74HC04 - Details

  • Ich bin ja nicht so der große Elektroniker, mehr der Software Entwickler ...

    ... darum möge man mir blöde Fragen verzeihen.



    Da ist ein 12MHz Oszillator, gebaut aus

    • 2 Kondensatoren zu 33pF
    • einem Quarz
    • Zwei Widerstände
    • einem 74HC04


    Im März habe ich die Schaltung zum ersten Mal aufgebaut.

    Ein Bausatz, mit allen Teilen.

    Lief perfekt auf Anhieb, bis heute, Tag und Nacht.


    Heute hab ich es wieder aufgebaut.

    Nichts, schwingt nicht.

    Bauteile wieder ausgelötet, nach gemessen, alles im Toleranzbereich.

    74HC04 in den Tester gelegt, tadellos.

    Gemessen, gesucht, vergeblich.

    Verzweiflung.


    Wäre ich etwas erfahrener, hätte ich wohl viel früher die IC quer getauscht ...


    Siehe da, mit dem 74HC04 aus der ersten Platine läuft es auch auf der zweiten.

    Eigentlich wenig verwunderlich im nachhinein gesehen.


    =====


    So, nun die Fehleranalyse.


    Ich habe den 74HC04 vom Reichelt gekauft.

    Fünf Stück.

    Laut Tester gehen alle fünf.


    Nun ja, der erste HC04 läuft nicht in der Schaltung.

    Das ist Fakt.


    Der zweite HC04 läuft.

    In der zweiten Platine.

    In der ersten Platine läuft er auch so lala.

    Wenn man die Platine anhebt, oder mit den Fingern irgendwo drauf tippt, schmiert alles ab.

    In der zweiten Platine nicht, da funktioniert er schon.

    Der 74HC04 aus dem Bausatz läuft überall ohne irgendwelche Macken.


    Fakt ist, am Oszilloskop sieht das Signal bei dem HC04 aus dem Bausatz viel besser aus als mit den Reichelt ICs.


    =====


    Als ich nun genauer schaute, habe ich gesehen, dass die Bezeichnung anders ist:

    • aus dem Bausatz kam ein 74HC04AN
    • Reichelt liefert 74HC04L


    Hab mir beide Datenblätter angeschaut, mir fällt da kein großer Unterschied auf??


    Was ist denn der Unterschied zwischen AN und L?

    Und wo kriegt man denn diese AN Typen her?


    Reichelt bietet zwei 74HC04 an und lässt sich nicht aus über die Buchstaben danach ...



    Wie kann man denn einen Quarzoszillator machen der sicher läuft?

    Ich hatte ja keine Ahnung dass das so gefinkelt ist?


    Ich wusste ja warum ich Analog Technik nicht mag! X/

    • Offizieller Beitrag

    7404 in einer Quarzschaltung ist immer ein Glücksspiel - unterschiedliche Hersteller - unterschiedliche Ergebnisse...


    Siehe https://www.mikrocontroller.net/topic/59301


    Es gubt spezielle "unbuffered" Versionen davon, die laufen angeblich sicherer.


    Code
    74HCU04
  • Als ich nun genauer schaute, habe ich gesehen, dass die Bezeichnung anders ist:

    • aus dem Bausatz kam ein 74HC04AN
    • Reichelt liefert 74HC04L

    Zeig mal Bilder von den IC's. Ich kenne keine 74HC04 --> L. Original-Datenblatt wäre interessant. Welcher Hersteller soll das sein?

    74HC04 gab es im wesentlichen von RCA/Harris, NS, Motorola, Ti, Philips, Toshiba, übrige Hersteller waren weniger verbreitet.


    BG mesch

  • Ein Schaltbild wäre auch nützlich. Widerstandswerte? Die verwendeten Lastkapazitäten sind mir auch recht hoch gewählt.

  • In dem von mikemcbike verlinkten Artikel ist die Schaltung auch verwendet und einige Erklärungen.


    Aus einem Post:

    Zitat
    zum anschwingen: die schwingung gibts zuerst nicht, allenfalls etwas rauschen...das muss reichen, den quartz anzuregen und wenn der verstärker das jetzt verstärkt, schaukelt sich die schwingung auf....bingo.


    So ein Krampf hatte ich auch mal mit einem 8051 Mikrocontroller. Danach hab ich nur noch Quartz-Oszillatoren eingesetzt.

    Erst seit kurzem trau ich mich wieder an Quarze. Aber mit einer anderen Schaltung.

    ;------------------------------------
    ;----- ENABLE NMI INTERRUPTS
    (aus: IBM BIOS Source Listing)

  • Unisonic aus Taiwan ola. Deren Datenblatt ist quasi von Ti abgeschrieben. Exakt die gleichen dynamischen Werte. Das ist schon schwer unglaubwürdig. Ich würde mal behaupten, die haben Probleme höhere kapazitive Lasten zu treiben und die Timing-Spezifikationen einzuhalten. Das könnte man in einer Testschaltung ausprobieren (siehe Ti-Datenblatt) und mit einem Baustein eines bekannten Herstellers vergleichen.

    Also ich hätte auf dem Tableau:

    MC74HC04N von NS

    MC74HC04AN von Motorola

    SN74HC04N von Ti

    M74HC04B von SGS


    In den Family-Kisten aber noch viel mehr. Die Stangen müsste ich raussuchen.


    Zur Schaltung: Ich würde C12/13 auf 22pF erniedrigen.



    BG mesch

    • Offizieller Beitrag

    In deiner Schaltung sind Schmitt-Trigger eingezeichnet.

    In mikemcbikes verlinkten Artikel steht in einem Post, Schmitt-Trigger geht nicht !


    Was ist denn jetzt richtig ?

  • Natürlich 74HC04. Es geht hier aber um die Kapazitäten.

    • Offizieller Beitrag

    Unisonic aus Taiwan ola. Deren Datenblatt ist quasi von Ti abgeschrieben. Exakt die gleichen dynamischen Werte. Das ist schon schwer unglaubwürdig. Ich würde mal behaupten, die haben Probleme höhere kapazitive Lasten zu treiben und die Timing-Spezifikationen einzuhalten.

    Das habe ich nicht verstanden bzw seh keine Zusammenhang.

    Wo hast du Unisonic her?

  • Diddl hatte den Chip von Reichelt. UTC produziert die wohl nach.

    TL084 von UTC sind sind ebenso ein Katastrophe. Offsetspannung ohne Ende.

    • Offizieller Beitrag

    Ok, Unisonic ist UTC.

    Du kennst dich anscheinend gut mit Analogtechnik aus.

  • Ok, Unisonic ist UTC.

    Du kennst dich anscheinend gut mit Analogtechnik aus.

    Yes, das auskoppeln der Integrationsrampe eines Dual-Slope-Wandlers für Mess- und Lehrzwecke kann man sehr gut mit JFET-OPAMP's machen, verschaltet als Instrumentenverstärker (Spannungsfolger/Differenzverstärker). Eine preiswerte Möglichkeit ist der vierfach OP TL084. Nur nicht mit jenen von UTC, second source zu Ti. Seitdem bin ich bei dieser Firma UTC extrem skeptisch.

    Mit den Orginal Ti war es problemlos machbar. Second source ist halt kein Orginal. Reichelt hat diese UTC-Chips im Programm.

    Das es bei digitaler Logik auch zu Problemen kommt, wundert mich eigentlich nicht. Ich vermute, dass die Firma auf älteren Fertigungsmaschinen (Nachnutzung) produziert. Die Serienstreuung scheint schon recht ordentlich zu sein. 10-15mV Offset ist schon eine Hausnummer bei OPAMP'S.

    Einmal editiert, zuletzt von mesch ()

    • Offizieller Beitrag

    Yes, das auskoppeln der Integrationsrampe eines Dual-Slope-Wandlers für Mess- und Lehrzwecke kann man sehr gut mit JFET-OPAMP's machen, verschaltet als Instrumentenverstärker (Spannungsfolger/Differenzverstärker). Eine preiswerte Möglichkeit ist der vierfach OP TLC84. Nur nicht mit jenen von UTC, second source zu Ti. Seitdem bin ich bei dieser Firma UTC extrem skeptisch.

    Kennst du die niederrheinische Abkürzung von "Das hab ich nicht verstanden"?


    Häääääh

    ;)


    Mit den Ausdrücken kann ich etwas anfangen, aber erwarte nicht, das ich dir einen Schaltplan davon zeichnen kann.

  • Ok, ja ist etwas abgefahren. Es waren so meine erste Erfahrungen mit UTC-Chips.

    • Offizieller Beitrag

    Ok, ja ist etwas abgefahren. Es waren so meine erste Erfahrungen mit UTC-Chips.

    Das ist ok.

    Ich kann auch so 'ne Schlagwortparade rausholen von der die wenigstens was verstehen.

    Aber zu erkennen das ein UTC Chip mehr Offset hat als ein TI Chip und welche Auswirkungen das hat, übersteigt mein Wissen von Analogtechnik.

    Das ist der Punkt an dem ich nicht folgen kann. Aber das kann anders rum genauso sein. Jeder hat so seine Fähigkeiten, das mindert aber nicht die des anderen.

    Und aus solchen Diskussionen lern ich auch, deshalb hake ich da etwas nach.

  • Vielen Dank!


    Die Richtwerte für C und R in Abhängigkeit von der Frequenz, sehr wertvoll für mich.




    Ist schon klar, die Schmitt Trigger gehen nicht ...


    Aber, kann es sinnvoll sein, einen Schmitt Trigger nachzuschalten?

    Kriegt man da ein schöneren Rechteck?


    Ist es sinnvoll, auf doppelte Frequenz zu gehen und die dann halbieren?

    Wegen der gleich langen ein/aus Zeit?


    ===


    Und nochmals die Eingangsfrage ...


    Wie macht man es "richtig gut"?


    Die ATMEGA haben ja auch nur einen Quarz und zwei Kondensatoren.

    Und nie hatte ich da Probleme.


    Das ist auch nicht so störanfällig wie diese Lösung.

    Nach wie vor bringt man es aus dem Takt, nur durch Berührung mit einem Finger.

    Dabei muss man nicht mal die Kontakte berühren!

  • UUUUUUuuuuuuuuuuuuuuuunnndd?


    Bitte net vergessen - "HC" ist CMOS und NICHT TTL! Also - Pegel berücksichtigen - i.e. High - Low - sowie keine "Floatenden" Aus- und Eingänge jeweils unbeschaltet lassen - i.e. Pullup/Pulldown.


    Wollte ich mal gesagt haben! ::heilig::


    Wäre nicht das erst mal, das jemand darauf herein fällt. ::vodoo::  :ätsch:


    :S

  • Aber, kann es sinnvoll sein, einen Schmitt Trigger nachzuschalten?

    Kriegt man da ein schöneren Rechteck?

    ja, wenn man ihn direkt als erstes nach der schwingschaltung benutzt.

    nach einem inverter bringt es wohl nichts mehr.

    Ist es sinnvoll, auf doppelte Frequenz zu gehen und die dann halbieren?

    Wegen der gleich langen ein/aus Zeit?

    ja, es ist sehr sinnvoll, dann brauchst du auch keinen inverter oder schmitt trigger mehr

    und du hast ein high und low aktives signal zur verfügung.


    hallo Diddl


    ich benutzte sogar damals gerne nur einen 74hc74 für alles.

    so einen universal frequenz teiler, zum experimentieren, z,b, auf einem bradboard,

    habe ich für experimente auch vorgesehen.


    einen halben 74hc74 für den schwingkreis, mit nur rc oder wenn genau und sehr stabil mit einem quarz.

    der erste halbe 74hc74 funktioniert dann wie ein inverter.


    die zweite hälfte vom 74hc74 benutzte ich um daraus den halben sauberen takt dann zu erzeugen.

    mit dem 50% low und 50% high verhältnis.


    so habe ich alles nur mit einem ic gelöst.


    für meinen experimentier adapter, für jedermann, z.b. als fertiege adapterplatine für ein breadboard oder

    als low cos universal adapter mit vielen frequenz abgriffen, bekommt dann die 74hc74 schaltung,

    noch mein liebes zähler ic, den 74hc(t)4040 zusätzlich verpasst.


    so hat man auf meinem geplanten experimentier adapter, in der größe eines dip24(s) gehäuses,

    die möglichkeit bis zu 14 frequenzen abzugreifen, die erste, am 74hc74, es ist die quarz frequenz (ist nicht so sauber),

    die halbe quarzfrequenz nach dem zweiten 74hc74 flip flop und dann noch die weiteren 12 frequenzabgriffe

    des 4040.


    so hat man dann einen sehr preiswerten und universellen experimentier adapter in der bastelkiste.

    wenn man die ics in smd benutzt, dann ist alles auch schön klein.

    deswegen habe ich mir dafür schon die ics in smd und in tht damals mir zugelegt.


    eine etwas erweiterte version, mit dipschaltern oder jumpern und dioden zum entkoppeln an den teilerausgängen,

    habe ich auch geplant, so kann man dann einen beliebigen frequenzteiler dann damit bewirken.

    auch mit ungeraden teiler frequenzen.

    indem man, dann mit den dipschaltern (binär) den beliebigen teiler faktor einstellt. von 2 bis 16,7 (32) millionen.


    die gemeinsammen pins des dipschalters, gehen an den reset pin des 4040 zähler ics.

    am besten da vorsichtsbalber eine kleine rc verzögerung dazwischen vorsehen.

    damit das resetsignal gegebenenfalls optional etwas verzögert werden kann.

    wenn also der eingestellte teilerfaktor erreicht wird, wird der zähler zurück gesetzt und er zählt wieder von anfang an,

    bis er wieder den zählerstand erreicht und sich wieder resetet usw.


    dann benutze ich aber die zweite hälfte des 74hc74 nicht direkt nach dem ersten, mit dem quarz,

    sondern mit einer optionalen jumper brücke, dann als letzter teiler nach dem 4040.


    so wird die eingestellte dip schalter freuenz, die den 4040 resettet nun nachträglich sauber nochmal durch den nachgeschalteten halben 74hc74 geteilt und man hat ein sauberes 50% low und ein 50% high signal.


    leider ist aus meinen spielereien, die ich mir mal als experimentier adapter ausgedacht habe,

    damit andere leute es etwas einfacher haben, noch nichts geworden.


    falls ich es mit der gründung meiner proxa-stiftung schaffe, dann hoffe ich, das meine vielen schaltungen doch noch irgendwann später verwirklicht werden.


    diese zweckentfremdung eines 7474 / 74hc74 als inverter habe ich damals irgendwo erwähnt gesehen.

    ich meine, es war ein patent.

    man muss aber im datenblatt nachsehen ob es mit dem typ, des vorhandenem herstellers, auch geht.


    gruß

    helmut


    edit.....würde man den adapter mit eine quarzoszillator bestücken,

    dann könnte man den ersten halben 74hc74 (als inverter) auch als teiler jumpern und benutzen.

    Einmal editiert, zuletzt von axorp ()

  • Das klingt jetzt esoterisch, hat mit aber tatsächlich mal geholfen: Der 74HC04 störte nicht mehr in seine Umgebung, nachdem ich an die kippenden Ausgänge (ich hatte nur zwei Schmitt-Trigger benötigt - waren als noch 4 übrig) wieder einen Eingang anschloss und somit dessen Ausgang als ausgleichende Gerechtigkeit gegenkippte.

  • Die 74HC04 als Oszillator zu verwenden klappt normalerweise gut. Problematisch wird es, wenn die L-Versionen (LowPower) genommen werden, da diese deutlich langsamer sind. 10 MHz ist für die viel zu schnell. Wenn man dagegen mit einem 32 kHz Uhrenquarz arbeiten will und das Ganze von einer kleinen Batterie speisen will, ist der 74HC04L eine gute Wahl.

  • Also nach meiner Erfahrung funktionieren die "unbuffered" tatsächlich deutlich besser.



    Aber da es einige Zeit gedauert hat, bis die "unbuffered" hier waren, habe ich mir mit einem GAL beholfen und später mit dem vorhandenen CPLD.

    Die GAL sind einfach die besseren TTL.

    Es funktioniert einfach immer alles ganz sauber und die Signale schauen einfach super rechteckig aus, nicht abgeschliffen oder sonst was.


    Ich tendiere immer mehr dazu statt mehrerer TTL gleich einen GAL oder CPLD zu verwenden.

    Auch das Platinen Layout wird deutlich einfacher.

    Die Lager Haltung sowieso.


  • Lustige Geschichte:


    Ein Kumpel von mir hat sich auch die "Byte Machine" gelötet.

    Gestern kam ein Anruf: "Hilfe, es läuft nicht!"


    Ohne zu wissen, was denn das Problem ist, ist mir sofort dieser Thread eingefallen.

    Aus diesem Grunde habe ich auch einen 74HCU04 mitgenommen.


    Spannung sauber und exakt 5,1 Volt.

    Reset kommt auch.

    Ich schließe das Oszi an, Takt tadellos da.

    EPROM geprüft, - ok.

    CPU getauscht, - kein Unterschied.


    Da stand ich nun wie Rudi Ratlos ...


    Aber dann ist mir eingefallen, dass ich den 74HCU04 dabei habe.

    Ohne wirklich an Erfolg zu glauben, habe ich den U eingesetzt.


    Und siehe da, das Testprogramm springt sofort an und läuft tadellos!


    Bei mir war ja gar kein vernünftiger Takt zu sehen.

    Hier hingegen schon, und gar kein mieser Rechteck.


    Das "Problem" beschäftigt mich, weil ich es gar nicht verstehe wo das Problem liegt.



    Der LA gibt nur einen Hinweis, der Takt springt "zu spät" an, also nachdem der Reset high geht.

    Das sollte doch für die 63C09 kein Problem sein?

  • Eingangssignale (auch der Reseteingang) werden üblicherweise mit der aktiven Taktflanke übernommen und in FlipFlops gespeichert. Da sich die Signale asynchron zum Takt ändern, kann es passieren, dass die setup- oder hold-Bedingung des ersten FlipFlops verletzt wird. Dann kann ein "metastabiler" Zustand auftreten, d.h. es ist unklar, welcher Zustand intern besteht. Läuft der Takt, ist dieser metastabile Zustand nur von kurzer Dauer, Danach wird die Resetbedingung erkannt und der Baustein korrekt zurückgesetzt. (Siehe auch; https://de.wikipedia.org/wiki/…%A4t_(digitale_Schaltung) ).

    Einmal editiert, zuletzt von funkenzupfer () aus folgendem Grund: Link korrigiert