D345D

Letztmalig dran rumgefummelt: 05.02.07 06:38:23

Binär zu Sieben-Segment-Decoder

	Die Decoderfamilie D/E345D bis D/E348D (Tafel 5.1) besteht aus monolithisch integrierten bipolaren BCD-zu-7-Segment-Decoder- und Treiber-Schaltkreisen; deren interne Logikbaugruppen in I2L-Technik realisiert sind. Darauf ist ihr kleiner Eigenleistungsbedarf zurückzuführen. Die D-Ausführung ist - wie üblich - für den normalen Betriebstemperaturbereich von 0 bis 70 °C vorgesehen, während die E-Ausführung zwischen - 25 und + 85 °C einsetzbar ist. Alle vier Typen sind für die Ansteuerung von LED-Anzeigen mit gemeinsamer Anode vorgesehen. Für das Ansteuern von Anzeigen mit gemeinsamer Katode sei auf den CMOS-Decoder U/V40511D hingewiesen. Die Typen D/E345D bis D/E348D lösen die bisher eingesetzten Decoder D/E146D und D/E147D ab. Die entscheidenden Vorteile der Decoderfamilie D/E345D bis D/E348D sind: extrem geringe Betriebsstromaufnahme (typisch 3,7 mA bei D/E345D und D/E347D, 10 mA bei D/E346D und D/E348D, Stand 1982/83) geringerer Eingangslastfaktor der Decodereingänge angepasste Decodierung der BCD-Worte 10 bis 15 (Hexadezimalcode bzw. messtechnikorientierte Variante) Konstantstromausgänge - dadurch Einsparen externer Bauelemente und Verringern des Bestückungsaufwandes durch Wegfall der Kollektorwiderstände einfache Außenbeschaltung für die Steuerung der Ausgangsströme (Helligkeitssteuerung bei den Typen D/E346D und D/E348D) ungetaktete Helligkeitssteuerung bei den Typen D/E346D und D/E348D größerer maximaler Ausgangsstrom bei den Typen D/E346D und D/E348D Kompatibilität zu Low-Power-Schottky- und CMOS-Technik (bei 5 V)
	Typ Meßtechnik-orientierte Anzeige Hexadezimalanzeige Ausgangsstrom fest Ausgangsstrom einstellbar D345D   × ×   D346D   ×   × D347D ×   ×   D348D ×     × Haupteigenschaften der 4 Decodertypen
	1. Funktion 2. Kenndaten 3. Einsatzhinweise 4. Einsatzschaltungen
	Quelle: Mikroelektronik für Praktiker Seite 136 ff.

1. Funktion

	Über die 4 Eingänge A bis D werden Dezimalzahlen im 1-2-4-8-Code aufgenommen und nach Verwandlung in 7-Segment-Darstellung an 7 Ausgängen (a bis g) ausgegeben. Die jeweils aktivierten Ausgänge sind auf L geschaltet. Die Anschluss- und Funktionskompaiibilität zu den Decoderschaltkreisen D/E146D und D/E147D wird weitgehend gewahrt. Bei den neuen Typen entfällt nur die Funktion „Lampentest" (Anschluss 3). Dieser Anschluss wird zum Steuern der Ausgangsstromsenken für die Typen D/E346D und D/E348D genutzt. Bei den Typen D/E345D und D/E347D ist er nicht belegt. Bei L-Signal am Eingang RBI wird die Ziffer Null dunkelgetastet. Der Ein- und Ausgang BI/RBO ist für Hell- oder Dunkeltastung der Anzeige (Intensitätssteigerung) vorgesehen. Beim Anlegen der für die Dezimaldarstellung nicht benötigten Kombinationen 10 bis 15 entstehen für alle Typen definierte Konfigurationen, die aus der Wahrheitstabelle hervorgehen.
	Für die Typen D/E345D und D/E346D sind das die Zeichen A, b, C, d, E, F und für die Typen D/E347D und D/E348D die Zeichen -, E, U, d, c, A. Die Decodereingänge sprechen auf TTL-Signale an. Die Schaltschwelle, nach der die Eingänge H- oder L-Potential unterscheiden, liegt bei etwa 1,33 V. Unterhalb von 1,1 V erkennen alle Eingangsstufen L-Potential, und oberhalb von 1,5 V wird H-Potential sicher erkannt. Bei L fließt ein Eingangsstrom von nur etwa 200 µA (UL = 0,7 V). Die Typen D/E346D und D/E348D gestatten es, den Ausgangsstrom der Stromsenken mit einem in Anschluss 3 eingespeisten Strom einzustellen. Dieser Steuerstrom lässt sich über RV direkt aus der Betriebsspannung gewinnen und einstellen. Das erlaubt einfache Ausgangsstromprogrammierung (Bild unten). Das Bild zeigt die Abhängigkeit des Ausgangsstroms von diesem Programmierwiderstand RV bei 5 V Betriebsspannung.
	Programmierwiderstand RV bestimmt die Ausgangsströme der Decoderausgänge - Zusammenhang zwischen Programmierwiderstand RV und Ausgangsstrom für die Typen D bzw. E346D und D bzw. E348D
	Soll der Ausgangsstrom von der Umfeldhelligkeit gesteuert werden, so kann das mit einem Fototransistor gemäß Bild unten geschehen. Mit R1 wird der Grundstrom (Dunkelstrom) eingestellt, R2 begrenzt den Strom bei maximaler Beleuchtung. Die Treiberströme der einstellbaren Decoder D/E346D und D/E348D können zwischen 0 und etwa 50 mA eingestellt werden. Dabei sind die Betriebstemperatur, die maximale Gesamtverlustleistung und die maximale Verlustleistung der Schaltkreisausgänge zu beachten. Bei maximaler Betriebstemperatur darf die Verlustleistung Ptot 720 mW nicht überschreiten. Es gilt Ptot = ICC • UCC + UOon • IOon Steuern des Ausgangsstroms durch die Umfeldhelligkeit Mit Rl wird ein Grundstrom bei Dunkelheit sichergestellt
	Hinter dem Steuereingang (Anschluss 3) befindet sich ein integrierter Vorwiderstand von 2,5 kΩ. Dadurch sind externe Widerstände beim Parallelsteuern mehrerer Decoder überflüssig. Bei den Decodern D/E345D und D/E347D (fest eingestellte Ausgangsströme) kann eine Intensitätssteuerung durch Ändern des Tastverhältnisses am Eingang BI realisiert werden. Funktionstabellen. Die Tafeln 1 und 2 zeigen die Funktionstabellen der Typen D/E345D bis D/E348D. Bild unten gibt ergänzend die übliche Segmentbezeichnungsreihenfolge für 7-Segment-Anzeigen wieder. Bei Typen mit gemeinsamer Anode sind das Katoden; L an ihnen aktiviert sie also zum Leuchten, wenn die Anode an der positiven Betriebsspannung liegt. Die vor diesen 7 Anschlüssen bei anderen Decodern nötigen Vorwiderstände sind bei den „Stromsenken"-Decodern der vorliegenden Reihe überflüssig.
	Pin-Belegung des 16-poligen DIL's DS 345
	Segemntbezeichnung der Sieben-Segment-Anzeige Segmentbelegung für HEXADEZIMAL-Zahlen mehr zu Sieben-Segnet-Anzeigen gibt's hier
	Dezimalzahlen bzw. Funktionen RBI A B C D BI/RBO a b c d e f g Zeichendarstellung 0 H L L L L H L L L L L L L 0 1 × H L L L H H L L H H H H 1 2 × L H L L H L H H L L H L 2 3 × H H L L H L L L L H H L 3 4 × L L H L H H L L H H L L 4 5 × H L H L H L H L L H L L 5 6 × L H H L H L H L L L L L 6 7 × H H H L H L L L H H L H 7 8 × L L L H H L L L L L L L 8 9 × H L L H H L L L L H L L 9 10 × L H L H H L L L H L L L A 11 × H H L H H H H L L L L L b 12 × L L H H H L H H L L L H C 13 × H L H H H H L L L L H L d 14 × L H H H H L H H L L L L E 15 × H H H H H L H H H L L L F BI × × × × × L H H H H H H H Anzeige dunkel RBI L L L L L offen H H H H H H H Anzeige dunkel Tafel 1 - Funktionstafel der Typen D bzw. E345D und D bzw. E346D
	Dezimalzahlen bzw. Funktionen RBI A B C D BI/RBO a b c d e f g Zeichendarstellung 0 H L L L L H L L L L L L L 0 1 × H L L L H H L L H H H H 1 2 × L H L L H L H H L L H L 2 3 × H H L L H L L L L H H L 3 4 × L L H L H H L L H H L L 4 5 × H L H L H L H L L H L L 5 6 × L H H L H L H L L L L L 6 7 × H H H L H L L L H H L H 7 8 × L L L H H L L L L L L L 8 9 × H L L H H L L L L H L L 9 10 × L H L H H H H H H H L L - 11 × H H L H H L H H L L L L E 12 × L L H H H H L L L L L H U 13 × H L H H H H L L L L H L d 14 × L H H H H H H H L L H L c 15 × H H H H H L L L H L L L A BI × × × × × L H H H H H H H Anzeige dunkel RBI L L L L L offen H H H H H H H Anzeige dunkel Tafel " - Funktionstafel der Typen D bzw. E34/D und D bzw. E34(D

2. Kenndaten

	Grenzwerte. In Tafel 5.5 sind die Grenzwerte der Typen D/E345D bis D/E348D aufgeführt. Betriebsbedingungen. Tafel 5.6 informiert über die zulässigen Werte für den Funktionsbereich. Über den in Tafel 5.6 angegebenen TTL-Betriebsspannungsbereich hinaus sind diese Decoder jedoch auch zwischen UCC = 4,5 V bis UCC = 5,5 V funktionsfähig. Allerdings werden dafür die elektrischen Kenngrößen nicht garantiert. Elektrische Kenngrößen. In den Tafeln 5.7 und 5.8 sind die elektrischen Kenngrößen der Decoderfamilie D/E345D bis D/E348D zusammengefasst. Zum besseren Verständnis zu Tafel 5.8 siehe Bild 5.6.
	Anschluss Funktion 1 Eingang B 2 Eingang C 3 Ausgangsstromregelung für D/E346D und D/E348D; bei D/E345D und D/E347D nicht belegt 4 Eingang BI; Ausgang RBO 5 Eingang RBI 6 Eingang D 7 Eingang A 8 Masse 9 Ausgang e 10 Ausgang d 11 Ausgang c 12 Ausgang b 13 Ausgang a 14 Ausgang g 15 Ausgang f 16 Betriebsspannung UCC Tafel 3 Anschlussbelegung aller 4 Decodertypen
	Kenngröße Größtwert Betriebsspannung UCC in V 7 Ausgangsspannung im Off-Zustand UO off inV 15 Ausgangsspannung in On-Zustand D/E345D, D/E347D UO on inV 4 Ausgangsspannung im On-Zustand bei IO on = 20 mA D/E346D, D/E348D UO off in V 4 Gesamtverlustleistung Ptot in mW 720 Verlustleistung je Ausgang (a...g) D/E346D, D/E348D PV in mW 80 Ausgangsstrom je Ausgang (a ... g) bei UO on = 2 V D/E346D, D/E348D IO in mA 65 L-Ausgangsstrom RBO/BI IOL in mA 2 Tafel 4 Grenzwerte der 4 Decodertypen
	Kenngröße Kleinsttwert Größtwert Betriebsspannung UCC in V E-Typen D-Typen 4,75 4,5 5,25 5,5 H-Eingangsspannung UIH in V 2,7 5,5 L-Eingangsspannung UIL in V 0 0,4 Betriebstemperaturbereich δa in °C D-Typen E-Typen 0 -25 70 85 Tafel 5 Betriebsbedingungen der Decoder
	Kenngröße Kleinsttwert Größtwert Einstellwerte   D/E345D D/E345D D/E346D D/E346D D/E345D D/E345D D/E346D D/E346D   Stromaufnahme ICC in mA - - 8 25 U3 = UCC, UO on= 2V, IO on 40 mA, UCC = 5,25 V Ausgangsstrom IO on in mA 8   40 14     UO on = 1,2 V UCC = 5 V UO on = 4 V UCC = 4,75 V U3 = 4,75 V L-Ausgangsspannung an RBO/BI UOL in mV     400 400 UCC = 4,75 V IOL = 2 mA Ausgangssperrstrom -IIL off in mA     0,25 0,25 UCC = 4,75 V; UO off = 15 V H-Ausgangsstrom an RBO/BI IOH in mA     0,1 0,1 UCC = 5,25 V; UOH = 2,7 V L-Eingangsstrom -ILH in mA H-Eingangsstrom außer BI IIH in mA     0,4 0,02 0,4 0,02   UCC = 5,25 V; UIL = 0,4 V UCC = 5,25 V; UIH = 2,7 V Tafel 6 Elektrische Kennwerte der 4 Decodertypen
	Kenngröße Typ. Wert D/E345D, D/E347D Typ. Wert D/E346D, D/E348D Einstellwerte Einschaltverzögerungszeit zwischen RBI und den Ausgängen tPHL in µs 0,94   (1) UCC = 5 V; RL = 400 Ω; CL = 15 pF   0,81 (2) UCC = 5 V; RL = 200 Ω CL = 15 pF RV über 1,1 kΩ an UCC Ausschaltverzögerungszeit zwischen RBI und den Ausgängen tPLH in µs 1,2   s. o. (1)   1,2 s. o. (2) Einschaltverzögerungszeit zwischen den Dateneingängen und den Ausgängen tPLH in µs 1,2   s. o. (1)   1,0 s. o. (2) Ausschaltverzögerungszeit zwischen den Dateneingängen und den Ausgängen tPLH in µs 1,42   s. o. (1)   1,8 s. o. (2) Tafel 7 Verzögerungszeiten
	Meßschaltung für Schaltzeiten und Impulsdefinition Impulsgenerator: f = 100 kHz, tP/T = 0,5; tPHL ≤20 ns, ZO = 50 Ω, UC = 3,5 V; in CL sind Schaltkapazitäten enthalten (RL, CL siehe Tafel 7)
	Typische Abhängigkeiten Die Bilder 1 bis 7 zeigen den Ausgangsstrom als Funktion der Umgebungstemperatur, der Betriebsspannung und der Ausgangsspannung. Im einzelnen sind dargestellt: Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur für D/E345D und D/E347D IO on = f(σa) Bild 1 Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Betriebsspannung für D/E345D und D/ E347D IO on = f(UCC) Bild 2 Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung für D/E345D und D/ E347D IO on = f(UO on) Bild 3 Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur für D/E346D und D/E348D IO on = f(σa) Bild 4 Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Betriebsspannung für D/E346D und D/ E348D IO on = f(UCC) Bild 5 Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung für D/E346D und D/ E348D IO on = f(UO on) Bild 6 Bild 2 zeigt eine deutliche Betriebsspannungsabhängigkeit der fest eingestellten Ausgangsströme. Dieser Sachverhalt bringt den Vorteil, dass der Anwender auch den Feststromdecoder u. U. in engen Toleranzen über UCC beeinflussen kann. Bei höheren Anforderungen an die Ausgangsstromkonstanz ist es jedoch erforderlich, eine gut stabilisierte Betriebsspannung zu verwenden. Bild1 Temperaturabhängigkeit der Ausgangsströme für die Typennummern 345 und 347 Bild 2 Spannungsabhängigkeit der Ausgangsströme für die Typennummern 345 und 347 Bild 3 Ausgangskennlinie eines Segmentausgangs für die Typennummern 345 und 347 Bild 4 Temperaturabhängigkeit der Ausgangsströme feit die Typennummern 346 und 348 Bild 5 Spannungsabhängigkeit der Ausgangsströme für die Typennummern 346 und 348 Bild 6 Ausgangskennlinie eines Segmentausgangs für die Typennummern 346 und 348 bei zwei unterschiedlichen Spannungen an RV (Anschluss 3)

3. Einsatzhinweise

Wer diesen Schaltkreis noch aus vergangenen Zeiten schätzen gelernt hat, vermisst genau diese Komponente - Hexdecodierung ohne Vorwiderstände für die Segmente - einzige verbliebene Alternative, wenn man diese Teile nicht noch aus 'ner Müllkiste krabbeln kann, bleibt der 4511 :-(

die Betriebsspannung ist mit einem Elektrolytkondensator von mindestens 47 NF und einem HF-Scheibenkondensator (z. B. 47 nF) gegen Masse nahe am Schalter abzublocken die Zuleitungen für Masse- und Betriebsspannung sind möglichst impedanzarm auszuführen offene Eingänge (außer Steueranschluss 3 beim D/E346D und beim D/E348D) werden als H erkannt Multiplexbetrieb ist möglich bei getastetem Ausgangsstrom zur Helligkeitssteuerung ist ggf. für HF-Störschutz zu sorgen für die direkte Ablösung der Typen D/E146D und D/E147D sind die Typen D/ E346D und D/E348D vorgesehen werden dabei in der Einsatzschaltung (in Schaltungen der laufenden Produktion bzw. beim Service) die Kollektorwiderstände beibehalten, so ist Anschluss 3 niederohmig auf +UCC zu legen. Mit dieser Maßnahme sind die Typen D/E346D und D/E348D direkt austauschbar gegen die Typen SN7447N, SN74LS347 und SN74LS247N der Firma Texas Instruments

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4. Anwendungsschaltungen

	Anwendungsschaltungen für Decoder haben nur im Zusammenhang mit weiteren Schaltkreisen Sinn. Entsprechende Beispiele findet man z. B. im Zusammenhang mit dem C520D oder dem 74LS193

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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha

© Frank Rost im Januar 1997