Pinout e Funções do IC 4060 Explicados – Um Guia Abrangente

Geralmente, um chip timer IC 4060/CD4060 é um Timer IC ou oscilador em algumas instâncias. Pertence a uma série IC 4000 de Circuitos Integrados e opera em uma fonte de alimentação variando de 3V a 15V. Além de usá-lo para obter uma precisão de tempo de alta qualidade durante a oscilação de frequências desejáveis, você também pode usá-lo para produzir atrasos de tempo variáveis ou intervalos que são discretamente precisos. O que mais, com um IC 4060, você precisará apenas de alguns componentes externos como requisitos para a operação inicial de uma oscilação.

Neste artigo, abordaremos os fundamentos de um timer CD4060.

Princípio de Funcionamento do IC 4060

Um IC 4060 vem com um módulo oscilador embutido e um contador binário. O módulo produz um sinal que tem uma frequência definida. Como tal, à medida que o oscilador roda enquanto funciona, o contador registra o número de oscilações. No final, haverá um reflexo nos pinos de saída do IC 4060.

Além disso, por ser um contador binário, sempre haverá um aumento do valor do contador em um em números binários para cada transição negativa do pulso de clock. Além disso, você precisa ter a entrada de reset na linha de terra ou conectá-la com uma fonte de alimentação negativa. Caso você aplique um sinal +v aqui (digamos um ou superior), você reiniciará as oscilações/contador e o terá reiniciado do zero.

Função dos Pinos do IC 4060

Em resumo, enquanto se refere ao diagrama do circuito timer, estas são as funções do IC 4060;

Pinos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 13, 14 e 15 são os pinos de saída, e geralmente funcionam da seguinte forma;

• Primeiro, eles podem dar a saída do sinal de clock.
• Eles também podem produzir atrasos de tempo LIGADO/DESLIGADO.
• Novamente, através dos pinouts, você pode obter a frequência em diferentes níveis. Frequentemente, depende dos valores do resistor Rt (pino10) e capacitor Ct (pino9).

Na ordem dos pinouts 7, 5, 4, 6, 14, 13, 15, 1, 2 e 3, você encontrará que o pino 3 gera a menor frequência enquanto o pino 7 gera a maior frequência. Além disso, à medida que a frequência continua em uma ordem similar, ela se torna metade da proporção.

Por exemplo, se um valor de capacitor/resistor no pino 10/9 faz o pino 7 produzir uma frequência de 1 kHz, o pino 5 gerará 500 kHz, pino 4 – 250 kHz, pino 6 – 125 kHz, e assim por diante.

Então, pino 9 (CEXT), 10 (REXT) e 11 são pinos de entrada.

Eles podem iniciar a frequência/oscilação do IC 4060 desde que tenham conexões com componentes passivos necessários.

Pino 12 (RST) é majoritariamente o pino de reset.

Sua função é reiniciar o valor do contador para 0, além de desabilitar o oscilador.

Pino 16 é o pino VCC/VDD (+) de tensão de alimentação, enquanto o pino 8 é o pino VSS (-) de alimentação.

Características do Contador Binário do IC 4060

Algumas das características do contador binário do IC 4060 incluem;

• Frequência máxima de clock de 30MHz a 15V,
• Operação de velocidade média de 8 MHz (típ. em VDD = 10V),
• Atraso de propagação de reset a 25 ns a 5V,
• Faixa de contagem de 0 a 18383 (frequentemente em decimais),
• Entradas Schmitt trigger que deixam espaço para tempos de subida e descida ilimitados,
• Função e pinos que estão alinhados com a série TTL,
• Uma operação totalmente estática que tem saídas e entradas bufferizadas, e finalmente
• Uma frequência de oscilador RC de 690 kHz mínimo a 15V.

Cálculos do Ciclo de Tempo do IC 4060

Primeiro, devemos descobrir como um IC 4060 funciona e seu procedimento de uso antes de incorporar os cálculos do ciclo de clock.

• Comece conectando o pino 16 ao terminal de alimentação +ve e o pino 8 ao terminal de alimentação -ve. Embora alguns IC 4060 suportem até 20V, a faixa de tensão de alimentação mais recomendável varia de 3V a 15V. Felizmente, o datasheet deve esclarecer os valores exatos.
• Então, tenha a seguinte conexão passo a passo para ativar o oscilador; conecte um resistor do pino 10, um capacitor do pino 9 e outro resistor no pino 11. Em seguida, tenha as três conexões se unindo na outra extremidade conforme o diagrama.

Do diagrama, podemos ver que Ct e Rt têm uma configuração em torno de uma porta NOT e uma porta NAND. Rt e Ct determinam as frequências e intervalos de atraso através das saídas do IC 4060.

Fórmula para cálculo dos valores Ct e Rt;

f (osc) = 1 / (2,3 × Rt × Ct)

(2,3 é um valor constante na configuração interna dos CIs)

Os valores abaixo também contribuem essencialmente para um funcionamento normal de um oscilador;

Rt << R2 e R2 × C2 << Rt × Ct

A partir dos valores;

• R2 reduz o efeito da frequência da tensão direta nos diodos de proteção de entrada.
• Além disso, C2 age no lugar da capacitância parasita. Para ter uma melhor precisão dos intervalos de tempo de saída, garanta que a capacitância parasita esteja em um nível mínimo. Portanto, Ct deve ser maior que C2.
• Rt também é recomendável em um valor grande, pois ajuda a negar a resistência LOCMOS interna. Valores típicos podem ser 200 Ω em VDD = 15V, 300 Ω em VDD = 10V e 500 Ω em VDD = 5V.
• O mais importante, para o melhor resultado de ação oscilatória, tenha a configuração das partes de tempo nos seguintes valores;

10kΩ ≤ Rt ≤ 1MΩ e Ct ≥ 100pF, até qualquer valor viável.

Importância do Oscilador de Cristal em um IC 4060

Um oscilador de cristal é um dispositivo que melhora ainda mais o IC 4060 externamente, mesmo que o timer IC seja preciso em seus períodos de atraso e oscilações. Frequentemente, o oscilador de cristal impedirá que a frequência derive para um valor não intencional. Ele faz isso travando a frequência ao valor predeterminado.

Explicação no diagrama.

• Primeiro, usaremos apenas pino 10 e pino 11 para integrar o IC 4060 com o oscilador de cristal.
• Então, R2 é a tensão de alimentação e garante a execução suave das oscilações do cristal.
• Adicionalmente, capacitores C2 e C3 garantem que o cristal atinja sua frequência de ressonância esperada. No entanto, se necessário, você pode alterar ligeiramente o valor de ressonância do cristal ajustando C3. Subsequentemente, a frequência de saída do IC 4060 também mudará.

Nota: Alternativamente, você pode usar um ressonador cerâmico em vez de um dispositivo de cristal. Mas em ambos os casos, você pode ter baixa precisão ao oscilar por um período de tempo mais longo.

Perguntas Frequentes

Como você pode alcançar automaticamente um reset automático de ligar/desligar?

Primeiro, é crucial habilitar o reset automático de ligar/desligar no IC 4060. A automação ajuda a iniciar o clock do Circuito Integrado e contar o processo de tempo a partir do zero. No entanto, quando você falha em incluir o reset automático de energia, você terá um CI com uma inicialização aleatória quando o processo do contador começar. Novamente, o processo de tempo inicial não será zero, mas sim, em um nível intermediário.

Assim, para alcançar um reset automático de ligar/desligar para IC 4060, temos que adicionar uma rede RC com um pino de reset de CI funcional da seguinte forma;

• Geralmente, você conectará diretamente o pino 12 à linha de terra. Mas desta vez, você precisa usar um resistor de alto valor, por exemplo, um 100K, como intermediário antes de chegar à linha de terra.
• Depois, conecte um capacitor de valor pequeno (digamos 0,33 uF a 1 uF) da extremidade +ve ao pino 12.

Finalmente, seu circuito timer IC 4060 agora tem um recurso de auto-reset habilitado.

Como você conecta o Pino de Reset?

Em circunstâncias normais, o pino 12 é o pino de reset do timer. Além disso, sua conexão está sempre na linha de terra ou na alimentação -ve.

Portanto, introduzir um pulso de alimentação +ve na entrada do IC 4060 reverterá o CI/reiniciará as oscilações. Consequentemente, as oscilações ou processo de contagem começarão do zero, e as saídas também levarão a uma lógica zero.

Como alcançar temporização ajustável

Você pode começar substituindo o resistor variável Rt por um dispositivo potenciômetro no pino 10 do circuito timer IC 4060. A alternativa do potenciômetro ajuda produzindo uma saída de frequência ajustável através dos pinos de saída do IC 4060.

Como segunda opção, você também pode alterar o valor do capacitor Ct para mudar a frequência do timer IC.

Conclusão

Para resumir, um IC 4060 é fácil de trabalhar porque não depende de entrada de clock externa. Além disso, as oscilações embutidas o colocam em uma vantagem maior, pois você precisará apenas de alguns componentes eletrônicos para usá-lo. Também, tem numerosas aplicações em tecnologia eletrônica, como em circuitos contadores, timers, divisores de frequência, etc.

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