Mit welcher maximalen Frequenz kann man die CD40xx-Serie takten?

Question

Mit welcher maximalen Frequenz kann man die CD40xx-Serie takten?

Antwort

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Wie hoch ist die maximale Quarzfrequenz beim PIC18F448?

Bis zu welcher Frequenz kann der LM358 betrieben werden?

Wie viel Strom kann ein CD4081 an einem Ausgang liefern?

Accepted Answer

Die maximale Taktfrequenz (Clock Frequency) der CD40xx-Serie (CMOS-Logik-ICs, z. B. CD4011, CD4020, CD4040 usw.) hängt von mehreren Faktoren ab, insbesondere von der Versorgungsspannung (V<sub>DD</sub>), der Temperatur und dem spezifischen Baustein. **Typische Werte:** - **Bei 5 V Versorgungsspannung:** ca. 1–2 MHz - **Bei 10 V Versorgungsspannung:** ca. 4–5 MHz - **Bei 15 V Versorgungsspannung:** ca. 6–12 MHz **Beispiel:** Für den CD4011 (NAND-Gatter) gibt das Datenblatt bei 15 V eine maximale Taktfrequenz von etwa 12 MHz an. Bei 5 V sind es nur etwa 1–2 MHz. **Wichtige Hinweise:** - Die Werte können je nach Hersteller und Bauteil leicht variieren. - Die tatsächliche maximale Frequenz hängt auch von der Last (Kapazität, Widerstand) am Ausgang ab. - Für genaue Angaben immer das **Datenblatt des jeweiligen Bausteins** konsultieren, z. B. [Texas Instruments CD4011B Datenblatt](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4011b.pdf). **Zusammenfassung:** Die CD40xx-Serie ist für niedrige bis mittlere Frequenzen ausgelegt. Typisch sind **1–12 MHz**, abhängig von der Versorgungsspannung und dem konkreten IC. Für höhere Frequenzen sind schnellere Logikfamilien wie 74HCxx oder 74ACxx besser geeignet.

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Der **PIC18F448** Mikrocontroller von Microchip unterstützt eine maximale externe Quarzfrequenz von **40 MHz**. Allerdings ist zu beachten, dass der interne Befehlstakt (Instruction Cycle) bei di... [mehr]

Accepted Answer

Der **PIC18F448** Mikrocontroller von Microchip unterstützt eine maximale externe Quarzfrequenz von **40 MHz**. Allerdings ist zu beachten, dass der interne Befehlstakt (Instruction Cycle) bei diesem Controller ein Viertel der Quarzfrequenz beträgt, da der Takt durch 4 geteilt wird. **Quelle:** [Microchip PIC18F448 Datenblatt, Abschnitt "Oscillator Characteristics"](https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39553B.pdf) (siehe Tabelle 28-1: DC Characteristics, Parameter 30a: FOSC, Oscillator Frequency) **Zusammengefasst:** - **Maximale Quarzfrequenz:** 40 MHz - **Maximaler Befehlstakt (Instruction Cycle):** 10 MHz (da Fosc/4) Bitte beachte, dass bei Verwendung von Quarzen mit sehr hohen Frequenzen eventuell spezielle Schaltungsempfehlungen (z.B. Kondensatorwerte) zu beachten sind.

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Der LM358 ist ein weit verbreiteter Operationsverstärker, der sich besonders für Anwendungen mit niedrigen bis mittleren Frequenzen eignet. Die nutzbare Frequenz hängt stark von der gew... [mehr]

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Der LM358 ist ein weit verbreiteter Operationsverstärker, der sich besonders für Anwendungen mit niedrigen bis mittleren Frequenzen eignet. Die nutzbare Frequenz hängt stark von der gewünschten Verstärkung ab, da der LM358 eine sogenannte **Gain-Bandwidth-Product** (GBW) von etwa **1 MHz** hat. Das bedeutet: - **Bei einer Verstärkung (Gain) von 1** (also als Impedanzwandler oder Buffer) kann der LM358 Signale bis etwa **1 MHz** verarbeiten. - **Bei einer Verstärkung von 10** ist die Bandbreite auf etwa **100 kHz** begrenzt. - **Bei einer Verstärkung von 100** liegt die Bandbreite nur noch bei etwa **10 kHz**. Für Anwendungen, bei denen eine saubere Verstärkung ohne nennenswerte Verzerrungen oder Phasenverschiebungen gefordert ist, empfiehlt es sich, den LM358 **bei maximal einigen 10 kHz** einzusetzen. Für einfache Signalverfolgung oder als Buffer sind auch Frequenzen bis etwa **100–200 kHz** noch möglich, darüber hinaus nimmt die Verstärkung und Signalqualität jedoch deutlich ab. **Fazit:** Der LM358 ist für Frequenzen bis etwa **100 kHz** (bei moderater Verstärkung) gut geeignet. Für höhere Frequenzen solltest du einen schnelleren Operationsverstärker wählen. **Datenblatt zum Nachlesen:** [Texas Instruments LM358 Datenblatt (PDF)](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm358.pdf)

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Der **CD4081** ist ein CMOS-IC mit vier 2-fach-AND-Gattern. Die Strombelastbarkeit eines Ausgangs hängt von der Versorgungsspannung und davon ab, ob Strom in den Ausgang hinein- oder herausflie&s... [mehr]

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Der **CD4081** ist ein CMOS-IC mit vier 2-fach-AND-Gattern. Die Strombelastbarkeit eines Ausgangs hängt von der Versorgungsspannung und davon ab, ob Strom in den Ausgang hinein- oder herausfließt. Laut **Datenblatt** (z. B [Texas Instruments CD4081B Datenblatt](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4081b.pdf)) gelten folgende typische Werte: **Bei 5 V Versorgungsspannung:** - Maximaler Ausgangsstrom (High, IOH): –0,36 mA (Ausgang auf High, Strom fließt aus dem IC heraus) - Maximaler Ausgangsstrom (Low, IOL): +0,36 mA (Ausgang auf Low, Strom fließt in das IC hinein) **Bei 10 V Versorgungsspannung:** - IOH: –0,64 mA - IOL: +0,64 mA **Bei 15 V Versorgungsspannung:** - IOH: –1,6 mA - IOL: +1,6 mA **Wichtige Hinweise:** - Diese Werte gelten für garantierte Pegel (VOH/VOL) laut Datenblatt. - Kurzzeitig können höhere Ströme fließen, das ist aber nicht empfohlen, da dies das IC beschädigen kann. - CMOS-ICs wie der CD4081 sind nicht für das direkte Treiben von Lasten mit höherem Strombedarf geeignet. **Fazit:** Ein CD4081 kann pro Ausgang typischerweise **zwischen 0,36 mA (bei 5 V) und 1,6 mA (bei 15 V)** liefern oder aufnehmen. Für größere Lasten sollte ein Treiber-IC oder Transistor verwendet werden.