IC 4060：ピン配列とその機能を理解する

一般に、IC 4060 / CD4060タイマーチップは、場合によってはタイマーICまたは発振器です。これはIC4000シリーズの集積回路に属し、3Vから15Vの範囲の電源で動作します。これを使用して、望ましい周波数の発振中に高度な時間精度を取得する以外に、離散的に正確な可変時間遅延または間隔を生成するために使用することもできます。さらに、IC 4060を使用すると、発振の初期動作の要件として、いくつかの外付け部品のみが必要になります。

この記事では、CD4060タイマーの基本に取り組みます。

IC4060の動作原理

IC 4060には、オシレータモジュールとバイナリカウンタが組み込まれています。モジュールは、明確な周波数を持つ信号を生成します。そのため、オシレーターが動作中に動作すると、カウンターは振動の数を記録します。最終的に、IC4060の出力ピン配列に反射が生じます。

また、バイナリカウンタであるため、クロックパルスの負の遷移ごとに、カウンタ値が常に2進数で1つずつ増加します。さらに、リセット入力をアース線に接続するか、負の電源に接続する必要があります。ここで+v信号（たとえば1つ以上）を適用すると、発振/カウンターがリセットされ、ゼロから再開されます。

IC4060ピン機能

要約すると、タイマー回路図を参照しながら、これらはIC4060の機能です。

ピン1、2、3、4、5、6、7、13、14、および15は出力ピンであり、通常は次のように機能します。

• まず、コック信号を出力できます。
• オン/オフの時間遅延を生成することもできます。
• 繰り返しになりますが、ピン配置により、さまざまなレベルで周波数を取得できます。多くの場合、抵抗のRt（ピン10）とコンデンサのCt（ピン9）の値に依存します。

ピン配置の順序7、5、4、6、14、13、15、1、2、および3では、pin3が最小周波数を生成し、pin7が最大周波数を生成することがわかります。また、周波数も同様の順序で続くため、半分の割合になります。

たとえば、ピン10/9のコンデンサ/抵抗値によってピン7が1 kHzの周波数を生成する場合、ピン5は500 Khz、ピン4〜250 Khz、ピン6〜125Khzなどを生成します。

次に、ピン9（CEXT）、10（REXT）、および11が入力ピンです。

必要なパッシブコンポーネントに接続していれば、IC4060の周波数/発振を開始できます。

ピン12（RST）は、主にリセットピンです。

その機能は、発振器を無効にすることに加えて、カウンタ値を0にリセットすることです。

ピン16はVCC/VDD（+）電源のピン配列であり、ピン8はVSS（-）電源のピン配列です。

IC4060バイナリカウンタ機能

IC4060のバイナリカウンタ機能には次のものがあります。

• 最大15Vで30MHzのクロック周波数
• 8 MHzの中速動作（通常、VDD =10V）
• 5Vで25nsのリセット伝搬遅延
• 0から18383（多くの場合10進数）のカウント範囲
• 無制限の立ち上がり時間と立ち下がり時間の余地を残すシュミットトリガー入力
• TTLシリーズと連携する機能とピン
• 出力と入力をバッファリングし、最後に
完全に静的な操作
• 15Vで最小690KhzのRC発振器周波数。

IC4060タイミングサイクルの計算

まず、クロックサイクルの計算を組み込む前に、IC4060がどのように機能するかとその使用手順を理解する必要があります。

• ピン16を+ve電源端子に接続し、ピン8を-ve電源端子に接続することから始めます。一部のIC4060は最大20Vをサポートしますが、最も推奨される電源電圧は3Vから15Vの範囲です。幸いなことに、データシートは正確な値を明確にする必要があります。
• 次に、オシレーターをアクティブにするために、次の段階的な接続を行います。ピン10からの抵抗、ピン9からのコンデンサ、および別の抵抗ピン11を接続します。次に、図のように、3つの接続すべてをもう一方の端で結合します。

この図から、CtとRtがNOTゲートとNANDゲートの周りに構成されていることがわかります。 RtとCtは、IC4060出力を通過する周波数と遅延内部を決定します。

Ct値とRt値の計算式;

f（osc）=1 / 2.3 x Rt x Ct

（2.3はIC内部構成の定数値です）

以下の値は、基本的にオシレーターの通常の動作にも影響します。

Rt<

値から;

• R2は、入力保護ダイオードに対する順方向電圧の周波数の影響を低減します。
• さらに、浮遊容量の代わりにC2が作用します。出力時間間隔の精度を高めるには、浮遊容量が最小レベルであることを確認してください。したがって、CtはC2よりも大きくする必要があります。
• Rtは、内部LOCMOS抵抗を打ち消すのに役立つため、大きな値にすることもお勧めします。標準値は、VDD =15Vで200Ω、VDD =10Vで300Ω、VDD=5Vで500Ωです。
• 最も重要なことは、最高の振動動作の結果を得るために、次の条件で構成タイミングパーツの値を設定することです。

10kΩ≤Rt≤1MΩおよびCt≥100Pf、任意の実行可能な値まで。

IC4060における水晶発振器の重要性

（水晶発振器）。

水晶発振器は、タイマーICの遅延期間と発振が正確であるにもかかわらず、IC4060を外部でさらに強化するデバイスです。多くの場合、水晶発振器は周波数が意図しない値にドリフトするのを防ぎます。これは、周波数を所定の値にロックすることによって行われます。

図の説明。

• まず、ピン10とピン11のみを使用して、IC4060を水晶発振器と統合します。
• 次に、R2は供給電圧であり、水晶発振のスムーズな実行を保証します。
• さらに、コンデンサC2とC3は、水晶が期待される共振周波数に到達することを保証します。ただし、必要に応じて、C3を微調整することで水晶の共振値をわずかに変更できます。その後、IC4060の出力周波数もシフトします。

ノート;または、水晶デバイスの代わりにセラミック共振子を使用することもできます。ただし、どちらの場合も、長時間振動すると精度が低下する可能性があります。

よくある質問

自動電源スイッチのオンリセットを自動的に実現するにはどうすればよいですか？

まず、IC 4060で自動電源スイッチONリセットを有効にすることが重要です。自動化は、集積回路クロックを開始し、タイミングプロセスをゼロからカウントするのに役立ちます。ただし、自動電源リセットを含めないと、カウンタプロセスの開始時にランダムに初期化されたICが作成されます。繰り返しになりますが、最初のタイミングプロセスはゼロではなく、中間レベルになります。

したがって、IC 4060の自動電源スイッチオンリセットを実現するには、次のように機能的なICリセットピン配列を備えたRCネットワークを追加する必要があります。

• 通常、ピン12をグランドラインに直接接続します。ただし、今回は、グランドラインに到達する前に、中間として100Kなどの大きな値の抵抗を使用する必要があります。
• その後、+ veの端からピン12に小さな値のコンデンサ（たとえば0.33uFから1uF）を接続します。

最後に、IC4060タイマー回路に自動リセット機能が有効になりました。

リセットピンをどのように接続しますか？

通常の状況では、ピン12はタイマーのリセットピンです。さらに、その接続は常にアース線または-ve電源に接続されます。

したがって、IC4060の入力に+ve電源パルスを導入すると、ICが元に戻り、発振がリセットされます。その結果、発振またはカウントプロセスはゼロから始まり、出力もゼロロジックに向かって進みます。

調整可能なタイミングを実現する方法

可変抵抗器RtをIC4060タイマー回路のピン10にあるポテンショメータデバイスと交換することから始めることができます。ポテンショメータの代替品は、IC4060の出力ピンへの調整可能な周波数出力クロスウェイを生成することで役立ちます。

2番目のオプションとして、コンデンサのCt値を変更して、ICタイマーの周波数を変更することもできます。

結論

要約すると、IC 4060は外部クロック入力に依存しないため、操作が簡単です。それに加えて、内蔵の振動は、それを使用するためにいくつかの電子部品しか必要としないので、それをより高い利点にします。また、カウンター回路、タイマー、分周器など、電子技術にも数多くの用途があります。

（タイマー回路）。

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