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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CMOS zu langsam bei 12MHz?


Autor: CMOS_keine_Ahnung (Gast)
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Hi, ich habe einen AVR-Port, der direkt auf ein AND-Gatter geht von 
einem CMOS-Baustein, denke ich mal, der heißt HEF 4081 BP (4x AND). Am 
Port kommt ein signal raus mit ca. 1,2 MHz, die Breite der Impulsnadeln 
(HIGH) beträgt ca. 1 Takt bei 12 MHz bzw. ca. 80 ns. Hinter dem Gatter 
hat das Signal nur noch 2V statt 5V Amplitude, ich vermute mal, der Chip 
ist einfach zu langsam dafür, oder? welchen Chip (AND-Gatter) könnte ich 
stattdessen nehmen? TTL? Welcher Typ? Kann ich das genauso direkt an den 
AVR-Port anschließen?

Autor: Timmo H. (masterfx)
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Ich denke da müsste etwas im Datenblatt des AND-Gatters stehen. 
Wahrscheinlich wie bei OPVs sowas wie Slew-Rate.
Ich kenne jetzt keine Bausteine die schneller sind...
>Kann ich das genauso direkt an den
>AVR-Port anschließen?
Klar kannst du das, sofern er auf 5V läuft und du nicht zu große Lasten 
treiben willst (20-40 mA können eigentlich die meisten AVRs, jedoch 
bricht die Spannung dann ein wenig ein, siehe Datenblatt)

Autor: crazy horse (Gast)
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geh auf die HC/HCT-Serie.
Bei 5V sind die 4000er schnarchlahm.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Die 4000B-Serie hat bei 5 V eine Gatterverzögerung im Bereich von 50 ns,
das ist zwar nicht schnell, aber 1,2 MHz sollten damit schon drin sein.
Allerdings wird die geringe Stromergiebigkeit bei kapazitiven Lasten
schnell zum Problem werden.

4 x AND im TTL-Bereich ist 7408, für diese Frequenz sollte selbst ein
74LS08 völlig ausreichend sein, oder das CMOS-Pendant 74HC08.  Das ist
mit 7 ns Verzögerung angegeben, also fast eine Größenordnung besser als
HEF4000B.  Allerdings ist das Pinout bei den 74xx anders als bei 4xxx.

Autor: V. Baumann (dr-robotnik)
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Also das ist ein standard CMOS Baustein der 4000er Serie. Ich glaube da 
beträgt die Gatterlaufzeit alleine schon 90ns. Deshalb könnte der 
durchaus zu langsam sein. Ich würde einen schnelleren CMOS Baustein der 
74HC.. Serie nehmen, bzw. 74HCT wenns TTL-kompatibel sein soll.

Autor: Andreas K. (a-k)
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CD4000 oder HEF4000 sind dafür tatsächlich zu langsam.

Alternative sind 74HC Typen, hier 74HC08. Der ist zwar 
funktionskompatibel, nicht aber pinkompatibel.

Autor: crazy horse (Gast)
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also konkret 74HC4081, plug'n play :-)

Autor: JensG (Gast)
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@ crazy horse (Gast)
>also konkret 74HC4081, plug'n play :-)

wirklich? Nicht alles aus der 4000er Serie wurde nach HC(T) und andere 
Serien portiert. Hast'e denn einen Link zum Datenblatt?

Autor: CMOS_keine_Ahnung (Gast)
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Wow.. so viele Nachtarbeiter..

Also ich fasse mal zusammen: Meine Vermutung "zu langsam" stimmt 
wahrscheinlich. Ich sollte 74LS08 nehmen und neu verkabeln, weil nicht 
pin-Kompatibel bzw. weil es keinen Pin-kompatiblen Chip in TTL oder High 
-Speed-Cmos gibt, richtig?

2 Fragen tun sich noch auf

1) Gibt es irgendwo online eine schöne Tabelle, wo mal für CMOS und TTL 
komplett aufgelistet sind (also ich meine jetzt nicht als Buch) z.B. 00 
bedeutet 4x NOR usw.?

2) Wenn ich mit 5V arbeite, und nur Logik damit mache (Bits rumschieben 
usw.), also keine wesentliche Belastung des Ausgangs, dann ist es bis 
auf die Geschwindigkeit doch egal, on CMOS oder TTL, ich könnte auch 
mischen, oder?

Autor: ... (Gast)
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Schmeiss die 4000er in die Tonne. Die waren vor 20 Jahren gut, heute 
nicht mehr. Deren Staerke war die Spannungsfestigkeit, wie ich mich zu 
erinnern glaube. Tabelle... ja. Das Texas Instuments Datenbuch zu logik 
ist auf deren Webseite herunterladbar. www.ti.com

Autor: CMOS_keine_Ahnung (Gast)
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Sorry, die Tabellen  habe ich schon selbst gefunden, hätte ja auch eher 
mal SO suchen können..

Autor: crazy horse (Gast)
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weiss schon, dass es nicht alle 4000er als HC gibt :-)
Deshalb ja auch kurz google angeworfen - zumindest hat es den mal 
gegeben :-)
Scheint aber ausgestorben zu sein.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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... wrote:
> Schmeiss die 4000er in die Tonne. Die waren vor 20 Jahren gut, heute
> nicht mehr. Deren Staerke war die Spannungsfestigkeit, wie ich mich zu
> erinnern glaube.

Das wäre sie auch heute noch, wenn man mit mehr als 5 V arbeiten
will, denn das können die 74HC/74HCT nicht.  Ansonsten sind letztere
sicher der Vorzugswert heutzutage.

Vorsicht mit dem Mischen: 74LS und andere echte TTLs kann man von den
garantierten Pegelwerten nur mit 74HCT mischen, nicht aber mit 74HC.
Letztere haben CMOS-typische Schaltschwellen, bei denen bei minimalem
U[OH] von TTL (~ 2,4 V, wenn ich mich recht erinnere) noch kein H-Pegel
erkannt wird.  Extra deshalb gibt es ja die Unterscheidung zwischen
HC und HCT.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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http://www.nxp.com/acrobat_download/datasheets/HEF...
Anstiegs+Abfallzeiten: 2*60ns typ. bei 5V, das wären 8,3 MHz
http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/...
2*100ns, das sind 5 MHz

Autor: Andreas K. (a-k)
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CMOS_keine_Ahnung wrote:

> Also ich fasse mal zusammen: Meine Vermutung "zu langsam" stimmt
> wahrscheinlich. Ich sollte 74LS08 nehmen und neu verkabeln, weil nicht
> pin-Kompatibel bzw. weil es keinen Pin-kompatiblen Chip in TTL oder High
> -Speed-Cmos gibt, richtig?

Es gibt m.W. keinen pinkompatiblen, ja. Aber deshalb solltest du nicht 
auf TTL ausweichen, sondern auf schnellere CMOS. Also 74HC08.

> 2) Wenn ich mit 5V arbeite, und nur Logik damit mache (Bits rumschieben
> usw.), also keine wesentliche Belastung des Ausgangs, dann ist es bis
> auf die Geschwindigkeit doch egal, on CMOS oder TTL, ich könnte auch
> mischen, oder?

Nein, ist nicht egal. In heutiger Zeit solltest du TTL schlicht und 
einfach meiden. Man kann sie in bestimmten Fällen verwenden, aber es 
ergibt einfach keinen Sinn mehr.

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