Du er her: Forside » Guider » MC14053BCP-guide: tre analoge kontakter, du styrer med logik
Alle chips i denne serie har indtil nu truffet beslutninger om et-taller og nuller. MC14053BCP gør noget andet: den flytter en faktisk spænding fra en ledning til en anden, i begge retninger, og lader et logikniveau bestemme hvilken ledning. Det er et relæ, du styrer fra et mikrocontrollerben - uden bevægelige dele, og med et par faldgruber, det er værd at kende, før du lødder den i.
En logisk port ser på sine indgange, træffer en beslutning og trækker sin udgang op eller ned til en forsyningsskinne. Intet af indgangsspændingen overlever; det, der kommer ud, er en frisk 0 V eller 5 V, som porten selv laver. NOR-portene i vores MC14002BCP-guide fungerer præcis sådan. En analog kontakt gør det modsatte: den ser slet ikke på signalet, og den producerer ingenting. Den forbinder blot to ben gennem et par hundrede ohm ledende silicium - eller lader dem være afbrudt. Den spænding, der er på det ene ben, optræder på det andet: en sinus, en langsomt driftende sensorværdi, en 3 kHz firkant - det er lige meget. Og fordi forbindelsen bare er to transistorer i parallel, løber strømmen den vej, den vil. Der er ingen indgangsside og ingen udgangsside.
Netop derfor kalder databladet benene "in/out" og "out/in" frem for indgang og udgang. Den samme kreds er en multiplekser, når du fører to kilder ind og tager én ud, og en demultiplekser, når du fører én kilde ind og sender den til en af to modtagere. Det er de samme seks transistorer begge veje. Sammenlign med en digital dekoder som den i vores MC14515BCP-guide eller 3-til-8-dekoderen i 74HC138-guiden om adressedekodning: de vælger, hvilken udgang de selv vil trække, de router ikke en spænding, der kom fra et andet sted.
MC14053B indeholder tre af disse kontakter. Hver enkelt er en enkeltpolet skiftekontakt (SPDT): et fællesben, der altid er forbundet til præcis ét af to kanalben. De tre sektioner er helt uafhængige og har hver sit styreben - A (ben 11) styrer den første sektion, B (ben 10) den anden og C (ben 9) den tredje. Intet deles ud over forsyningerne og Inhibit-benet. Det gør den til et andet dyr end sine to søskende: MC14051B er én 8-vejs kontakt styret af et 3-bit binærtal, MC14052B er to sammenkoblede 4-vejs kontakter, og kun MC14053B giver dig tre separate tovejskontakter. Alle tre er samme familie i samme 16-bens hus, så læs typenummeret omhyggeligt.
Læs tabellen én række ad gangen, så holder den op med at forvirre: et 0 på et styreben vælger sektionens kanal 0, et 1 vælger kanal 1, og mere dekodning er der ikke. Her er ingen binær adresse, modsat 4051.
Det er her, folk snubler, og det er grunden til, at en 4053 driller oftere end nogen portkreds. Der er tre forsyningsben, ikke to. VDD (ben 16) er den positive skinne. VSS (ben 8) er digital stel, og styrebenene A, B, C og Inhibit måles i forhold til det. VEE (ben 7) er den negative ende af den analoge verden, og de omskiftede signaler måles i stedet i forhold til VEE. Databladet er kontant: VEE skal være mindre end eller lig med VSS, og det samlede analoge spænd VDD − VEE skal holde sig mellem 3 og 18 V.
På et 5 V enkeltforsynet print forbinder du simpelthen VEE til VSS, begge til stel, og så skal ethvert omskiftet signal leve mellem 0 og 5 V. Vil du føre et rigtigt lydsignal, der svinger til begge sider af nul, har du to ærlige muligheder: forspænd det til halv forsyning først, eller giv VEE sin egen negative skinne - for eksempel VDD = +5 V og VEE = −5 V, mens styrebenene stadig svinger mellem 0 og 5 V i forhold til VSS. Det delte forsyningstrick er hovedgrunden til, at chippen overlevede så længe i lydudstyr. Hvad du ikke må gøre, er at lade et signal gå under VEE eller over VDD: beskyttelsesdioderne begynder at lede, og kontakten holder op med at være en kontakt.
Her er hele forløbet på et almindeligt 5 V print. Forbind VDD (ben 16) til +5 V og både VSS (ben 8) og VEE (ben 7) til stel; det låser det lovlige signalvindue til 0-5 V. Forbind Inhibit (ben 6) til stel, så chippen er aktiveret. Før sensor 0 til ben 12 og sensor 1 til ben 13, og før ben 14 til din mikrocontrollers analoge indgang. Styr A (ben 11) fra en ledig digital udgang. Med A lav garanterer chippen, at den læser det som et 0, så længe benet er under 1,5 V ved 5 V forsyning, og ben 12 er nu forbundet til ben 14 gennem typisk omkring 250 Ω. Tag din måling. Sæt nu A høj - over 3,5 V for at være et garanteret 1 - og efter højst 800 ns er forbindelsen flyttet til ben 13. Vent din egen kildes indsætningstid af, og læs så sensor to. Intet andet ændrede sig: sektion B og C ledte videre, hvad de nu ledte.
En sluttet MC14053B-kontakt er ikke et stykke ledning. Ved 5 V forsyning er plast-DIP-udgaven specificeret til typisk 250 Ω og maksimalt 1050 Ω ved 25 °C, og den modstand ligger i serie med dit signal. Fører du fællesbenet ind i en 10 kΩ belastning, æder det typiske tilfælde allerede cirka 2,4 % af amplituden; en chip i værste fald æder næsten en tiendedel. To løsninger, i prioriteret rækkefølge: træk ind i en højohmig modtager som en operationsforstærkers indgang eller et sample-and-hold-trin, eller hæv forsyningen - ved 10 V falder den typiske ON-modstand til 120 Ω og ved 15 V til 80 Ω. Der er et andet og mere subtilt tal: ON-modstanden for to kanaler i samme hus kan afvige med typisk 25 Ω og maksimalt 70 Ω ved 5 V, så skifter du mellem to kilder og forventer helt ens forstærkning, passer det ikke helt. Modstanden varierer også med selve signalspændingen, og det er det, databladet mener med "linearized transfer characteristics" - lineariseret, ikke lineær.
En sidste begrænsning gemmer sig i de maksimale grænseværdier: strømmen gennem kontakten er begrænset til ±25 mA, og spændingsfaldet over en sluttet kontakt bør holde sig under 600 mV (300 mV når den er varm). Det er en signalkontakt. Den kan ikke tænde en lampe, en relæspole eller en motor, og en 4053, der bedes bære laststrøm, bliver varm og holder derefter op med at være præcis.
Inhibit (ben 6) er hovedafbryderen. Sæt den til logisk 1, og alle tre sektioner åbner helt: seks kontakter, ingen af dem forbundet til noget. Det er ikke det samme som at vælge den anden kanal - det er et ægte afbrud med en typisk lækstrøm på blot 0,05 nA ved 15 V (300 nA garanteret i værste fald ved 25 °C for plastudgaven). Det gør Inhibit til det rigtige værktøj, når flere 4053’ere deler én fælles linje, og kun én ad gangen må trække på den. Læg mærke til polariteten: Inhibit er aktiv høj, så et uforbundet ben 6 er ikke sikkert - en flydende CMOS-indgang kan ligge hvor som helst. Forbind den til stel, hvis du aldrig skal bruge den. Inhibit virker hurtigere end et kanalskift: typisk 275 ns og maksimalt 550 ns ved 5 V.
Den udgave, iMania har på lager, er MC14053BCP: Motorolas C-serie, −40 til +85 °C, og P-suffikset betyder 16-bens plast-DIP, CASE 648 i Motorolas databog. Ben 1 ligger ved håkket, og nummereringen løber ned ad venstre side og op ad højre. Motorolas eget funktionsdiagram kalder de tre sektioner X, Y og Z, mens CD4053-databladene kalder dem a, b og c med kanalerne X og Y; diagrammet herunder bruger simpelt A/B/C og kanal 0/1, så styrebenet og dets kanaler deler bogstav. Bennumrene er de samme i alle dokumenterne, og en CD4053B passer direkte i samme sokkel.
Inden for sit eget område er chippen hurtig. Familien er angivet til typisk 17 MHz båndbredde i 1 kΩ ved 10 V forsyning, og netop MC14053B holder −50 dB dæmpning af gennemslag fra slukkede kanaler helt op ved 55 MHz, med −50 dB adskillelse mellem sine egne sektioner ved 3 MHz. Selve kanalskiftet er den langsomme del: typisk 300 ns og garanteret 800 ns ved 5 V, forbedret til typisk 80 ns ved 15 V. Den fører altså gerne et videosignal, den allerede fører, men det er ikke en chip, du vender tusindvis af gange i sekundet i en tæt samplingssløjfe uden at tænke over de 800 ns.
Hvad den er rigtig god til: at vælge mellem to lyd- eller sensorkilder, at skifte en tilbagekoblingsmodstand og dermed en forstærkers forstærkning, at route en referencespænding, at sende ét signal til to modtagere eller at bygge et trevejs bypass i en guitarpedal. Har du brug for lavere ON-modstand med samme pinout, er 74HC4053 det moderne high-speed-CMOS-svar, og Motorolas databog peger selv på den. Og er det, du i virkeligheden skal, at vælge én ud af mange ting digitalt frem for at route en spænding, er en dekoder den billigere og renere løsning - se MC14515BCP-guiden, eller MC74HC4511N-guiden, hvis det, der skal vælges, er et ciffer på et display.
Chippen, der er beskrevet her, er på lager hos iMania: MC14053BCP – tredobbelt 2-kanals analog multiplekser.
Kilder: Motorola CMOS Logic Data (DL131, 1988), MC14051B/MC14052B/MC14053B, s. 6-129 til 6-132, for funktion, sandhedstabel, forsyninger, ON-modstand, lækstrøm, timing og P-suffikset CASE 648; Texas Instruments CD4051B/CD4052B/CD4053B SCHS047O (revideret maj 2026) for kanaltabellen pr. ben for den pinkompatible CD4053B. Motorola DL131 PDF · TI SCHS047O PDF.
Vi bruger cookies for at give dig den bedst mulige oplevelse på iMania.dk. De givers os også mulighed for at analysere hvordan brugere anvender siden, så vi kan forbedre den for dig. Persondatapolitik