Probleme mit Analogschalter CD4066

Was hältst du davon, dich auf der Suche nach "Circuitmaker" (student version) zumachen, um dann mal zu similieren?

Hallo,

Eine Simulation könnte ich versuchen, bisher hatte ich angenommen das eine dermaßen Simple Anordnung einfach funktionieren müsste

Ich werde das bei Gelegenheit in Angriff nehmen.

Gruß
Christoph

Hallo Christoph,

zunächst - die 4xxx Serie darf mit max 18V Ub betrieben werden. Das ist aber die letzte Rille. Besser sind nur 15V Ub Niveau.
Die Eingänge dürfen mit max Ub+ oder min Ub- belegt werden. Von daher gehen +25V an den Eingängen schon mal nicht.

Das Gebilde ist etwas undurchsichtig, im L Zustand hängen zudem E1 und E11 voll in der Luft, das mag ein C-Mos nicht. Hier ist es zwar egal, da der Pfad nicht weitergeht, jedoch können sich bei anderen 4xxx die Eingänge Signale einfangen (weil sehr hochohmig) und der IC kann sich durch dauerndes Schalten stark erwärmen. Von daher müssen alle Eingänge eines C-Mos irgendwo an Masse, Ub- oder Ub+ festgemacht werden. Das geht über einen R, der nur ganz wenig Strom fließen lässt.

Wenn Du eine Spannung wandeln willst oder einen AD Umsetzter bauen, dann gehört der Spannungsteiler von Ub+ nach Masse, sein Abgriff an einen E des 4066 (4016). Bei weitern Abgiffen muß halt eine R-Kette als U-Teiler eingefügt werden und die Steuereingänge entsprechend angeschalten. Auch die Steuereingänge dürfen nie mehr Spannung abbekommen, als Ub+ (PIN 14) oder Ub- (PIN 7).

Der IC kann max 400mW Ptot verbrumsen. Bei 4 Schaltern und 15V sind das pro Kanal 7mA, max 10mA sollen es sowieso nur sein. Im Einzelschaltfall kann man zwar etwas mehr fordern, allerdings wird aufgrund des hohen Ri hinten nicht mehr dieselbe Spannung anliegen, wie vorne anlag. Bei 15mA ist aber pro Kanal dann auch das Ende erreicht.
Bedenke weiterhin, daß ein Kanal im geschlossenem Zustand auch zwischen 90 und 45R Ri hat, je nach Ub.

Was soll es denn mal werden?

Könnte es sein, dass Du Ein- und Ausgänge vertauscht hast?

Warum ist die Masseverbindung zu den Trimmern schaltbar?

Du solltest die oberen Anschlüsse der Trimmer auf jeden Fall hinter den Spannungsregler legen und maximal 7815 benutzen.

Warum schaltest Du R1||R3 und R2||R4? Wozu sind die Widerstände überhaupt gut?

Du hättest ja auch einfach zwei Relais nehmen können. Unter Umständen hätte sogar eins gereicht.

Viel Spaß beim Tüfteln.

zucker schrieb:

Hallo Christoph, zunächst - die 4xxx Serie darf mit max 18V Ub betrieben werden. Das ist aber die letzte Rille. Besser sind nur 15V Ub Niveau. Die Eingänge dürfen mit max Ub+ oder min Ub- belegt werden. Von daher gehen +25V an den Eingängen schon mal nicht. Das Gebilde ist etwas undurchsichtig, im L Zustand hängen zudem E1 und E11 voll in der Luft, das mag ein C-Mos nicht. Hier ist es zwar egal, da der Pfad nicht weitergeht, jedoch können sich bei anderen 4xxx die Eingänge Signale einfangen (weil sehr hochohmig) und der IC kann sich durch dauerndes Schalten stark erwärmen. Von daher müssen alle Eingänge eines C-Mos irgendwo an Masse, Ub- oder Ub+ festgemacht werden. Das geht über einen R, der nur ganz wenig Strom fließen lässt. Wenn Du eine Spannung wandeln willst oder einen AD Umsetzter bauen, dann gehört der Spannungsteiler von Ub+ nach Masse, sein Abgriff an einen E des 4066 (4016). Bei weitern Abgiffen muß halt eine R-Kette als U-Teiler eingefügt werden und die Steuereingänge entsprechend angeschalten. Auch die Steuereingänge dürfen nie mehr Spannung abbekommen, als Ub+ (PIN 14) oder Ub- (PIN 7). Der IC kann max 400mW Ptot verbrumsen. Bei 4 Schaltern und 15V sind das pro Kanal 7mA, max 10mA sollen es sowieso nur sein. Im Einzelschaltfall kann man zwar etwas mehr fordern, allerdings wird aufgrund des hohen Ri hinten nicht mehr dieselbe Spannung anliegen, wie vorne anlag. Bei 15mA ist aber pro Kanal dann auch das Ende erreicht. Bedenke weiterhin, daß ein Kanal im geschlossenem Zustand auch zwischen 90 und 45R Ri hat, je nach Ub. Was soll es denn mal werden?

Hallo,

Danke für deine ausführliche Antwort.

zum 1. Absatz:

Es stimmt, am der RIA-Klemme steht noch "25V" als Eingangsspannung, diese wird ja für die Stromversorgung über einen 7812 runtergeregelt. An den "Schaltern" des 4066 liegt auch >niemals< mehr als 12V an.

zum 2. Absatz:

Aha, das wusste ich nicht. Du meinst die Pins 1 uns 11, welche im Low-Zustand der Schalter in der Luft hängen. Ich werde versuchen diese über 1-22MegOhm (mal sehen was ich da habe)an Masse zu legen. Problematisch dabei ist, dass ich so auch meine Spannungsteiler beeinflusse.

zum 3. Absatz:

Es handelt sich um eine Umschaltung von Spannungsteilern für die Strombegrenzung eines Labornetzgerätes. Im Prinzip ist das einzige Ziel 6 individuelle Trimmer über einen Drehschalter 1x6 anzusteuern.

zum Absatz 4:

Angedacht ist ja, dass immer nur 2 Schalter parallel durschalten, die Verlustleistung sollte im Rahmen liegen. Vorallem auch deshalb, weil an den "schaltern" Spannungen von etwa 0,5-12V anliegen werden. Eher im unteren Spannungsbereich.

Der Ri von etwa 30-85 Ohm ist ansich kein Problem, da die Trimmer ja im laufenden Betrieb eingestellt werden können und somit ist der Ri berücksichtigt. Ich hoffe nur dass der Ri in einem gewissen Rahmen reproduzierbar ist und sich nicht laufend verändert (das wäre absolut unbrauchbar).

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Könnte es sein, dass Du Ein- und Ausgänge vertauscht hast? Warum ist die Masseverbindung zu den Trimmern schaltbar? Du solltest die oberen Anschlüsse der Trimmer auf jeden Fall hinter den Spannungsregler legen und maximal 7815 benutzen. Warum schaltest Du R1||R3 und R2||R4? Wozu sind die Widerstände überhaupt gut? Du hättest ja auch einfach zwei Relais nehmen können. Unter Umständen hätte sogar eins gereicht. Viel Spaß beim Tüfteln.

Ich habe das Datenblatt des 4066 so interpretiert, dass die "Schalter" in beiden "Richtungen" durchgängig sind. Ist das nicht so?

Das hast du richtig erkannt, ich war zu faul das Layout nochmal zu ändern. So kann es passieren dass man aus Versehen zuviel Spannung auf einen "Schalter" gibt.

R1//R2 und R3//R4 sind nur im Layout vorhanden bestückt habe ich nur jeweils einen Widerstand pro High/Low-Steureingangs-Pärchen. Die Widerstände ziehen die Steuereingänge auf Massepotential. Im "High" -Zustand werden die Steuereingänge zusätzlich mit +12V verbunden.

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Ursprünglich wollte ich es ja mit Relais machen...doch insgesamt werden ja 12 Messbereiche umgeschalten - sprich es wären 12 stk. 2xUM Relais von nöten. Es geht garnicht mal so um die Kosten, Ich wollte es nur so simpel wie möglich halten. Im Moment bin kurz davor den Mosfet-Kram rauszulassen und alles entspannt mit Relais zu realisieren. Mal sehen.

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Vielen Dank nochmals an alle! Ich werde natürlich nicht so schnell aufgeben!

Gruß
Christoph

EDIT:

Ich sehe gerade dasss ich was überlesen habe:

Warum ist die Masseverbindung zu den Trimmern schaltbar?

Ich schalte bei den Trimmern jeweils die Masseverbindung und die Schleiferverbindung. Ich hätte auch Schleifer und UB der Trimmer Schalten können - ich habs halt mal so gemacht.

lg
Christoph

Christoph

richtig, die Schalter im 4066 sind bidirektional

Ich hoffe nur dass der Ri in einem gewissen Rahmen reproduzierbar ist

Ri ist Spannungs- und Temperaturabhängig,
es sollte also über den Schaltern möglichst wenig
Spannung abfallen.

Hallo Christoph,


wie wäre es denn mit einem 4067? Der kann 16 Leitungen auf einen Q schalten. So kann vornweg an die Eingänge 0 bis 15 ein R Netzwerk, an PIN 1 kann dann der gewählte Wert entnommen werden. Geschalten wird er über BCD Codierung. Dazu kann bspw. ein 4029 dienen, der mit diversen 4093 angesteuert wird (ein Taster für hoch, ein Taster für runter zählen) oder aber auch mittels eines 40147 direkt die BCD Adresse des 4067 anschießen.
Das ist ein 10 auf 4 Leitung Codierer, verarbeitet normale H Pegel als Priorität auf seinen Eingängen und bringt intern daraus eine BCD Codierung auf seine Ausgänge. Er kann zwar real nur von 0 bis 9 etwas draus bauen aber viellt. genügt das schon.