74HC4051 — восьмиканальный аналоговый мультиплексор: восемь сигнальных выводов Y0…Y7 и один общий вывод Z, причём соединение двустороннее — сигнал можно подать на Z и снять с любого канала, и наоборот. Три выбора S0, S1, S2 задают номер канала, а четвёртый вывод E — общее разрешение, активно по низкому уровню: при высоком уровне на E все восемь ключей разомкнуты независимо от кода выбора. За счёт этого один сигнальный провод подключается к восьми источникам по очереди, а не восемь входов занимают восемь выводов. Три вещи, из-за которых прибор постоянно путают. Первая и самая дорогая — нумерация выводов: на выводе 1 стоит не первый канал, а четвёртый (Y4), а каналы Y0 и Y1 стоят на выводах 13 и 14, тогда как Z — на выводе 3. Ошибка в этой нумерации даёт «работающий, но перепутанный» прибор. Вторая — сопротивление открытого канала: оно зависит не только от напряжения питания, но и от уровня сигнала, и при однополярном питании кривая несимметрична, то есть для положительных и отрицательных отклонений сопротивление разное. Третья — вывод VEE: при однополярном питании его соединяют с землёй, но если на коммутаторе нужно переключать отрицательную шину, этот вывод как раз под неё и предназначен, и напряжение между VCC и VEE при этом ограничено 10 В. По выводам 74HC4051 полностью совпадает с CD4051 — различаются названия выводов и параметры, но не расстановка. Замена внутри семейства — 74HCT4051 с ТТЛ-совместимыми входами; для 16 каналов нужен отдельный прибор, и это не то же самое, что расширение восьмиканального.
Содержание руководства (9 разделов)
Распиновка 74HC4051 (DIP-16)
| Вывод | Назначение |
|---|---|
| 1 | Y4 — канал 4 |
| 2 | Y6 — канал 6 |
| 3 | Z — общий вход-выход |
| 4 | Y7 — канал 7 |
| 5 | Y5 — канал 5 |
| 6 | E — разрешение, активно по низкому уровню |
| 7 | VEE — отрицательное питание коммутатора |
| 8 | GND — земля |
| 9 | S2 — старший разряд выбора |
| 10 | S1 — средний разряд выбора |
| 11 | S0 — младший разряд выбора |
| 12, 13, 14, 15 | Y3, Y0, Y1, Y2 — каналы 3, 0, 1, 2 |
| 16 | VCC — питание |
Три ошибки при разводке
Первая — нумерация каналов. Каналы на корпусе разложены не по порядку: на выводе 1 стоит Y4, дальше Y6, Z, Y7, Y5, а внизу Y3, Y0, Y1, Y2. Вывод 3 — это Z, общий провод, и его тоже легко принять за обычный канал. Если разнести входы по «каналам 1…8» подряд, сигналы придут не на те номера, и прибор будет работать, но выдавать перепутанные значения. Правильный порядок для проверки — Y0 на 13, Y1 на 14, Y2 на 15, Y3 на 12.
Вторая ошибка — принять вывод E за дополнительный разряд выбора. Это не так: E это общее разрешение, и оно единственное, а разрядов выбора всего три. При высоком уровне на E все восемь ключей разомкнуты независимо от кода на S0…S2, и прибор молчит целиком. Ни в одном из вариантов обозначений — E, INH или STROBE — дополнительного вывода запрета нет, это один и тот же вывод 6 под разными именами.
Третья ошибка — не подключить VEE. При однополярном питании вывод 7 соединяют с землёй, и это обязательное подключение, а не «оставить как есть». Если же на коммутаторе нужно переключать сигналы относительно отрицательной шины, VEE как раз под неё и предназначен, но тогда напряжение между VCC и VEE ограничено 10 В, и его нельзя превышать, даже если по отдельности питания укладываются в норму.
74HC4051 и CD4051: в чём разница
По выводам эти приборы полностью совпадают: один и тот же корпус на 16 выводов, та же расстановка, тот же активный по низкому уровню вывод разрешения на шестом выводе. Различаются они названиями выводов — у 74HC4051 это Y0…Y7, E, VCC, VEE, GND, у CD4051 тот же набор может называться CH0…CH7, INH, VDD, VEE, VSS — и параметрами. Так что при замене с переносом на другую плату переделывать ничего не нужно.
Параметры, из-за которых замена всё же требует внимания. Уровни: 74HC4051 работает при питании 2–6 В с КМОП-уровнями на управлении, а CD4051 рассчитан на 3–15 В, и его управляющие входы требуют полного размаха от нуля до питания — то есть 5-вольтовой ТТЛ-логикой их не от управления. Сопротивление открытого канала у CD4051 выше, порядка 100–120 Ом против примерно 70–80 Ом у HC-версии, и это заметно, если по каналу идёт сигнал заметной величины или высокой частоты. Быстродействие и ток утечки выключенного канала тоже различаются.
Характеристики
- Сопротивление открытого канала: порядка 80 Ом типично у HC-версии, и оно меняется в зависимости от напряжения между VCC и VEE и от уровня сигнала на канале.
- Полоса пропускания — около 180 МГц, задержка переключения порядка 6 нс.
- Разрыв до спада встроенный: переключение каналов идёт с разрывом, выходы не замыкаются друг с другом в момент переключения.
- Диапазон аналогового сигнала: от −5 до +5 В, и напряжение между VCC и VEE не должно превышать 10 В.
- Питание 2…6 В для HC-версии и 4,5–5,5 В для HCT, у которой входы совместимы с ТТЛ-уровнями.
Что проверять при замене
- 01 Расстановку выводов: 74HC4051 и CD4051 совпадают, а вот 16-канальный прибор в корпусе на 24 вывода — нет, и его нельзя ставить на место восьмиканального без переходной платы.
- 02 Диапазон питания: схема на 3,3 В или 2,5 В исключает CD4051, у HC-версии диапазон начинается с 2 В.
- 03 Тип управляющих уровней: если выбор канала идёт с ТТЛ-выхода, нужна HCT-версия либо согласование уровней.
- 04 Вывод E: он должен быть определён явно — висящий вывод разрешения в 4051 ведёт себя непредсказуемо, и прибор то молчит, то пропускает канал.
- 05 VEE: при однополярном питании вывод 7 соединяют с землёй, при двуполярном — с минусовой шиной, и во втором случае следить за пределом 10 В между VCC и VEE.
- 06 Корпус: DIP-16, SO-16, SSOP-16, TSSOP-16 — под замену с платы выбирают по посадочному месту.
Частые вопросы
- Где общий провод — на выводе 3, он обозначен Z и работает в обе стороны: сигнал можно подать на него и снять с канала, и наоборот.
- Что делает вывод 6 — общее разрешение, активно по низкому уровню; при высоком уровне все каналы разомкнуты.
- Есть ли в 4051 отдельный запрет — нет, разрешение и запрет это один и тот же вывод 6, просто в разных документах он назван E, INH или STROBE.
- Совместим ли 74HC4051 с CD4051 — да, вывод в вывод; различаются уровни управления, сопротивление канала и диапазон питания.
- Как подключать VEE — при однополярном питании к земле, при переключении отрицательной шины к минусу, с ограничением 10 В между VCC и VEE.
Примените это к своей спецификации
Отправьте партномера или файл спецификации (Excel / CSV). По каждой строке проверим складские остатки в Шэньчжэне, наличие заводской упаковки и проверенные аналоги — с отгрузкой единой партией.
Запрос успешно отправлен!
Ваш запрос по позиции (ICBOMS) зарегистрирован. Номер заявки:
1. Служба закупок в Шэньчжэне проверяет реальные физические остатки на складах и Data Code.
2. Официальный расчет с ценами, сроками и условиями DDP будет отправлен на в течение 2-24 ч.
Как написано это руководство
Руководство написано службой поставок ICBOMS в Шэньчжэне и выверено по документам производителей и стандартам, на которые ссылается текст. Формулировки ограничены тем, что делает эта служба, и тем, как оценивают деталь — без ориентировочных цен, сроков поставки и остатков: всё это считается по каждой строке отдельно, по факту проверки. Дата последней вычитки стоит в начале страницы.