4051 Grundätzliches

[Alfred K. (ak33056)]

Hallo zusammen,

im Rahmen eines größeren Projektes möchte ich einen 4051 einsetzen, um 
acht Eingangsspannungen nacheinander auf einen gemeinsamen Ausgang zu 
schalten. Ein Atmega168 soll die Spannungen dann messen und auswerten. 
Die Steuerleitungen werden ebenfalls über den Atmega bedient.

Die ganze Schaltung arbeitet ohne 4051 problemlos (jeweils ein Eingang 
zum AD Wandler), nur mit dem Analogmuxer komme ich nicht klar. Wähle ich 
einen Eingang per Verdrahtung aus, funktioniert es. Schalte ich die 
Steuereingänge über den Atmega, treten folgende Effekte auf:

- Wähle ich z.B. Eingang 1, steht die Spannung am Ausgang an.
- Diese Spannung steht jetzt auch an den übrigen, offenen Eingängen
- Schalte ich auf zweiten, einen offenen Eingang durch, bleibt die 
bisherige Spannung 'stehen'.
- Lege ich die Eingänge auf Masse, verringert sich die Ausgangsspannung

Vielleicht stehe ich auf dem Schlauch aber:
- Wie 'entlade' ich den Ausgang nach dem Umschalten, bzw. vor dem Messen 
?
- Woher weiß der Baustein ob er als Muxer oder Demuxer arbeiten soll.

Vielleicht kann mir hier jemand helfen.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Erste Frage: Liegen alle analogen Spannungen im Bereich zwischen Vee und 
Vdd? Das ist unbedingt notwendig.

Alfred Klumpp schrieb:
> - Woher weiß der Baustein ob er als Muxer oder Demuxer arbeiten soll.

Das ist dem 4051 egal, da er bidirektionale Analogschalter besitzt.

Alfred Klumpp schrieb:
> - Diese Spannung steht jetzt auch an den übrigen, offenen Eingängen
> - Schalte ich auf zweiten, einen offenen Eingang durch, bleibt die
> bisherige Spannung 'stehen'.

Da die Eingänge ja offen sind, ist da nichts, was die Spannung ändern 
kann. Schon ein kleiner Speicherkondensator am X Ausgang sorgt dafür, 
das die Spannung (solange hochohmig gemessen wird) stehen bleibt.

Alfred Klumpp schrieb:
> - Wie 'entlade' ich den Ausgang nach dem Umschalten, bzw. vor dem Messen
> ?
Wenn du so hochohmige Quellen hast, das sie nicht in der Lage sind den 
Ausgang auf ihr Level zu ziehen, solltest du entweder die Quellen 
niederohmiger machen oder einen dedizierten Eingang des 4051 auf GND 
legen. Immer wenn der MC dann diesen Eingang wählt, wird der Ausgang auf 
GND gehen.

Wenn du übrigens ein Vdd von 12 Volt benutzt, muss der Logikpegel an A, 
B und C knapp über 8 Volt (besser 9-10 Volt) liegen, CMOS/TTL Pegel 
reichen da nicht.

[Jens G. (jensig)]

Ist der Atmega auch mit der Masse des 4051 verbunden?
Auserdem: wenn Du den 4051 mit 12V betreibst, dann sind die 
Steuereingänge auch mit 12V-Logik anzusteuern. Das wird Dein Atmega wohl 
nicht machen ...

[Jens B. (Gast)]

Hallo,
bist Du sicher, dass VSS und VEE zusammengeklöppelt werden müssen?
Lt. Datenblatt ist das nur dann nötig wenn das Teil als digitaler 
(De-)Muxer betrieben werden soll.
Was die Richtung anbelangt vermute ich mal, dass eine Spannung an Pin 3 
und die Adressierung eines der acht Inputs das Signal genau dahin 
leitet.

Hier noch der Link zum Datenblatt. :)
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/HEF4051B.pdf

Schönes Wochenende!
Jens

[ak33056 (Gast)]

Hallo,

zunächst mal vielen Dank für euere schnellen Antworten.

Ja, die Masse ist natürlich verbunden, und die Analogspannungen liegen 
zwischen 0 und 5V.  Die Ansteuerung der Steuereingänge mit 12 V ist 
allerdings nicht gegeben (5V).

Ich bau das Ganze morgen mal auf 5V um.

[dolf (Gast)]

bei der cmos 4000er serie sollte der h pegel wenigstens 70% der 
betriebsspannung betragen.
es gibt treiber ic´s ttl-->cmos cmos-->ttl.
optokoppler sollten auch gehen.

[ak33056 (Gast)]

Hallo,

jetzt klappts.

Allerdings musste ich den Logikpegel aus anderen Gründen bei 12 V 
belassen, und deshalb die Ansteuerung auf 12V umbauen (Pegeltreiber).

Manchmal sieht man halt vor lauter Bäumen den Wald nicht....

Vielen Dank an euch alle, ihr habt mir sehr geholfen.

Viele Grüße.

ak33056

[Wilhelm F. (Gast)]

ak33056 schrieb:

> Allerdings musste ich den Logikpegel aus anderen Gründen bei 12 V
> belassen, und deshalb die Ansteuerung auf 12V umbauen (Pegeltreiber).

Sowas hatte ich in einer industriellen Anwendung mal. Analogmultiplexer 
für höhere Pegel, Kanalauswahl mit einem 8051 angesteuert. Ein einfacher 
Transistorinverter am Pin des 8051 als Pegelwandler tat das.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Jens B. schrieb:
> bist Du sicher, dass VSS und VEE zusammengeklöppelt werden müssen?
> Lt. Datenblatt ist das nur dann nötig wenn das Teil als digitaler
> (De-)Muxer betrieben werden soll.

Nur noch kurz: Vee ist der Bezugspunkt für die Analogschalter und 
bestimmt die untere Grenze der geschalteten Analogspannungen. Bei Vee=0 
und Vdd=12V lassen sich also Spannungen zwischen 0 und 12V schalten. Bei 
z.B. Vee=-5V und Vdd=5V sind das dann Spannungen zwischen -5 und +5 
Volt.
Vdd bestimmt gleichzeitig die Höhe der verwendeten Logikschaltspannung, 
wie oben beschrieben. Der Bezugspunkt für die Logikeingänge ist dabei 
immer Vss (und nicht Vee).