74HC4052: два аналоговых мультиплексора 4-в-1 и замена

Распиновка 74HC4052 (DIP-16)

Что значит общий выбор для двух мультиплексоров

Ключевое отличие 74HC4052 от 74HC4051 в том, что выводов выбора два, а не три, и при этом общих выводов два, а не один. Каждый мультиплексор внутри прибора переключается независимо по общему коду на S0 и S1, но у каждого свой комплект из четырёх каналов и свой общий вывод. Иными словами, прибор — это два независимых мультиплексора 4-в-1, у которых один общий код выбора и один общий вывод разрешения.

Второе следствие — раздельность общих выводов при общем коде. Канал 2 первого мультиплексора и канал 2 второго подключаются к своим общим выводам одновременно, но никак друг с другом не соединены. Это позволяет, например, подать измеряемый сигнал на 1Z, опорный на 2Z и переключать их параллельно, не рискуя замкнуть сигнал на опорный.

И третье, что стоит учесть при выборе прибора: если задача в том, чтобы переключать один сигнал между восемью источниками, нужен 74HC4051, а если в том, чтобы синхронно переключать два сигнала между четырьмя парами источников, нужен именно 74HC4052. Путают их часто, и ошибка проявляется не сразу: прибор работает, но переключаются не те каналы.

Три ошибки при разводке

Первая — нумерация. Каналы разложены по корпусу не по порядку: второй мультиплексор занимает выводы 1…5 и названия их каналов идут 0, 2, общий, 3, 1, а первый занимает 11…15 в порядке 3, 0, общий, 1, 2. Проверять разводку надо по каждому выводу отдельно, иначе сигнал уйдёт не на тот канал при полностью рабочей микросхеме.

Вторая — вывод разрешения. Он единственный, и он активен по низкому уровню: при высоком уровне на нём все каналы обоих мультиплексоров разомкнуты независимо от кода выбора. Отдельного вывода запрета, как и у 74HC4051, нет — это один и тот же вывод, просто в разных документах он назван E, INH или STROBE. Оставлять его в воздухе нельзя.

Третья — вывод VEE. При однополярном питании его соединяют с землёй, и это обязательное подключение. 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 превышать его нельзя, даже если по отдельности питания укладываются в норму.

Сопротивление канала и что оно значит

Сопротивление открытого канала у прибора порядка 80 Ом при напряжении между VCC и VEE 4,5 В, около 70 Ом при 6 В и порядка 60 Ом при 9 В. Значение зависит и от напряжения питания, и от уровня сигнала на канале: при однополярном питании кривая несимметрична, то есть для положительных и отрицательных отклонений сигнала сопротивление получается разным.

Для цифровых сигналов это несущественно. А вот для аналоговых схем — существенно: сопротивление канала складывается с сопротивлением источника и нагрузки, и вместе они образуют делитель, который ослабляет сигнал. Если сигнал идёт на высокоомесякий вход усилителя, падение напряжения на канале минимально, а если нагрузка заметная, амплитуда на выходе будет меньше входной, и это надо учитывать в расчёте усиления.

Переключение каналов идёт с разрывом до спада: выходы не замыкаются друг с другом в момент переключения, и это встроенное свойство, а не отдельная доработка.

Характеристики

• Два мультиплексора 4-в-1 с общим кодом выбора и общим выводом разрешения.
• Питание 2…10 В для HC-версии, 4,5…5,5 В для HCT.
• Напряжение между VCC и VEE не выше 10 В; при однополярном питании VEE соединяют с землёй.
• Сопротивление открытого канала: около 80 Ом при 4,5 В, около 60 Ом при 9 В.
• Диапазон аналогового сигнала: от −5 до +5 В.
• Переключение с разрывом до спада встроено; задержка распространения порядка 13 нс при 5 В.
• По выводам совместим с HEF4052B; корпуса DIP-16, SO-16, SSOP-16, TSSOP-16.

Что проверять при замене

1. 01 Назначение выводов и общий код выбора: приборы 74HC4051 и 74HC4052 не взаимозаменяемы, у них разное число выводов выбора и разное число общих выводов.
2. 02 Расстановку каналов по корпусу: она не по порядку, и при переносе на другую плату каждый вывод сверяется отдельно.
3. 03 Полярность вывода разрешения: активный низкий уровень, и висящий вывод здесь даёт непредсказуемое поведение.
4. 04 Вывод VEE: при однополярном питании к земле, при двуполярном — к минусовой шине, с пределом 10 В между VCC и VEE.
5. 05 Питание и входные уровни: на 3,3 В подходит HC-версия, при ТТЛ-управлении нужна HCT.
6. 06 Корпус: DIP-16, SO-16, SSOP-16, TSSOP-16.

Частые вопросы

• Сколько каналов у прибора — по четыре на каждый мультиплексор, два мультиплексора в одном корпусе.
• Что значит общий выбор — код на S0 и S1 переключает оба мультиплексора одновременно, но у каждого свои каналы и свой общий вывод.
• Чем отличается от 74HC4051 — у 74HC4051 восемь каналов, три вывода выбора и один общий вывод; у 74HC4052 два мультиплексора по четыре канала, два вывода выбора и два общих вывода.
• Где общий вывод первого мультиплексора — на выводе 13, второго — на выводе 3.
• Можно ли заменить на HEF4052B — да, по выводам; внутри семейства прямая замена на 74HCT4052 с ТТЛ-совместимыми входами.