IC Onlineerai
ブログ

CD4040BFの説明: 12ステージCMOSリップルカウンターの実用ガイド

シンプルな広帯域電圧カウンタまたは分周器が必要な場合は、CD4040BFが主力製品です。平易に言えば、それはCMOS 12です

CD4040BF

シンプルな広帯域電圧カウンタまたは分周器が必要な場合は、CD4040BFが主力製品です。平易に言えば、これは、16ピンパッケージで一般的に提供される、非同期のアクティブハイリセット (従来のCD4000ファミリの一部) を備えたCMOS 12ステージバイナリリップルカウンター/ディバイダーです。

Texas Instrumentsのデバイスドキュメントによると、このクラスのデバイスは、すべての出力を0にクリアするマスターリセットを備えた「12ステージリップルキャリーバイナリカウンター」であり、2の累乗として12の分割出力Q1からQ12を提供します。、fIN/2… fIN/4096、TI CD4040Bマルチタイプデータシート (Rev. D, 2003)を使用します。Onsemiのsecond-sourceパートは、同じ機能と操作のアプローチを確認します。Onsemi MC14040BデータシートPDFを使用します。

CD4040BFとは何か-そしてそうではない

  • つまり、12個の出力とアクティブハイの非同期リセットを備えたCMOSリップル (非同期) カウンタ/ディバイダです。
  • そうではありません: 同期カウンタ。出力は同時に更新されません。また、マイクロコントローラやプログラマブルロジックデバイスではありません。

CD4040BFがあなたのデザインに収まる場所

  • クロック分割: 水晶またはRC発振器から、 ÷ 2から ÷ 4096までの低速クロックを導き出す。
  • イベントカウント: センサーまたはテスト装置からのパルスをカウントします。
  • タイミングチェーン: オシレータと分割された出力を組み合わせて長い遅延を生成します。
  • 周波数測定: 測定またはモニタリング設定でプレスケーラーを構築します。

パッケージと接尾辞: 「BF」の通常の意味 (およびダブルチェックする理由)

  • 多くのカタログでは、「CD4040B」の後の文字はパッケージと環境のオプションを示しています。「BF」は通常、ベンダーの系統に応じて、プラスチック製のDIPまたは特定のSOIC/リードフリーバリアントにマッピングされます。ただし、これらのコードは普遍的ではありません。
  • 選択したベンダーとロットのメーカーの注文情報とパッケージテーブルで「BF」の正確な意味を常に確認してください。TIは、注文とパッケージの詳細を公開しています。TI CD4040B制品ページ、およびタイミング/電気特性TI CD4040Bマルチタイプデータシートを使用します。

ピンアウトと機能の概要 (概念的)

  • 入力: CLOCK、RESET (非同期、アクティブハイ)。
  • 出力: Q1 (÷ 2) 、Q2 (÷ 4) 、… 、Q12 (÷ 4096)。
  • パワー: VDDおよびVSS (グラウンド)。
  • リセット動作: RESETのハイパルスは、CLOCKとは関係なく、すべてのステージを即座に0にクリアします。のタイミング/関数の説明を参照してください。TI CD4040Bマルチタイプデータシートそしてテーブルを確証するOnsemi MC14040B PDFを使用します。

電気特性スナップショット (典型的な家族の行動)

  • 電源電圧 (VDD): CD4000デバイスは広範囲にわたって動作します。ベンダーは、約5 V、10 V、および15 Vの操作ポイントを指定し、絶対最大VDDは最大18 Vです。TI CD4040Bマルチタイプデータシートの対応するテーブルとOnsemi MC14040BデータシートPDFを使用します。
  • 入力しきい値: CMOSしきい値はVDDでスケーリングします (ロジックローマックスの場合は約〜0.3 × VDD、ロジックハイ分の場合は〜0.7 × VDD)。正確な保証レベルは、上記のデータシートの「電気特性」表でベンダーごとに示されています。
  • 最大クロック周波数: VDDで増加し、負荷と温度に依存します。低電圧端周辺の高いVDDおよび下限では、適度なMHz機能が期待されます。常に、TI CD4040BデータシートまたはOnsemiのPDFあなたのデザインポイント。
  • 伝播/リップル: リップルカウンターであるため、出力の変化はステージごとに伝播し、短命の中間状態につながります。これを、「一度に」変化する複数のビットに依存する並列デコードまたはタイミングに考慮します (TI CD4040Bデータシート)。

使い方: 頻度分割の例

  • Divide-by-Nは組み込みです。Qnから出力を取得して、fOUT = fIN/2を取得します。
    • 例1: 入力クロックとして32.768kHzの時計クリスタルを使用すると、Q12は約8Hz (32,768/4096約8) を出力します。LEDブリンカーや低レートタイマーに便利です。
    • 例2: 1 MHzクロックの場合、Q10は〜976.6Hz (1,000,000 / 1024) を出力します。選択したVDDとロードが、上記のTI/onsemiデータシートのタイミング仕様ごとのデバイスの周波数制限を満たしていることを確認してください。
  • リセット使用量: パワーアップ時にRESETに短いハイパルスを適用して、既知の状態から開始します。最小リセットパルス幅は、TI CD4040BデータシートとOnsemi MC14040B PDFを使用します。

デザインのヒントと一般的な落とし穴

  • 供給を分離する: 安定性のために0.1 µ FセラミックコンデンサをVDD-VSSの近くに配置します。標準のCMOSプラクティスは、ベンダーのデータシートの一般的なアプリケーションの推奨事項に反映されています。
  • 状態の遅い時計またはノイズの多い時計: 入力エッジが遅いか弾力がある場合 (機械式スイッチなど) 、カウンターの前にシュミットトリガーバッファー (CD40106Bなど) または適切なデバウンスを使用します。Onsemiデータシートを使用します。
  • リップルの危険性の管理: 時間クリティカルなロジックのために複数の変更出力を直接組み合わせることは避けてください。複数のビットをデコードする必要がある場合は、反対側のクロックエッジでそれらをラッチするか、代わりに同期カウンタを使用します (タイミングの動作については、TIデータシート)。
  • 未使用のピン: 未使用の入力を定義されたロジックレベルに結び付けます。未使用の出力は接続しないままにすることができます。電気特性セクションのベンダー固有のメモを確認します。

CD4040BF対74HC4040 (速度または5 Vロジックが重要な場合)

  • 機能: どちらも非同期リセットを備えた12ステージのリップルカウンターです。
  • 電圧範囲: CD40Bファミリは、CD4000 CMOS (通常は3〜15 Vの動作ポイント、TI/onsemiを参照) に典型的な広い範囲で実行されますが、74HC4040は2〜6 Vのロジックシステムを対象としています。
  • 速度: 74HC4040は5 Vではるかに高速です-負荷と条件に応じて数十MHzのオーダー-Nexperia 74HC/HCT4040データシート (2024年2月)を使用します。5 Vロジック内で高速化が必要な場合は、HCを選択してください。高圧動作が必要な場合はCD4040B、または高VDDで低電力CMOSを選択してください。

選択と調達ノート

  • クロスベンダーに相当するものには、TI CD4040B、onsemi MC14040B/CD4040B、ST HCF4040B、およびNexperia HEF4040Bが含まれます。マッチ機能、パッケージ、温度グレード、および環境ステータス。
  • 「BF」のような接尾辞は、ベンダー固有の注文コードです。ベンダーの製品page-e.gの注文情報テーブルで、正確なパッケージ (PDIP、SOIC、TSSOP) 、テープとリールとチューブ、およびRoHS/リードフリーのステータスを確認します。TIのCD4040B制品ページ-注文する前に。

重要な参考文献とさらなる読み物

リップルの性質、電圧範囲、およびベンダー固有の順序コードを念頭に置き、リンクされたデータシートテーブルを確認することで、CD4040BFを時計分割にドロップし、タスクを自信を持ってカウントできます。

← Previous ArticleNext Article >>

Related Articles