Problem mit CD4050B als Level Shifter

[Daniel A. (daniel_a32)]

Hallo Leute,

hab ein Problem mit einer Schaltung bei der zum 2. mal schon die CD4050B
abgeraucht sind.
Aufgabe der Schaltung ist es einen 12V Datenbus auf 3.3V Level zu
bringen.

Im Trockentest läuft alles perfekt. Hänge ich 12V an READ0-7, dann wird
das entsprechende Bit am PORTD des Atxmega gesetzt. (mit Netzteil HAMEG
HM4020-3)

Die Karte, welche ausgelesen werden soll, hat am Datenbus einen
MM74C244N.

Beim letzten Versuch sind die Bits 1-7 abgestorben. Bit 0 wird jedoch
tadellos durchgeschaltet und wenn ich mit dem Oszi (RIGOL MSO5074)
messe, dann habe ich hier auch 13.4V.
Bei den anderen Bits hatte ich nur 8.4V. Aber auch Störungen mit 1.2V.

In diesem Moment ist der CD4050B auch schon wieder halb tot.

Das Signal CARD_ADDRESSED läuft auch über den CD4050B und zerstört das
Gatter des Level Shifters ab nicht. Dieses Signal wird aber anders als
die READ Signale mit einem Pull-Up auf das Bus High-Level gezogen
(13.4V).
Grund dafür ist der CD40107 Ausgang, welcher nur gegen Masse zieht.

Ich habe noch keine logische Erklärung gefunden warum beim letzten
Versuch ein überlebendes Bit gegeben hat.
Danach habe ich die CD4050B ausgelötet und die Signale am Datenbus ohne
Teilnehmer gemessen. Wieder schöne 13.4V Signale auf allen Bits.

Die maximale Eingangsspannung des CD4050B liegt bei 20V, die Spannung
sollte also nicht das Problem sein.

Ich habe noch 3 Platinen mit denen ich testen kann. Als nächstes hätte
ich Pull-Up Widerstände am 12V Datenbus eingeglötet.

Hat jemand sonst eine andere Idee wo der Fehler liegen kann?

[michael_ (Gast)]

Hier sprichst du vom CD4050 und in der Schaltung sind es 74HC4050 ?

[Daniel A. (daniel_a32)]

Verbaut ist in der aktuellen Schaltung ein CD4050B. Aufgrund des 
Chipmangels habe ich für die nächste Version den 74HC4050 wählen müssen.

[michael_ (Gast)]

Das sind aber grundverschiedene Bausteine.
Die Signalspannung darf nicht höher sein als die Betriebsspannung.

Daniel A. schrieb:
> Die maximale Eingangsspannung des CD4050B liegt bei 20V, die Spannung
> sollte also nicht das Problem sein.

Die normale Serie hat 16V Betriebsspannung.
Spez. Serien haben 18V.

[H. H. (Gast)]

michael_ schrieb:
> Die Signalspannung darf nicht höher sein als die Betriebsspannung.

Das ist eben beim 4050 anders!

[Daniel A. (daniel_a32)]

habe jetzt 10k Pull-up Widerstände eingelötet. Im Trockentest mit 0V und 
12V wieder saubere Signale im Atxmega.

Mit dem 74HC244 gabs dann als Resultat ein Signal mit 10V DC Anteil und 
1V Signalpegel am Datenbus. Also Mist, keine Ahnung wieso.

Hab dann Pull-Downs daraus gemacht und nun hat das Signal 8.5V. Das 
Signal sollte locker ausreichen um ein High am Ausgang des CD4050 zu 
erzeugen, das passiert aber nicht. Am Atxmega kommt 0 an.

Leider ist der Einschub so eng, dass ich schlecht an die Pins an der 
Platine rankomme. Ich greife die Signal des Datenbus über einen DSUB 
Stecker ab.

Der vorige Prototyp lief mit einem Arduino und auf 5V. Ich habe damals 
auch die Versorgungsspannung der anzusprechenden Karten auf 5V gesenkt 
damit ich keine Level Shifter brauche. Am Datenbus habe ich die internen 
Pullups aktiviert. Mit dieser Konfiguration konnte ich die Karte ohne 
weiteres auslesen.

Ich verstehe daher dieses merkwürdige Verhalten bei 12V nicht.

[H. H. (Gast)]

Zumindest bei U10 gibt es offene Eingänge, das geht gar nicht.

Und die Versorgungsspannung ist im Layout auch ziemlich merkwürdig 
geführt.

[Daniel A. (daniel_a32)]

H. H. schrieb:
> Zumindest bei U10 gibt es offene Eingänge, das geht gar nicht.

Ich kann den letzten freien Pin testweise auf GND hängen.

H. H. schrieb:
> Und die Versorgungsspannung ist im Layout auch ziemlich merkwürdig
> geführt.

Was verstehst du genau unter untermerkwürdig?
Am Bus liegen 12V an, am Board werden 3.3V mit einem StepDown 
Spannungsregler erzeugt.
Wie wäre es besser geführt?

[Peter D. (peda)]

Daniel A. schrieb:
> Aufgabe der Schaltung ist es einen 12V Datenbus auf 3.3V Level zu
> bringen.

Daniel A. schrieb:
> Wieder schöne 13.4V Signale auf allen Bits.

Da ist was faul. Ein 12V Datenbus darf nur max 12V liefern.

Daniel A. schrieb:
> Mit dem 74HC244 gabs dann als Resultat ein Signal mit 10V DC Anteil und
> 1V Signalpegel am Datenbus. Also Mist, keine Ahnung wieso.

Der 74HC244 hält definitv keine 10V aus. Irgendwo hast Du einen groben 
Verdrahtungsfehler oder Dein Meßgerät ist kaputt.

[H. H. (Gast)]

Daniel A. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Zumindest bei U10 gibt es offene Eingänge, das geht gar nicht.
>
> Ich kann den letzten freien Pin testweise auf GND hängen.

Unbedingt!


> H. H. schrieb:
>> Und die Versorgungsspannung ist im Layout auch ziemlich merkwürdig
>> geführt.
>
> Was verstehst du genau unter unter merkwürdig?

Man kann den Weg der 3,3V zu den 4050 gar nicht nachvollziehen.

[H. H. (Gast)]

Peter D. schrieb:
>> Mit dem 74HC244 gabs dann als Resultat ein Signal mit 10V DC Anteil und
>> 1V Signalpegel am Datenbus. Also Mist, keine Ahnung wieso.
>
> Der 74HC244 hält definitv keine 10V aus. Irgendwo hast Du einen groben
> Verdrahtungsfehler oder Dein Meßgerät ist kaputt.

Da hat er sich wohl nur vertippt. Oben schreibt er ja vom 74C244.

[Christian B. (luckyfu)]

Generell sollte man versuchen, VCC und VDD auch irgendwo zu erklären. 
Insbesondere wenn es mehrere Spannungsebenen gibt, wird das sonst sehr 
schnell Kauderwelsch. Des weiteren kann man an Spannungswandlerausgängen 
auch immer gleich den zu erwartenden maximalen Strom schreiben. Das hat 
mehrere Vorteile: 1. beim Layout kann man so sehr viel besser 
abschätzen, wie breit eine Leiterbahn sein sollte um den Strom dort 
tragen zu können, 2. Bei der Fehlersuche sehe ich gleich, dass hier 
etwas falsch ist, wenn der Strom sehr stark vom Erwartungswert abweicht. 
3. bei einem Schaltplanreview kann man so schnell erkennen, wenn ein 
Bauteil nicht für die vorgesehene Aufgabe geeignet ist, weil die Werte 
nicht passen. Um den Strom messen zu können, empfiehlt es sich, 
Ferritbeads in den Ein- und / oder Ausgang der Wandler zu platzieren. 
Wenn die schon mal da sind kann man dann auch noch einen Kondensator 
dran bauen und hat gleich noch EMV technisch für mehr Ruhe gesorgt. Die 
Ferritbeads kann man dann bei der Erstbestückung erstmal weg lassen und 
durch Draht ersetzen, in dem man problemlos den Strom messen kann 
mittels Zange und Oszi. Passt alles, setzt man die Ferritbeads nach und 
alles ist schön. Aber das nur als Exkurs. Die FB müssen nicht unbedingt 
sein, aber eine Vernünftige Spannungsbenennung und der zu erwartende 
Strom sollten an einer Spannungs- oder Stromquelle definitiv dran 
stehen.

Du musst halt auch mal darüber nachdenken, was passiert, wenn du oder 
ein anderer Mitarbeiter in 1 Jahr den Schaltplan wieder in den Händen 
hältst. Kannst du dich auf einen Blick mit diesen essentiellen 
Informationen versorgen oder musst du möglicherweise im schlimmsten Fall 
durch messen, herausfinden, was VCC hier nun genau heißt. Schaltpläne 
sollten immer Kommentarlos lesbar sein.

[Karl B. (gustav)]

H. H. schrieb:
> Man kann den Weg der 3,3V zu den 4050 gar nicht nachvollziehen.
So wie ich das im Moment sehe,
brauchst einen anderen Inverter-Buffer.
Vdd brauchst Du noch.

Woher soll der 4050 wissen, auf welchen Pegel er den Ausgang setzen 
soll?

Habe leider auf die Schnelle keinen Inverter-Buffer im I-Net gefunden.
Bei einer ähnlichen Pegelumsetzung verwendete ich einen 4010.
Allerdings muss hinterher nochmal invertiert werden.

ciao
gustav

[Daniel A. (daniel_a32)]

Peter D. schrieb:
> Da ist was faul. Ein 12V Datenbus darf nur max 12V liefern.
Das alte Netzteil in der Steuerung liefert leider keine 12V sondern 
13.4V. Somit ist auch der Datenbus am selben Pegel.

H. H. schrieb:
> Peter D. schrieb:
>>> Mit dem 74HC244 gabs dann als Resultat ein Signal mit 10V DC Anteil und
>>> 1V Signalpegel am Datenbus. Also Mist, keine Ahnung wieso.
>>
>> Der 74HC244 hält definitv keine 10V aus. Irgendwo hast Du einen groben
>> Verdrahtungsfehler oder Dein Meßgerät ist kaputt.
>
> Da hat er sich wohl nur vertippt. Oben schreibt er ja vom 74C244.

Stimmt, es handelt sich auf der anzusprechenden Platine um einen 
MM74C244N.

Christian B. schrieb:
> Du musst halt auch mal darüber nachdenken, was passiert, wenn du oder
> ein anderer Mitarbeiter in 1 Jahr den Schaltplan wieder in den Händen
> hältst.

Nächstes mal lass ich mir ein wenig mehr Zeit, hab das ganze in weniger 
als 4h gezeichnet und geroutet. Sind ein paar unschöne Fehler passiert, 
die ich noch beseitigen konnte und bis auf die READ Signale läuft jetzt 
alles.

Basis dieses Projekts ist eine alte Bosch SPS Ausgangsbaugruppe aus den 
90ern. Der Peripheriebus, welche ich hier ansprechen will lief 
merkwürdigerweise auf 12V und wurde vom Systembus mit einer Koppelkarte 
auf 5V runterbracht.

Auf der Koppelkarte wurde ein CD40116 verwendet. Diese werden aber nicht 
mehr produziert. Ich habe daher als Ersatz den CD4050B gewählt, der laut 
seinem Datenblatt dafür geeignet hätte sein müssen.

Immerhin steht im Datenblatt in der Beschreibung:

The CD4049UB and CD4050B devices are inverting
and noninverting hex buffers, and feature logic-level
conversion using only one supply voltage (VCC). The
input-signal high level (VIH) can exceed the VCC
supply voltage when these devices are used for logiclevel conversions.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4049ub.pdf?ts=1646989591921&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

Auf der Koppelkarten sind zwischen dem CD40116 und dem 74C244 noch 
Pullup Widerstände auf Bus-Pegel. Diese fehlten in meiner Schaltung, hab 
das jetzt nachgebessert.

Der CD4010 ist ein heißer Tipp. Da er Pinkompatibel ist kann ich ihn der 
aktuellen Platine mal einbauen und VDD querverdrahten.

[Daniel A. (daniel_a32)]

ich hab nun die 12V Versorgung gegen eine stufenlos einstellbare 
Spannungsversorgung getauscht.

Unter 5.22V funktioniert der CD4050B einwandfrei.

Was ist hier falsch?

[michael_ (Gast)]

H. H. schrieb:
> michael_ schrieb:
>> Die Signalspannung darf nicht höher sein als die Betriebsspannung.
>
> Das ist eben beim 4050 anders!

Klar doch, du hast immer Recht!
Aber andere Ungläubige, wo an den Pin-Eingängen eine höhere Spannung 
anliegt, siehe oben.

[Dieter R. (drei)]

Daniel A. schrieb:

> Was ist hier falsch?

Vermutlich deine Schaltung. Oder falscher IC-Typ. Oder beides.

Vorschlag: mach einen sauberen Schaltplan deines aktuellen Aufbaus, mit 
genauer Angabe von verwendeten IC-Typen und Herstellern. Und dazu 
schreibst du bitte, was du erwartest und inwiefern deine Ergebnisse 
davon abweichen.

Dann siehst du vielleicht selbst den Fehler, oder andere können dir 
helfen. So ist das bloß noch ein Ratespiel.

[H. H. (Gast)]

Karl B. schrieb:
> Bei einer ähnlichen Pegelumsetzung verwendete ich einen 4010.

Im Datenblatt des CD4010B von TI wird ausdrücklich der CD4050B als 
Nachfolger empfohlen.

[Karl B. (gustav)]

H. H. schrieb:
> Im Datenblatt des CD4010B von TI wird ausdrücklich der CD4050B als
> Nachfolger empfohlen.

4050 hat keinen VDD Anschluss. Das war hier meine Aussage, warum ich auf 
den
"obsoleten" 4010 verwies...

"...and feature logic-level
conversion using only one supply voltage (VCC). The
input-signal high level (VIH) can exceed the VCC
supply voltage when these devices are used for logic-
level conversions. These devices are intended for use
as CMOS to DTL or TTL converters and can drive
directly two DTL or TTL loads. (VCC = 5 V,
VOL ≤ 0.4 V, and IOL ≥ 3.3 mA.)

Wie das nur mit Vcc funktionieren soll, (ohne Vdd Anschluss) die 
Ausgangsspannung runterzusetzen, erschließt sich mir nicht so recht.
Wenn ich definierte Pegel haben möchte, braucht das IC eine "Ansage".
Dann darf ich laut Datenblatt Vcc nicht höher als 5V setzen.
TO hat da aber 12V.

ciao
gustav

[H. H. (Gast)]

Karl B. schrieb:
> erschließt sich mir nicht so recht.

Datenblatt lesen!

[Karl B. (gustav)]

Dann ist die Lösung so einfach, wie sie einfacher nicht sein kann.
Der TO knipst die 12V Verbindung an den entsprechenden ICs ab und setzt 
dort seine 3,3V drauf.
Fertig.
Würde auch erklären, wieso es da vorher einen Lagerfeuereffekt gab.

ciao
gustav

[H. H. (Gast)]

Karl B. schrieb:
> Der TO knipst die 12V Verbindung an den entsprechenden ICs ab und setzt
> dort seine 3,3V drauf.

Er betreibt die schon mit 3,3V!

[Dieter R. (drei)]

H. H. schrieb:
> Karl B. schrieb:
>> Der TO knipst die 12V Verbindung an den entsprechenden ICs ab und setzt
>> dort seine 3,3V drauf.
>
> Er betreibt die schon mit 3,3V!

Der Schaltplan ist soweit eindeutig und offenbar korrekt. Außerdem hat 
er aber inzwischen auf dem Board rumgelötet, schreibt wechselnde 
Typbezeichnungen und fabuliert über "abgestorbene" Bits, was auch immer 
er damit meint. Er begreift erst mühsam, dass man unbenutzte Eingänge 
nicht offen lassen darf, sein Board hat eine dilettantisch angelegte 
VCC-Fläche und im (Gerber?)-Plot sind lauter haarfeine Unterbrechungen, 
die hoffentlich in Wirklichkeit nicht vorhanden sind.

Der Fehlermöglichkeiten sind viele. Er sollte erst mal seine Darstellung 
und seinen Schaltplan sauber aufräumen, dann sehen wir weiter.

[Daniel A. (daniel_a32)]

Karl B. schrieb:
> Wie das nur mit Vcc funktionieren soll, (ohne Vdd Anschluss) die
> Ausgangsspannung runterzusetzen, erschließt sich mir nicht so recht.
> Wenn ich definierte Pegel haben möchte, braucht das IC eine "Ansage".
> Dann darf ich laut Datenblatt Vcc nicht höher als 5V setzen.
> TO hat da aber 12V.

VOH  entspricht Vcc, somit stellt man die Ausgangsspannung mit Vcc ein. 
VIH darf über Vcc sein. So interpretiere ich zumindest das Datenblatt.

Bei meiner Schaltung liegen 3.3V am Vcc Pin des CD4050B an.

Ich habe den Aufbau nun ausführlich getestet und ich weis noch nicht so 
recht warum sich die Schaltung so verhält.

Situation 1 - Trockentest mit 0V/12V an den Inputs aus Versorgung

Alle Zustände wurden durchgespielt. H, L und Z, so wie es der 74C244 
auch machen würde. Resultat: Stabile 3.3V sowie 0V an allen Ausgängen 
des CD4050B.
Funktioniert also.

Situation 2 (Sollkonfiguration) - Eingangskarte am Bus, 12V Versorgung 
durch Originalnetzteil (Peak 13.4V am Bus)

Die CD4050 mussten mit dieser Konfiguration bereits zum dritten Mal 
getauscht werden. Die defekten ICs wurden Niederohmig und erzeugten 
einen Überstrom von mehr als 200mA.
Die Signalpegel am Datenbus lagen bei 13.4V bis auf 8.4V runter. An 
allen Ausgängen des CD4050B kam 0V raus.
Bei den 3 Tests wurden Pull-Ups (12V) und Pull-Downs sowie eine Variante 
wie im Schaltplan verwendet.

Situation 3 - Eingangskarte am Bus, Regelbares Netzteil, Busspannung 
3.3V bis 12V

Von 3.3V bis 5V Busspannung läuft alles einwandfrei. Die Übertragung 
läuft mit 50kHz ohne Störung.
Ab 5.22V kommen nur noch 0V Signale beim CD4050B raus, unabhängig von 
der Frequenz.

Das bedeutet somit, dass aber einer Spannungsdifferenz von 1.9V die 
Schaltung nicht mehr funktioniert, aber nur wenn die Signale vom 74C244 
kommen. Schließe ich die READ Signale direkt an GND oder 12V, kommen die 
Signale wieder sauber beim Atxmega an.

Nach meinem Empfinden sollte die Schaltung funktionieren. Ich habe in 
den Datenblätter der beiden betroffenen Bausteine nichts gefunden, was 
auf das Gegenteil hindeutet.

Nächste Woche kommen ein paar CD4010 und 74HC4050, dann werde ich mal 
berichten wie es mit denen aussieht.

Sollte jemand noch einen Verbesserungsvorschlag haben, kann ich das 
gerne testen.

Da die Pegel selbst bei statischer Ansteuerung durch den 74C244 nicht 
anliegen, kann man eine Störung durch parasitäre Kapazitäten und 
Induktivitäten als Ursache ausschließen.

[Dieter R. (drei)]

Daniel A. schrieb:

> Nach meinem Empfinden sollte die Schaltung funktionieren.

Tut sie ja auch, wenn man deiner Schilderung glauben kann. Statische 
Signale werden einwandfrei verarbeitet.

Dynamische aber, wieder nach deiner Schilderung, nicht. Also gibt es 
einen (offenbar gigantischen, Abrauchen, 200mA) Einfluss dynamischer 
Signale. Da ist eine Ferndiagnose schwer. Hast du endlich alle Eingänge 
auf definiertes Potential gelegt, wie sehen die Signale und 
Betriebsspannungen aus (Oszilloskop)? Verhalten sich BEIDE ICs 
identisch? Verhalten sich ALLE Signale identisch (weiter oben gab es 
noch unerklärt unterschiedliches Verhalten)? Passieren die Phänomene nur 
bei 50 kHz? Kannst du das auch langsamer testen, ohne dass gleich alles 
abraucht, z. B. mit 1 kHz?

Nach deiner Schilderung am wahrscheinlichsten wäre, dass die 
Signalflanken völlig kaputt (Schwingungen, laange Anstiegszeit) sind und 
in den ICs deshalb beide Ausgangstransistoren durchgeschaltet sind. Das 
müsste man aber auch bei niedrigerer Frequenz im Oszillogramm sehen 
können. Bedenke, dass bei 3,3V VCC die Schaltschwelle im Bereich 1V bis 
2V liegt, dieser Bereich also "verboten" ist.

> Da die Pegel selbst bei statischer Ansteuerung durch den 74C244

Oben schreibst du von 50 kHz. Unten ist es plötzlich auch statisch. 
Welche Pegel liegen denn dann GENAU an? Deine Schilderungen sind nicht 
besonders konsistent. Du willst uns doch wohl nicht erzählen, dass bei 
0V/12V Ausgang am 74C244 etwas anderes passiert als bei 0V/12V 
Ansteuerung mit Drahtbrücke?

[(prx) A. K. (prx)]

Daniel A. schrieb:
> Die defekten ICs wurden Niederohmig und erzeugten
> einen Überstrom von mehr als 200mA.

Klassischer Latchup.

Die Situation tritt genau deiner Beschreibung nach nur dann auf, wenn 
die Karte mit dem Bus verbunden ist. Was nahelegt, dass über den Bus 
Mist reinkommt.

Daniel A. schrieb:
> wenn ich mit dem Oszi (RIGOL MSO5074)
> messe, dann habe ich hier auch 13.4V.

Hast du mit dem Oszi mal nach Aussreissern gesucht? Langzeittest mit 
Oneshot und Trigger auf unterhalb -0,5V bzw. oberhalb +16V an einer 
Datenleitung, gemessen gegenüber GND vom IC, nicht von Sonstwo.

Ebenso die Versorgungs- und GND-Pegel am IC gegenüber denen an der 
Stromversorgung beobachten. Auch hier nicht einfach nur aufs Bild 
gucken, obs jetzt gerade schön aussieht, sondern per Trigger 
feststellen, ob zwischendurch Mist auftritt.

[(prx) A. K. (prx)]

Sind diese ulkigen "fass mich nicht an" Pins ein Artefakt der 
Bilderzeugung des Layoutprogramms, oder sind die auch im Kupfer selbst? 
Letzteres ist schwer vorstellbar, aber es sieht schon merkwürdig aus und 
erschwert die Analyse.

[re (Gast)]

Daniel A. schrieb:
> Die maximale Eingangsspannung des CD4050B liegt bei 20V, die Spannung
> sollte also nicht das Problem sein.

Doch, unter Maximum Ratings sind da eher 16V angesagt. Und ...

> Peak 13.4V am Bus

... das sollte bei 12V Vdd die Alarmglocken klingeln lassen. Sind da 
womöglich noch höhere Peaks dabei, z.B. jenseits der 16V?
Das würde sich imho lohnen, abgeklärt zu haben.



Karl B. schrieb:
> Woher soll der 4050 wissen, auf welchen Pegel er den Ausgang setzen
> soll?

Vcc, wie im Datenblatt beschrieben.


michael_ schrieb:
> Aber andere Ungläubige, wo an den Pin-Eingängen eine höhere Spannung
> anliegt, siehe oben.

Im Datenblatt ist dieser Betriebsmodus als ausdrücklicher Daseinszweck 
dieses Chips beschrieben.

HTH;
(re)

[(prx) A. K. (prx)]

(prx) A. K. schrieb:
> gemessen gegenüber GND vom IC, nicht von Sonstwo

Ich will darauf raus, dass du dich bei der Fehlersuche nicht blind drauf 
verlassen solltest, dass GND überall gleich ist. Sondern der Fehler auch 
in völlig verschiedenen GND-Pegeln liegen kann.

[Daniel A. (daniel_a32)]

Dieter R. schrieb:
> Oben schreibst du von 50 kHz. Unten ist es plötzlich auch statisch.
> Welche Pegel liegen denn dann GENAU an? Deine Schilderungen sind nicht
> besonders konsistent. Du willst uns doch wohl nicht erzählen, dass bei
> 0V/12V Ausgang am 74C244 etwas anderes passiert als bei 0V/12V
> Ansteuerung mit Drahtbrücke?

Doch, genau so ist es und das ist eben das Merkwürdige. Wenn ich über 
den Debugger die Karte adressiere, dann sollten die Daten anliegen. Tuen 
sie aber nicht. Ziehe ich die Karte raus und lege 12V auf den Datenbus, 
dann habe ich wieder mein Signal.

Es scheint, als ob du dir meine Posts nicht genau durchliest oder nicht 
richtig verstehst. Die Ansteuerung passiert durch einen Atxmega, welcher 
im Debugmodus laufen kann und die Signale Schrittweise ausgibt. 
Frequenzstörungen sind daher Auszuschließen. Es ist selbst bei 
statischen Signalen keine Funktion mit dem 74C244 gegeben. Wenn die 
Ansteuerung funktioniert lasse ich das Programm in Echtzeit laufen und 
das sind 50kHz.

Mein Versuch mit der Spannungsreduzierung hat gezeigt, dass es bei unter 
5V funktioniert, unabhängig von der Frequenz.

Ich habe die Eingangskarte mit einem Arduino auch schon angesteuert. 
Dieser lief bei 5V anstandslos mit allen Karten.

[(prx) A. K. (prx)]

re schrieb:
> Doch, unter Maximum Ratings sind da eher 16V angesagt.

Beim CD4050B sind es 20V. Für den hatte er das konstruiert, und auch die 
sind ihm abgeraucht. Wäre aber egal, wenn hier alles koscher wäre. Ist 
es aber nicht.

[Dieter R. (drei)]

Daniel A. schrieb:

> Doch, genau so ist es und das ist eben das Merkwürdige. Wenn ich über
> den Debugger die Karte adressiere,

GENAU so ist es sicher NICHT. Du beschreibst ein physikalisch 
unmögliches Verhalten. Folglich ist die Erklärung dafür nicht, dass 
etwas physikalisch unmögliches geschieht, sondern dass deine 
Beschreibung falsch ist.

Hast du die Pegel wirklich GEMESSEN? Mit dem OSZILLOSKOP? Kannst du das 
bitte mal vorzeigen? Oder verlässt du dich auf die Debugger-Ausgabe? Und 
nochmal: wie sieht dein genauer Schaltplan jetzt wirklich aus, nach 
deinen ganzen Bastel-Aktionen?

UND: hast du geklärt, ob dein Board so aussieht wie im geposteten 
(Gerber?-) Plot mit den "drahtlosen" Pad-Anbindungen oder ob es da auch 
Verbindungen zu den Pads gibt? Danach wurdest du mittlerweile mindestens 
zweimal gefragt, deine Antwort steht aus.

[Daniel A. (daniel_a32)]

Dieter R. schrieb:

>
> UND: hast du geklärt, ob dein Board so aussieht wie im geposteten
> (Gerber?-) Plot mit den "drahtlosen" Pad-Anbindungen oder ob es da auch
> Verbindungen zu den Pads gibt? Danach wurdest du mittlerweile mindestens
> zweimal gefragt, deine Antwort steht aus.

Meine Herren, bitte. Das ist ein Screenshot einer Routing Software.

Wenn du selbst drauf kommst, was das ist, dann gehe ich eventuell mal 
auf eine deiner Äußerungen ein. Mir gefällt deine Herangehensweise nicht 
und du liest dir anscheinend die Posts nicht durch. Du stellst ständig 
Fragen zu bereits Erläutertem und störst den Problemlösungsprozess.

Wenn ich Zeit finde meinen Schreibtisch vom Kinderspielzeug meines 
Sohnes zu befreien, dann mache ich mal ein Foto vom Aufbau.

Als Netzteil dient gerade ein HAMEG HM7042-5 und als Oszi immer noch das 
RIGOL MSO5074.

Die Schaltung sieht immer noch genauso aus wie am Schaltplan. Die 
einzige Änderung waren Pullups und die sind wieder weg. Also hier gibt 
es kein rumgemurkse auf der Platine.

[Dieter R. (drei)]

Daniel A. schrieb:
> Dieter R. schrieb:
>
>>
>> UND: hast du geklärt, ob dein Board so aussieht wie im geposteten
>> (Gerber?-) Plot mit den "drahtlosen" Pad-Anbindungen oder ob es da auch
>> Verbindungen zu den Pads gibt? Danach wurdest du mittlerweile mindestens
>> zweimal gefragt, deine Antwort steht aus.
>
> Meine Herren, bitte. Das ist ein Screenshot einer Routing Software.

Daniel, bitte:

1. Ich habe schon mit vielen Layout-Programmen gearbeitet. Keines 
produziert solche seltsamen Screenshots, da ist eine Nachfrage 
angebracht. Übrigens habe ich es mir angewohnt, JEDES Layout mit einem 
Gerber-Viewer vor der Boardfertigung zu überprüfen. Solltest du auch 
tun, dann gäbe es nicht solche Fragen.

2. Deine überhebliche Reaktion ist total unangebracht, schließlich bist 
du es, der keinen Durchblick hat. Wir anderen versuchen nur, zu helfen. 
Leider gehst du auf unsere Fragen nicht ein.

3. Die Qualität deines Layouts ist im übrigen beschissen. Das wurde dir 
bereits mehrfach gesagt, mit vorsichtigeren Worten, nicht nur von mir. 
Nun sage ich es mal deutlich.

4. Die Qualität deiner gesamten Vorgehensweise bei der Fehlersuche 
entspricht offensichtlich der Qualität deines Layouts. Dir wurde nun 
mehrfach gesagt, wonach du suchen musst. Tu es einfach.

[Daniel A. (daniel_a32)]

Dieter R. schrieb:
> 2. Deine überhebliche Reaktion ist total unangebracht, schließlich bist
> du es, der keinen Durchblick hat. Wir anderen versuchen nur, zu helfen.
> Leider gehst du auf unsere Fragen nicht ein.
>
> 3. Die Qualität deines Layouts ist im übrigen beschissen. Das wurde dir
> bereits mehrfach gesagt, mit vorsichtigeren Worten, nicht nur von mir.
> Nun sage ich es mal deutlich.

Du unterstellst mir Überheblichkeit und beleidigst mich und meine Arbeit 
in einem Satz ohne einen Verbesserungsvorschlag zu bringen.
Ich verschwende keine Lebenszeit mehr damit mir deine Meldungen 
durchzulesen, du trägst nichts bei und willst anscheinend nur dein Ego 
aufblasen mit deiner Besserwisserei.

Aber nun zur Lösung des PCB Rätsels: es ist die Lötstopmaske in 
halbtransparanter Darstellung die als Trennung zwischen Pad und 
Leiterbahn erscheint. In Wahrheit ist alles ok mit der Platine und es 
treten auch keine Störungen auf.

[Dieter R. (drei)]

Daniel A. schrieb:

> In Wahrheit ist alles ok mit der Platine und es
> treten auch keine Störungen auf.

Der Witz ist gut. Dann kann das Thema ja geschlossen werden.

[Daniel A. (daniel_a32)]

Hier sind nun Screenshots vom Oszi bei 5V und bei 12V Busspannung.
Man sieht hier das Signal der Datenleitung READ0 wenn die Karte 
angesprochen wird und ein High Signal anliegt.
Das Signal wird von Z auf H geschaltet.

*Bild 17:* 13.4V Busspannung, keine Treiber eingelötet, somit im 
Leerlauf mit 27kOhm Pull Down

*Bild 20:* 5V Busspannung durch externes Netzteil

*Bild 23/24:* 12V Busspannung durch externes Netzteil

Bei 5V läuft es äußerst stabil, auch beim Einbringen von 
Hochfrequenzstörungen konnte ich bis jetzt keinen Signalabriss 
feststellen. Ab einer Differenzspannung von mehr als 1.9V zwischen VCC 
und VDD gibt der CD4050B nur Low am Ausgang aus.

Beim Versuch am Foto habe ich die Eingänge mit den Ausgängen verbunden.
Die eingelesenen Werte werden um 8 Bit verschoben und wieder ausgegeben.
Somit kann ich ein Byte durch alle IOs laufen lassen und am Schluss die 
Werte vergleichen.

Zwischenzeitlich hab ich nochmal einen Blick auf die alte Bosch 
Koppelkarte geworfen. Hier wurden wie bereits erwähnt CD40116 genutzt 
und die Eingänge mit einem 20kOhm Widerstandsarray auf GND gezogen. 
Zusätzlich befindet sich auf einer weiteren Koppelkarte noch ein 
Widerstandsarray mit 27kOhm gegen GND.

Im neuen Layout hab ich mal Widerstandsarrays eingebaut und die CD4050 
auf Pin 16 mit VDD beaufschlagt, damit ich flexibel bin, wenn der CD4010 
funktionieren sollte.

Nächste Woche sollten CD4050B von TI kommen und CD4010. Mal sehen was 
dabei rauskommt.

[Hartmut S. (hsemken)]

Daniel A. schrieb:
> Verbaut ist in der aktuellen Schaltung ein CD4050B. Aufgrund des
> Chipmangels habe ich für die nächste Version den 74HC4050 wählen müssen.

iirc sind das verschiedene Chips mit verschiedenen Maximum Ratings.
Und mir haben Verkäufer schon mal den 5V (6V max?)-Chip geschickt wenn 
ich den 12V haben wollte...

hase

[Hartmut S. (hsemken)]

Wo ich die angeschmurgelten Chips grad sehe: das sind ja doch erhebliche 
Erwärmungen.
Das sieht wirklich nach einem Rating-Mismatch aus (6V-Version statt 
12/18V-Version).

Als ich mal einen vergleichbaren Fehler gesucht habe und wüstes 
Rumschwingen vermutet wurde, haben wir einen Adapter gebastelt, der mit 
einem Komparator mit einstellbarer Schwelle und einem RS-Flipflop auch 
kurze Übersteuerungen sichtbar machen konnte (lange her: Speicheroszi 
hatten wir nich' :-)
Zumindest Überspannungen kann man so aufspüren.

hase