74HC14 Schmitt Trigger Oscillator - Salida rara a ciertos voltajes

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Hace poco compré algunos CI Inversores Hexagonales SN74HC14 TI para aprender y estoy teniendo problemas extraños con ellos. He visto muchos ejemplos en línea y he intentado cablearlos de la misma manera con los mismos valores pasivos. Aquí hay uno que probé: enlace

Enganché la salida a mi osciloscopio y jugué un poco. Parecía que cuando enciendo la alimentación de mi suministro a 5 V, la salida aumenta durante un período, luego la salida disminuye durante un período, luego la salida pasa a un "estado de ruido medio" (similar a lo que se ve si has sacado el condensador). Probé diferentes valores de condensadores que prolongarían el período de pausa, pero sin importar qué dejaría de funcionar después del primer ciclo. Es como si el capacitor comenzara bajo (traiga la salida alta), se cargue (baje la salida) y luego nunca vuelva a descargarse (como si no tuviera ningún capacitor).

Como un último esfuerzo de zanja al azar, intenté bajar a 2-3 V, y la salida es lo que cabría esperar: una onda cuadrada. ¡¡Éxito !! ... tipo de ...

El chip tiene una capacidad de hasta 7 V, así que no estoy seguro de por qué sucedería esto. Supongo que debe haber una manera de hacer que esto funcione en cualquier lugar dentro del voltaje de especificación del IC. Mi circuito es exactamente el mismo que el del enlace publicado, con la salida que va solo a un LED y a mi osciloscopio (también lo he intentado simplemente yendo a mi osciloscopio con los mismos resultados). ¿Alguien tiene alguna idea?

Gracias,

Andrew

Edición: 1/23/17 Gracias por los comentarios hasta ahora. Para proporcionar más información basada en sus comentarios, he agregado un límite de desacoplamiento de 0.1 uF (también probé otros valores). He probado el circuito con y sin el LED, y la resistencia del LED es de 330 ohmios (también se han probado otros valores). También tienes razón sobre que 7V no es el máximo, la hoja de datos dice que el voltaje de operación es de 2V-6V, creo que acabo de escribir el número equivocado.

Editar: Después de probar cosas ...

Intenté subir el resistor LED de 330 ohmios a 1-2k, lo que me permitió aumentar el voltaje de la fuente de alimentación unas décimas de voltio antes de que la salida se volviera inestable. Luego intenté conectar a tierra las salidas no utilizadas, y al conectarlas una a una, ¡me permite aumentar la tensión de alimentación hasta el rango de 2-6 V utilizable! Parece que el problema consistió principalmente en la conexión a tierra de los pines no utilizados. Gracias!

    

1 respuesta

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Compruebe la función sin LED. Es muy posible que su LED tenga una resistencia limitadora de corriente de resistencia demasiado baja, lo que evita la oscilación total de la salida. Esta teoría es compatible con la operación mejorada a voltajes de suministro más bajos. La resistencia en serie con el LED debe ser de al menos 2 kOhm.

Anexo debido a los comentarios negativos y comentarios:

A un voltaje de suministro de + 5V, el sumidero de corriente de salida de la serie 74HC o la capacidad de la fuente tiene una capacidad máxima de 5 mA. La carga en gran medida o más es bien visible a medida que se reduce el voltaje de salida. Supongamos que el led tiene 1,5 V de caída hacia adelante. Esto deja 3,5 V a la resistencia en serie. El resistor de la serie de 2 kOhm determina que la corriente del LED sea = 1,75 mA. Esto es aproximadamente una tercera parte de la calificación, seguramente en el lado seguro. Si queremos estirarnos hasta el límite, entonces la resistencia de la serie de 680 ohmios es el mínimo absoluto, pero la frecuencia de oscilación es difícil de imaginar, puede ser notablemente más baja que sin la carga de salida.

Como está escrito en los comentarios, se necesita un condensador sobre la tensión de alimentación, con cables cortos al IC (= desacoplamiento) para mantener estable la tensión de alimentación. Esta es una práctica básica en los circuitos lógicos. Ningún desacoplamiento implica oscilaciones parásitas (= inestabilidad incuestionablemente compleja).

Otra práctica básica es acortar las entradas lógicas no utilizadas a alto o bajo. Las entradas de MOS abiertas recogen fácilmente las señales parásitas que hacen que el IC tenga elementos lógicos de estado medio que son inestables y consumen mucha corriente. En el tablero de pruebas, todos los pines IC están conectados a tiras metálicas que son condensadores sustanciales. Eso aumenta notablemente el efecto perdido.

Reducir la tensión de alimentación hace que un IC lógico sea más lento, pero aún puede funcionar. La desaceleración es causada por el aumento de las resistencias internas que hace que todos los tiempos constaten más tiempo. Un IC lento es menos propenso a las oscilaciones parásitas porque su ancho de banda de frecuencia es bajo en comparación con lo normal.

El interrogador notó que el "ruido" puede ser una oscilación parásita de alta frecuencia. Puede ser bastante caótico, lejos de la onda sinusoidal pura, pero debe verse cierta periodicidad a corto plazo, si el osciloscopio está configurado para tener 0,1us / div.

    
respondido por el user287001

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