постоянную интегрирования при начальном условии: Uc=U1 при t=0.

Найдешь в итоге зависимость Uc от времени. Понятно, что момент времени, когда Uc будет равно верхнему уровню сравнения (назовем его U2) определит собой время t1, т.е. время зарядки кондея при устойчивой генерации. Подставь вместо Uc напругу U2 и найдешь t1. Сравни с формулой в даташите. То же можно сделать и по t2.

Так что ХУ ИЗ Шило? И что там у него надо искать?

Книжка такая - Шило, "Популярные цифровые микросхемы". Зело хороша сия книжка, теории хорошей немало, как справочник по ИМС может сойти на первых порах. Ошибок в ней минимум по сравнению с тем же Якубовским.

Но тут же есть два-три других вопроса:
1) Если все-таки говорят об УРОВНЕ, то УРОВЕНЬ вообще по смыслу применим к напряжению только. Ни "уровень тока" ни "уровень фронта" не звучит

2) А что по токам согласовывать? Это в том смысле, что если, например, с КМОП на ТТЛ дать 1, а по ВАХ для ТТЛ этот ток с КПОМ до его 1 не дотянт, то ТТЛ эту 1 и не поймает, так?

3) А что с фронтом не так? Там у фронта же только есть скорость нарастания. Это что-то ли согласовывать? Она у КМОП и ТТЛ принципиально разная?

1) Ну это да.

2) Соединил ты к примеру выход 561ТЛ1 со входом любимой мной К155ЛА13. Пусть на выходе 561-й стоит ноль. Предположим что 155-я, увидев ноль, закричала "Ура", и выдала ан гора все 1,6 мА. И тут же эти 1,6 мА осели на внутреннем сопротивлении нижнего ключа выходного каскада 561-й в виде нехилого напряжения. И что? Разве ж це дило? Иначе говоря КМОПЫ стандартные так слабы, что не тянут даже один вход ТТЛ по нулю. Они вобще на это и не рассчитаны, ибо весь смысл применения КМОП именно в ее высоком напряжении (помехозащищенность), а значит вне ТТЛ-схем. Это в теории конечно, на практике бывает и лучше.

3) Так и есть.

Вот простой вопрос. Почему на выходе NAND при 1 без нагрузки вообще ( к ноге ничего не подключено) напряжение между землений и выходом 2 с копейками вольта?

Это какой-то баг. Ты ее не сжег случаем?

artemm писал(а):
Пухич писал(а):И еще раз повторюсь - ни у ТТЛ, ни у КМОП, ни у Атмеги логическая единица или ноль не отображаются каким-то уровнем напряжения. Она отображается замкнутостью нижнего или верхнего ключа выходного каскада.

ясен пень, а условия замкнутости в каких графиках смотреть в даташите?

Показателем будет нахождение выходного напряжения в определённых пределах. То есть логический ноль у ТТЛ, к примеру, лежит в диапазоне 0-0,4 В. Аналогично и у другой логики.