Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 4000er CMOS Ersatz für 74HC ?


von H-G S. (haenschen)


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Hallo zusammen!

Ich würde gerne zwecks EMI-Reduktion ein paar 74HC-Bausteine gegen 
langsamere CMOS-Bausteine ersetzen. Leider finde ich zB. keinen 74C00 
bei Reichelt und Conrad. Ich sah aber dass es die 4000er-Familie gibt, 
die vielleicht die langsamen CMOS-Bausteine enthält.

Ich würde folgende Bausteine gegen langsamere tauschen wollen:

U74HC595AG
SN74HC165N
74HC241N
SN74HC00N
SN74HC573AN

Weiss jemand etwas dazu ?

von hinz (Gast)


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H-G S. schrieb:

> Leider finde ich zB. keinen 74C00
> bei Reichelt und Conrad.

Die sind auch schon lange obsolet.


> Ich würde folgende Bausteine gegen langsamere tauschen wollen:
>
> U74HC595AG
> SN74HC165N
> 74HC241N
> SN74HC00N
> SN74HC573AN
>
> Weiss jemand etwas dazu ?

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_4000_series_integrated_circuits

Aber du wirst da keinen direkten Ersatz bekommen, von Pinkompatibel gar 
nicht zu reden. (ja, der 7400 --> 4011)

von Teo D. (teoderix)


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H-G S. schrieb:
> Weiss jemand etwas dazu ?

Ich hab mal die einschlägigen Nachrichtenkanäle durchforstetet.
Bisher scheint nicht, von deinem Vorhaben durchgedrungen zu sein. ;D


Sollte eigentlich keine Probleme machen, nur wird's in der 40er Reihe 
keine Pin kompatiblen geben....

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> H-G S. schrieb:
> Ich würde gerne zwecks EMI-Reduktion ein paar 74HC-Bausteine gegen
> langsamere CMOS-Bausteine ersetzen.
In manchen Fällen ist solches Vorgehene durchaus sehr vorteilhaft.
Ich publiziere auch immer wieder, dass man bei bestimmten Interfaces 
z.B. RS485 möglichst auf bandbreitenbegrenzte Treiber setzen sollte, 
sofern die Baudrate das zuläßt.
Aber bei 0815-IC in einem Schaltungdesign steht erstmal die Frage, was 
du damit bewirken willst.

> Leider finde ich zB. keinen 74C00
> bei Reichelt und Conrad. Ich sah aber dass es die 4000er-Familie gibt,
> die vielleicht die langsamen CMOS-Bausteine enthält.
Die 4000-er Serie ist zumindest bei niedrigen Betriebsspannungen etwas 
lahmer, als die üblichen 74HC/HCT.
Aber ein schlechtes Design wird damit nicht unbedingt besser.

Was veranlaßt dich also zu der Idee?  Evtl. gibt es ganz andere 
Lösungsansätze.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von hänschen (Gast)


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U. M. schrieb:
> Was veranlaßt dich also zu der Idee?  Evtl. gibt es ganz andere
> Lösungsansätze.

Ich habe eine Schaltung die im Geschwindigkeitsbereich unter 1MHz läuft, 
und ich dachte da macht es nichts aus wenn ich die 74HC durch langsamere 
Typen ersetze. Einige 74HC treiben Ein-/Ausgabe-Leitungen an, die etwa 
10-15cm Länge erreichen können.

Aber wenn die 4000er-Familie nicht mehr gebaut wird dann ist wohl die 
74HC-Familie die aktuell langsamste Logikfamilie.

von Teo D. (teoderix)


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hänschen schrieb:
> Aber wenn die 4000er-Familie nicht mehr gebaut wird

Aber hallo... und ob. Fraglich nur was alles an Typen.

Da du eh neu Baust, da gibt's andre Lösungen.
Spezielle Bausteine, kleine Kondensatoren an den Eingängen, soll auch 
helfen.....

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> hänschen schrieb:
> Ich habe eine Schaltung die im Geschwindigkeitsbereich unter 1MHz läuft,
da machen vermutlich mehr als 80% der meisten Schaltungsteile.

> und ich dachte da macht es nichts aus wenn ich die 74HC durch langsamere
> Typen ersetze. Einige 74HC treiben Ein-/Ausgabe-Leitungen an, die etwa
> 10-15cm Länge erreichen können.
Naja, E/A-Funktionen sollen ja nicht nur gegen Abstrahlung konzipiert 
sein, sondern auch gegen Einstrahlung und Überspannungen z.B. durch EMP 
oder ESD.

Leitungen, die per Defintion langsam sind, lassen sich dann auch eher 
leicht mit Schutzbeschaltungen versehen, die dann ganz nebenbei auch das 
Problem der Störabstrahlung mit beheben. Für Eingänge ist es eher noch 
einfacher als für Ausgänge.

Was sind das also für Leitungen und welche Funktionen willst du damit 
konkret realisieren?

> Aber wenn die 4000er-Familie nicht mehr gebaut wird dann ist wohl die
> 74HC-Familie die aktuell langsamste Logikfamilie.

Du kannst nach wie vor auf 4000er Serie setzen.
Nur gibt es bei den 74er einfach mehr Auswahl und Funktionalität.

Die 4000er hat den besonderen Vorteil eines sehr weiten Bereichs für die 
Betriebsspannung. Kann manchmal ganz nett sein, wenn man Logig auch 
gleich mit der 12V-Spannung vom Analogteil betreiben kann.

Ansonsten sehe ich EMV-mäßig kaum einen großen Vorteil. Probleme, die 
man sich mit ICs aus der 74er Serie eingebaut hat, werden durch die 
4000er nicht grundsätzlich behoben.
Gruß Öletronika

von hinz (Gast)


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Teo D. schrieb:
> hänschen schrieb:
>> Aber wenn die 4000er-Familie nicht mehr gebaut wird
>
> Aber hallo... und ob.

Eben, obsolet sind 74Cxx.


> Fraglich nur was alles an Typen.

Und ob sie bei Conrad oder Reichelt verfügbar sind...

von Hp M. (nachtmix)


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hänschen schrieb:
> Ich habe eine Schaltung die im Geschwindigkeitsbereich unter 1MHz läuft,
> und ich dachte da macht es nichts aus wenn ich die 74HC durch langsamere
> Typen ersetze.

Je nach Komplexizität deiner Schaltung, kann HC-Logik da schon 
erforderlich sein.
Im übrigen wird CMOS von allein langsamer, wenn du die 
Versorgungsspannung herabsetzt.

Wenn  du z.B. ein 74HC73 Flipflop als Frequenzteiler betreiben willst, 
dann sinkt die bei 25°C garantierte Taktfrequenz von 30MHz bei 4,5V auf 
6MHz bei 2V. über den industriellen Temperaturbereich -40°C bis +85°C 
werden sogar nur 25MHz bzw. 5MHz garantiert.

Beim 74C73 hingegen werden bei 25°C und 5V sogar nur 2,5 MHz garantiert.
Es kann also durchaus sein, dass 74C für eine mit 1MHz getaktete Logik 
zu langsam ist.

: Bearbeitet durch User
von Jochen F. (jamesy)


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Es gäbe auch noch einen anderen Weg, um die EMI in den Griff zu 
bekommen. Alle bisher diskutierten Bausteine sind CMOS. Die machen in 
der Regel beim Umschalten kurz beide FET im Ausgang auf, sind also 
elektromagnetisch gesehen "lauter" als TTL, also die LS, ALS Reihen. Das 
sollte man sich mal ansehen.
Ein weiterer Kniff (vor allem, wenn es nicht auf extrem hohe 
Geschwindigkeit ankommt) ist, jeden Ausgang mit einem Längswiderstand zu 
versehen. Dann wird die Kapazität hinter dem Ausgang langsamer 
umgeladen.

: Bearbeitet durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Jochen F. schrieb:
> jeden Ausgang mit einem Längswiderstand zu versehen.

Das hilft in der Tat. Layout/Abblockung der ICs ist in Ordnung? Macht 
meist mehr Probleme als der Ausgang selbst.

von H-G S. (haenschen)


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Es ist diese Ein/Ausgabeplatine:
Beitrag "Blechdosen-8-Bit-Rechner"

und zwar vor allem das Bild "Dosenrechner Oben", da ist die 
Ein/Ausgabeplatine mit den 6x 74HC595 Ausgangs-Schieberegistern und dem 
74HC241 Puffer für das LCD.

Leider kann ich nur die Bausteine wechseln, also keine Pullups 
hinzufügen bei zB. 74LS00 für die offenen Kollektoren. Das Gerät ist nur 
selten im Einsatz und läuft nur mit 1MHz Systemtakt, der Bustakt ist 
nochmal niedriger wegen dem 80c32 (im x2-Modus). Dafür sind die Platinen 
nur zweilagig ohne Masseflächen oder sonstige EMI-Massnahmen.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> H-G S. schrieb:
> und zwar vor allem das Bild "Dosenrechner Oben", da ist die
> Ein/Ausgabeplatine mit den 6x 74HC595 Ausgangs-Schieberegistern und dem
> 74HC241 Puffer für das LCD.
Halte die Leitungen so kurz wie möglich, dann ist das schon ok.

> Leider kann ich nur die Bausteine wechseln, also keine Pullups
> hinzufügen bei zB. 74LS00 für die offenen Kollektoren.
74xx00 hat keine offenen Kollektoren?

Ansonsten frage ich mich, warum das nicht gehene sollte, mit Pullup-R?
Das sind doch IC im DIL-Gehäuse. Da bekommt man auf der Unterseite 
bequem SMD-Widerstände z.B. in BF 0805 oder 0603 an jedes Pin dran.

> Das Gerät ist nur selten im Einsatz und läuft nur mit 1MHz Systemtakt,
> der Bustakt ist nochmal niedriger wegen dem 80c32 (im x2-Modus).
> Dafür sind die Platinen
> nur zweilagig ohne Masseflächen oder sonstige EMI-Massnahmen.
Da mußt du dir wegen EMV auch nicht so übermäßig Gedanken machen.
Kontrollierter Betrieb in wenig gestörter Umgebung ist nicht mit 
industrieller Umgebung zu vergleichen ;-)
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von H-G S. (haenschen)


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Hilft es etwas wenn Widerstände am Ende der angeschlossenen Leitung sind 
? Reduziert das auch den Strom der die Empfänger-Kapazität aufladen muss 
?

In meinen nächsten Entwürfen werde ich die Widerstände natürlich 
einplanen, und zwar am Anfang des sendenden Bausteins.

von Lurchi (Gast)


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Widerstände am Logic IC-Ausgang können helfen, vor allem wenn am anderen 
Ende nur ein IC und ohne Terminierung dran ist. Es kann aber auch schief 
gehen - etwa wenn da mehr Abgänge dran sind, wie etwa das Taktsignal von 
einer Reihe HC595.

Bei den Leitungen hilft es auch schon wenn Signal und Masseleitungen 
nicht zu  weit auseinander sein.

von Jochen F. (jamesy)


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Um einem Mißverständnis vorzubeugen: Ich meinte Längswiderstände an den 
Ausgängen, und keine Pullups/Pulldowns.
Falls es ein neues Layout gibt: Man kann auch bei einem doppelseitigen 
Layout sehr viel für optimale EMV tun.

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