RS-Flip-Flop mit 2 nand-Gattern will nicht

  • Hallo,

    folgende Schaltung, in der ursprünglich ein SN7400 vorgesehen war, habe ich mit einem CMOS 4011 nachgebaut.

    Aber irgendwie will sie sich nicht schalten lassen.

    Habe ich irgendeinen Denkfehler gemacht? Sind SN7400 und 4011 nicht kompatibel? (Dass sie nicht pin-kompatibel sind, habe ich berücksichtig.)

    [Blocked Image: http://forum.musikding.de/vb/attachment.php?attachmentid=4534&stc=1&d=1265757164]

    Gruß
    Ulrich

  • Hallo,

    sry für die Frage - inzwischen habe ich die Antwort selbst gefunden (hier der Hinweis http://www.ferromel.de/tronic_271.htm, Bild 6):

    Der 4011 benötigt als RS-Flip-Flop offensichtlich je einen Bezug zur pos. Versorgungsspannung an den Eingängen.
    Damit klappt es dann einwandfrei.

    Jetzt weiß ich auch, was vermutlich der Grund ist, dass der SN7400 mit der kompletten Bezeichnung "Quadruple 2-input positive-nand gates" heißt.

    So sieht dann die funktionierende Schaltung aus:

    [Blocked Image: http://forum.musikding.de/vb/attachment.php?attachmentid=4535&stc=1&d=1265761414]

    Gruß
    Ulrich

  • Diese Widerstände sind die berühmt-berüchtigten "Pullup-Widerstände". Wenn der Taster nicht gedrückt ist, liegt über diese Pullups der definierte Signalpegel "High" am Eingang an.
    Wenn man den Pullup weglässt, liegt bei geöffnetem Schalter keine definierte Spannung am Pin an und deshalb funktioniert die Schaltung nicht.

    Bachelor of Engineering

  • Quote from morry;284477

    Diese Widerstände sind die berühmt-berüchtigten "Pullup-Widerstände". Wenn der Taster nicht gedrückt ist, liegt über diese Pullups der definierte Signalpegel "High" am Eingang an.
    Wenn man den Pullup weglässt, liegt bei geöffnetem Schalter keine definierte Spannung am Pin an und deshalb funktioniert die Schaltung nicht.

    Hi Moritz,

    vielen Dank.
    Inzwischen habe ich nochmal zum SN7400 nachgelesen und der scheint diesen Pull-up tatsächlich bereits eingebaut zu haben.

    Kennt jemand noch andere 2- oder 4-fach Nand-Gatter-ICs, die exakt so wie die SN74-Serie funktionieren?

    Gruß
    Ulrich

  • Hallo,

    Quote

    Kennt jemand noch andere 2- oder 4-fach Nand-Gatter-ICs, die exakt so wie die SN74-Serie funktionieren?

    die Frage ist für mich nicht ganz klar.

    Meinst du innerhalb der TTL-Familie ("74") also dann die Unterformen Std, S, LS, ALS, F usw. oder andere Familien (PMOS, CMOS, ECL...)?

    Gruß, Bernd

    Jaichweiß (Andy Pipkin)

  • Quote from eBernd;284493

    Hallo,


    die Frage ist für mich nicht ganz klar.

    Meinst du innerhalb der TTL-Familie ("74") also dann die Unterformen Std, S, LS, ALS, F usw. oder andere Familien (PMOS, CMOS, ECL...)?

    Gruß, Bernd

    Hallo Bernd,

    aus Deiner Antwort meine ich zu erkennen, dass alle 74er diesen internen Pull-up bereits haben.
    Ist dem so?

    Und zum 2. Teil Deiner Rückfrage:
    Ja, andere Familien, die wirklich kompatibel sind, wären auch evtl. interessant - je nach Beschaffbarkeit und Kosten.

    Noch was:
    Wie groß darf der Pull-up-Widerstand beim CMOS 4011 maximal sein?
    - Derzeit habe ich 220k-Widerstände verwendet und es funktioniert in der Schaltung noch.
    Ich brauche rel. hohe Widerstandswerte, da die Schalter gegen Masse, die den Flip-Flop steuern, momentan Optokoppler (4N33) sind, die bei der an der LED anliegenden Spannung einen On-Widerstand von immerhin noch ca. 60k aufweisen.

    Gruß
    Ulrich

  • Hallo,

    ich hab mal eine alte RCA-CMOS-Schwarte von 1983 (gelbes, brüchiges Zeitungspapier) gewälzt:

    Also keine offenen Eingänge (Pullup oder Pulldown verwenden).
    Für Eingänge, die auf Platinenverbindern enden (also auch mal "offen" sein können), werden 100k PU oder PD empfohlen.

    Für die gängige CMOS B-Serie ist ein max. Eingangsstrom von 100 nA bei 18 V Versorgung und 25 °C spezifiziert (zur Berechnung des Spannungsabfalls über PU/PD und Einhaltung noch gültiger Hi oder Lo-Pegel).

    Also ich verwende gerne HC-MOS, da sie (noch) recht gut und preiswert erhältlich sind und bei statischem Betrieb (also keine hohen Schaltfrequenzen) einen Verbrauch wie CMOS haben, aber wesentlich mehr Strom am Ausgang liefern können. Ich betreibe damit LEDs, Relais (2-3 Gatter parallelschalten) direkt, oder benutze sie als PP-Endstufen für Piezos.

    Einschränkung gegenüber CMOS: Max. Versorgung ist 6 V.

    Gruß, Bernd

    Nachtrag:

    Quote

    momentan Optokoppler (4N33) sind, die bei der an der LED anliegenden Spannung einen On-Widerstand von immerhin noch ca. 60k aufweisen.

    Das ist eine seltsame Art, die Wirkung des OK anzugeben.
    Wichtig wäre der Pegel an (einem bestimmten Arbeitswiderstand).
    Das ist immerhin ein OK mit Photo-Darlington mit einem Strom übertragungsfaktor von 500%! Das heißt, wenn du nur 1 mA in die LED schickst, können 5 mA im Ph-Transistor fließen...

    Jaichweiß (Andy Pipkin)

  • Hallo,

    vielen Dank für Deine Bemühungen, mir auf die Sprünge zu helfen.

    Quote from eBernd;284561

    ... Also keine offenen Eingänge (Pullup oder Pulldown verwenden). ...


    Jaja, das habe ich leider gelernt - Versuch macht kluch.

    Quote from eBernd;284561

    ... Für Eingänge, die auf Platinenverbindern enden (also auch mal "offen" sein können), werden 100k PU oder PD empfohlen. ...

    Ok, mit 220k liege ich drüber, aber nicht allzu weit. - Oder ist diese Einschätzung falsch?

    Quote from eBernd;284561

    ... Also ich verwende gerne HC-MOS, da sie (noch) recht gut und preiswert erhältlich sind und bei statischem Betrieb (also keine hohen Schaltfrequenzen) einen Verbrauch wie CMOS haben, aber wesentlich mehr Strom am Ausgang liefern können. Ich betreibe damit LEDs, Relais (2-3 Gatter parallelschalten) direkt, oder benutze sie als PP-Endstufen für Piezos.

    Einschränkung gegenüber CMOS: Max. Versorgung ist 6 V. ...

    Den 74HC00 hatte ich mir auch bereits herausgesucht, war mir aber zuletzt unsicher, ob der intern PUs hat.
    Woran erkenne ich das denn im Datenblatt, z. B. in denen hier: http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=74HC00?

    Gruß
    Ulrich

  • Hallo,

    nein, die haben keine internen PU/PD. Man kann die Eingänge von solchen (fast) stromlosen Familien nie ohne definiertes Eingangspotential lassen - auch die der HC-MOS nicht - also entweder ein anderer Gatterausgang oder PU/PD, welche aber sehr hochohmig sein können (deswegen hatte ich das mit 100 nA Bias geschrieben)

    Mal ein Beispiel 74HC00: (Werte aus RCA HC-MOS Datenbuch)
    @ 5 V Versorgung,
    min. High-Pegel: 3,5 V, (High Level Input Voltage, Min.)
    max Bias-Strom (worst case) 1 µA (Input Leakage Current)
    => max. Pullup

    Rpu_max = (5 -3,5) V / 1 µA = 1,5 MOhm

    Gruß, Bernd

    Jaichweiß (Andy Pipkin)

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