4066 und uC: Level shifting mit 4054 , bei bipolarer Versorgungsspannung

[Matthias D. (Firma: ESRA) (madias)]

Hallo,
ich baue gerade einen digitalgesteuerten Analogsynth und ein Thema 
bereitet mir schon schon heftige Kopfschmerzen.
Ausgangssituation:
Spannungen in der Schaltung:
15/-15V (irrelevant für Thema)
+5V: Digitalspannung für uC, etc..
5/-5V (Cmosschalter 4066, 4051)

Der uC hat einen Low/Highpegel von GND/+5v
Der 4066er benötigt High/Low -5/+5V, d.h. bei GND/+5V bleibt er ON. 
Soweit, so klar.

Jetzt gibt es im Datasheet zum 4066er eine Applikation, einen CMOS4054 
als Level Shifter zu verwenden, leider ist die Beispielschaltung mehr 
als dürftig ausgeführt. (Freq in, Strobe Beschaltung fehlt gänzlich 
usw..). Wie ich die Schaltung auch aufbaue (Latch auf +/-/GND, Freq in 
auf +/-/GND usw..) komme ich zu keinem stabilen Resultat, befürchte 
sogar, dass der 4054 auch ungeeignet für meine Zwecke ist (benötigt 
permanente Frequenz? Strobe als Latch?), ich finde auch keine einzige 
Beispielschaltung im Netz dafür.

Problem ist, dass ich gut 5-6 4066er (= mind. 20 Schalter) benötige und 
jedes Signal einzeln zu shiften ist vom Aufwand zu groß.
Als "Hilfskrücke" habe ich jetzt folgendes probiert:
-5V -> 100k - OUT - <- 100k - IN  (OUT= zum 4066, IN = vom uC)
D.h. Pegel ist jetzt bei ca -2,5 V off und 0V on. Dies funktioniert 
eigentlich auch ohne Signalverluste (am Steckbrett und mit Oszilloskop 
erfolgreich getestet). Diese Lösung wäre auch platzsparend über 
Widerstandsnetzwerke realisierbar. Nachteile?

IC´s wie DG412 fallen flach: Teuer und kaum erhältlich, außerdem 
widerspricht es meinem Prinzip bei diesem Projekt (fast) nur 
Standardbauteile zu verwenden.

4051er (haben Level shifting) sind für Audiozwecke leider nur bedingt zu 
verwenden.

Bitte um eure Vorschläge (insb. Beschaltung mit 4054, bzw. gibt es 
Quad-Levelshifter?)!

Vielen Dank

liebe Grüße
Matthias

[spess53 (Gast)]

Hi

Nimm richtige Analogschalter:

http://www.analog.com/en/switchesmultiplexers/analog-switches/products/index.html

MfG Spess

[Peter D. (peda)]

Ich würde 3 Pegelwandler mit PMOS aufbauen und dahinter dann CD4094 
kaskadiert für die CD4066.

[gnd3 (Gast)]

moin, moin,

der 74HC4316 ist praktisch ein CD4066 mit eingebauten Pegelwandlern, 
genau wie die 4051/2/3. Als Bonus sind auch noch die Schalter 
niederohmiger.

nur zwecks meiner Neugier:
Matthias Diro schrieb:
> 4051er (haben Level shifting) sind für Audiozwecke leider
> nur bedingt zu verwenden.
Warum? Was können die noch schlechter als der 4066?

[Matthias D. (Firma: ESRA) (madias)]

Vielen Dank für eure Antworten!
@spess53: ADG sind eh super, nur viel zu teuer, kann ich gleich die von 
mir erwähnten DG4xx verwenden.

@Peter: Die Idee ist gut, wenn ich sie VOR dem Layout gemacht hätte 
(Platine mit dem uC ist schon fertig und als Steuerausgänge verwende ich 
schon Shiftregister (blöderweise 74HC595, die a) nur 7V max vertragen 
und b) nicht pinkompatibel mit den 4094ern sind). Hab ich leider 
vergessen zu erwähnen.

@gnd3: Die 74HC4316 klingen nach einem echten Lösungsansatz!
Wegen Vergleicht 4051 zu 4066: Erstens sind die 4051er sind für jede 
Matrix sinnvoll und in div. Foren wird auch abgeraten. Selbst 
verifizieren konnte ich, dass wenn ich mit Signal 5VPP über 30K 
Widerstände -> 4051 od.4066 -> Opampinverter reingehe, v.a. das 
Kanalübersprechen definitiv höher als beim 4066er ist. Prinzipiell sind 
die Ergebnisse mit einem 4066 ok bis gut, im "Hörtest" konnte ich kein 
Klirren, Rauschen dgl. wahrnehmen.

Aus Interesse: Kann mir jemand die erwähnte  CMOS4054 Applikation (siehe 
Anhang) erklären oder funktioniert dies für meine Zwecke wirklich nicht?

[Peter D. (peda)]

Matthias Diro schrieb:
> Selbst
> verifizieren konnte ich, dass wenn ich mit Signal 5VPP über 30K
> Widerstände -> 4051 od.4066 -> Opampinverter reingehe, v.a. das
> Kanalübersprechen definitiv höher als beim 4066er ist.

Wozu sollen die 30k gut sein?
Gehe mit 0 Ohm rein.
Falls Du ein Break before Make brauchst, kannst Du beim Umschalten kurz 
den Enable abschalten.

[spess53 (Gast)]

Hi

>Aus Interesse: Kann mir jemand die erwähnte  CMOS4054 Applikation (siehe
>Anhang) erklären ...

Was soll man da groß erklären? Der 4054 ist ein LCD-Treiber, der je nach 
Eingangssignal (0/5V) den Ausgang auf seine VDD oder VEE legt.

>... oder funktioniert dies für meine Zwecke wirklich nicht?

Warum sollte es nicht funktionieren? Die Schaltung findet man auch im 
Datenblatt des CD4054 von TI.

MfG Spess

[Matthias D. (Firma: ESRA) (madias)]

@Peter: Die 30K brauche ich dann für den nachfolgenden V2164 (=SSM2164 
VCA). Könnte  man besser weglassen und nachschalten (Frage, ob ich damit 
nicht mehr Kanalübersprechen habe) . Break before Make realisiere ich eh 
mit dem Master VCA.
@spess53: Das ist ja der Punkt, ich weiß auch nicht, wieso es nicht 
funktioniert. Im TI Datenblatt ist wenigstens DF-In auf GND beschrieben. 
(Sehe gerade, dass ich es aus einem anderen Datenblatt ins Forum kopiert 
habe, wo es beschrieben ist, nur hab ich dies auch schon probiert). 
Frage ist, was ich mit den Strobe/Latch Pins machen soll > GND/-5/+V/NC 
? Nur hab ich wohl alle Möglichkeiten durchgespielt (auch anderen IC 
verwendet) und kein brauchbares Ergebnis bekommen.

LG
Matthias

[spess53 (Gast)]

Hi

>ich weiß auch nicht, wieso es nicht funktioniert.

Wie gast du denn die STROBE-Eingänge beschaltet?

MfG Spess

[Matthias D. (Firma: ESRA) (madias)]

Hab auch alle Möglichkeiten durchgespielt, Frage ist eher, wie sie 
korrekt beschaltet gehören...
Werd dies heut am Abend nochmals auf einem separaten Steckbrett 
ausprobieren, mit:
VSS: Ground
VEE: -5V
VDD: +5V
DF-In: GND
Strobe?

[Matthias D. (Firma: ESRA) (madias)]

Hab mir die Strobe Antwort möglicherweise selbst gegeben:
Strobe muss HIGH sein.

[Matthias D. (Firma: ESRA) (madias)]

So, gelöst!
Wie schon oben gegeben, habe ich mir die Antwort fast selbst gegeben:
Dadurch, dass ich ein anderes Datasheet als ich verwendet hatte, als 
Anhang eingefügt habe, bekam ich die Info, dass DF-In auf Masse gehört 
und dann durch die Truth Table war es leicht, die Lösung zu finden:
Also:
Alle Strobe auf +V
DF-In auf GND

Funktioniert perfekt. (Wahrscheinlich war ich gestern Nacht auch einfach 
schon zu müde)

Danke allen an eure Infos, die ich bei späteren Projekten gerne 
verwenden möchte!

Als Anhang mein kommentiertes Schaltbild für alle, die das gleiche 
Problem in der Zukunft haben sollten.

Liebe Grüße
Matthias