gefunden LTspice Modell CD4033

spicer

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Frank

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@spicer Hast Du mal Dein CD4033-Modell in einer "richtigen" Schaltung eingebaut? Also nicht nur in die Testschaltung, sondern vielleicht mit CMOS-Gattern davor, und evtl. mit LED-Treibern dahinter?
@Udo Bekamst Du schon eine Antwort von Analog Devices?

Gruß, Frank
 

Udo

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Hi Frank, Analog Devices hat sich nicht mehr gemeldet !
Marcos Alonso auch nicht. Er ist wohl an der Uni in Spanien stark ausgelastet. Ich habe auch nicht mehr nachgehakt,
da das Modell für den CD4033 ja gelöst ist. (oder doch nicht ?)

Gruß, Udo
 

Frank

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Oder meinst Du eine LTspice Schaltung?
Ja, deshalb war "richtigen" in Anführungszeichen.

Udo schrieb:
Ich habe auch nicht mehr nachgehakt,
da das Modell für den CD4033 ja gelöst ist. (oder doch nicht ?)
@spicer ist zufrieden, also ist es gelöst :)

Unser Ziel war zwischendurch auch, eine Methode zu finden, wie man generell CD4000-Baustein-Modelle erstellen kann.
spicers Lösung paßt von der reinen Logik her. Von den Eingangsspannungsschwellen wahrscheinlich auch; es werden ja CD40_IN_1-SUBCKTs verwendet. Wenn aber mehrere CD40_IN_1-SUBCKTs parallel geschaltet sind, erhöht sich die Eingangskapazität; wenn sie sehr hoch ist, wird ein vorgeschalteter CD40_OUT_1X-Ausgang so stark belastet, daß die simulierte Schaltung nicht mehr funktionieren könnte - in der Realität aber schon.
Die Ausgangsspannungen werden durch ideale Spannungsquellen erzeugt, die einen viel niedrigen Innenwiderstand als ein CD40_OUT_1X-Ausgang haben. Schlösse ein Simulator (= eine simuliernde Person) 1000 CMOS-Eingänge an einen solchen Ausgang an, würde das in der Simulation einwandfrei funktionieren - aber nicht in der Realität.
Auch wäre es gut, die Zeitverzögerung zu bestimmen - sind die verwendeten 4-fach-ODER-Gatter ideal, oder haben sie eigene Zeitverzögerungen?

Von Marcos Alonso hätte ich nur gerne gewußt, warum seine Methode beim CD4033 zu so unerwarteten Ergebnisse führte. Ansonsten bleibt es mit ihr ja ein Glücksspiel, ob die Logik stimmt.

Gruß, Frank
 

Udo

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Hi Frank und Spicer,

inzwischen wurden 128 posts im "Dreieck zirkuliert". Allmählich besteht die Gefahr, dass man den Wald vor lauter Bäume nicht mehr sieht. Zwecks Erhaltung des Überblicks fasse ich mal kurz zusammen
und komme dann auf #127 von Frank zurück.

Summe Posts = #128

#1 > Anfrage für CD4033 Modell

#2, #5 > MCap12 – Modell, gefunden von Udo

#11….#25,#39 > MCap12 – Modell fehlgeschlagen, fragliche Syntax-Eintragungen, nicht umsetzbar für LTspice, trotz Anleitung von MCap12

#26 > Udo kongtaktiert Gabino Alonso von Analog.com ; Gabino Alonso reicht an sein Team weiter. Keine brauchbare Antwort vom Analog-Team

#30 > Udo verfolgt Youtube: – Videos von Marcos Alonso (spanische Uni, nicht von Analog.com) zeigt die Erzeugung von Subckts mit Symbolen aus einem Schaltplan für LTspice, z.B. aus einem Datenblatt. Seine Beispiele:
CD4053 (nicht CD4033), sowie einige Controller aus der Leistungselektronik.

#32 > Frank ist motiviert und erzeugt aus dem Datenblatt-Schaltplan des CD4033 einen Schaltplan in LTspice inkl. Testfile. Dabei gab es Schwierigkeiten bei der Einordnung von Symbolen aus dem Datenblatt (funny dots).

#43 > Spicer schaltet sich seinerseits ein und erzeugt ebenfalls ein Modell.

#74 > Kontaktaufnahme Udo mit Marcos Alonso, Fragen zum Modell CD4033 > Bislang kein Feedback

#75..88, + #110 > Nach einigen Testläufen ( bis #73) mit Hindernissen entstand schließlich Spicer’s Modell CD4033, das von Frank und Udo getestet wurde. Signalverläufe wurden gepostet.

#122 Anleitung von Spicer: „Eigene Modelle erstellen“

#123 > Rückfrage Frank an Spicer : Modell auch in einer richtigen Schaltung eingebaut ?

#127 > Frank äußert Bedenken bezüglich erhöhter Eingangskapazität bei Parallelschaltung mehrerer Modelle.

#128 > Udo : Simulationsmodell von Spicer funktioniert in der Simulation, ist aber nicht 100% kompatibel zum Original CD4033 von Harris bzw. TI. Zur Unterscheidung nenne ich Spicers Modell mal „CD4033Spicer“.
Überlegen, ob man eigene Modelle nicht kennzeichnet, z.B: MyCD4033....., damit keine Verwechslung mit der Original-Lib des Bauteile - Herstellers vorgetäuscht wird.
Was die Verwendbarkeit eines Modells auf dem Labortisch betrifft, so sollte man bedenken, dass die hardware Komponenten natürlich nicht in jeder Hinsicht den idealisierten Modellkomponenten entsprechen.
Im Beispiel des CD4033 sind solche idealisierte Gatter (statt aus der CD40XX-Reihe) verwendet, Frank hat schon darauf hingewiesen.
Nun ist aber die Frage, möchte man einen CD4033 Baustein überhaupt aus Einzelelementen "zu Fuß" aufbauen ? Wenn ja, dann müsste man zuerst das Modell noch so anpassen, daß es die Maximum Ratings aus dem
Datenblatt berücksichtigt. Alternativ: Komponenten wie "Buffers" und Schutzdioden "anbauen". Oder man gibt sich mit dem geistigen Schmalz aus der Simulation zufrieden.

Falls ich noch gezielte Fragen an Marcos Alonso richten soll, bitte posten. Ich kann ihn ja nochmal wegen den guten Videos hochloben. Vielleicht antwortet er dann.
Wahrscheinlich müsste ich dazu den Schaltplan von "CD4033Spicer" schicken.

Gruß, Udo
 

spicer

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Überlegen, ob man eigene Modelle nicht kennzeichnet, z.B: MyCD4033....., damit keine Verwechslung mit der Original-Lib des Bauteile - Herstellers vorgetäuscht wird.
Im Kopf der sub ist mein Copyright eingetragen und es gibt nicht einen spezifischen Hersteller.
Ich denke, das sollte so reichen.
Bei diesem IC ist eh nur die Logik wichtig.
Geschwindigkeit habe ich nicht getestet, sollte aber 2MHz schaffen.
 
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Frank

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Die Zusammenfassung ist eine Super-Idee, Udo! 👍👍
Zwischendurch kamen immer wieder neue Themen auf, die Gesprächsfäden gingen auseinander, kamen wieder zusammen, mal war ein Thema zu Ende, manchmal startete es dann wieder unverhofft - ich selber habe oft nach Beiträgen gesucht.

Nachdem ich mir die Zusammenfassung durchgelesen habe, glaube ich auch, daß es jetzt erst mal gut ist mit dem Modell.
Selbst wenn wir jetzt nach langem Probieren die ideale Methode hätten - wozu der Aufwand, wenn sie vielleicht nur für eine Handvoll Gatter verwendet wird? Ok, ein wichtiger Grund ist natürlich die Freude am Erkenntnisgewinn, am Lernen.
Vielleicht baut der eine oder andere Leser ja mal auf dem gefundenen Weg - oder auch mit Marcos Alonsos Methode - ein neues CMOS-Modell auf oder verwendet spicers CD4033 und berichtet uns von seinen Erfahrungen. Wenn dann etwas nicht richtig funktioniert, würde ich mich (voraussichtlich) gerne wieder hineinknien.

Gruß, Frank
 

Udo

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Die Zusammenarbeit mit Euch hat mir viel Spaß bereitet!
Bis zum nächsten Mal....
Gruß, Udo
 

spicer

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Ja, deshalb war "richtigen" in Anführungszeichen.


@spicer ist zufrieden, also ist es gelöst :)

Unser Ziel war zwischendurch auch, eine Methode zu finden, wie man generell CD4000-Baustein-Modelle erstellen kann.
spicers Lösung paßt von der reinen Logik her. Von den Eingangsspannungsschwellen wahrscheinlich auch; es werden ja CD40_IN_1-SUBCKTs verwendet. Wenn aber mehrere CD40_IN_1-SUBCKTs parallel geschaltet sind, erhöht sich die Eingangskapazität; wenn sie sehr hoch ist, wird ein vorgeschalteter CD40_OUT_1X-Ausgang so stark belastet, daß die simulierte Schaltung nicht mehr funktionieren könnte - in der Realität aber schon.
Die Ausgangsspannungen werden durch ideale Spannungsquellen erzeugt, die einen viel niedrigen Innenwiderstand als ein CD40_OUT_1X-Ausgang haben. Schlösse ein Simulator (= eine simuliernde Person) 1000 CMOS-Eingänge an einen solchen Ausgang an, würde das in der Simulation einwandfrei funktionieren - aber nicht in der Realität.
Auch wäre es gut, die Zeitverzögerung zu bestimmen - sind die verwendeten 4-fach-ODER-Gatter ideal, oder haben sie eigene Zeitverzögerungen?

Von Marcos Alonso hätte ich nur gerne gewußt, warum seine Methode beim CD4033 zu so unerwarteten Ergebnisse führte. Ansonsten bleibt es mit ihr ja ein Glücksspiel, ob die Logik stimmt.

Gruß, Frank

Nachtrag ^^
Die Eingangs- & Ausgangs-Impedanzen sollten durch die Gatter A20-A23, A15 bzw A1-A14, A18, A19 im Grund-Schaltplan sichergestellt sein. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit für CMOS wurde bereits vom Autor des CD4017 gesetzt.
Wie gesagt, bin ich eher der digitale Typ. Kann gut sein, dass ich ein paar Sachen der hohen Analogkunst missachtet habe ^^
In der Praxis ist es so, das die Ausgänge nach Datasheet max mit 7mA belastet werden dürfen.
10mA im Dauerbetrieb sind aber problemlos. Uout sinkt etwas, aber hält durch.
Beweis ist meine %-Uhr. Da treiben CD4033 ICs die 7cm Anzeigen/Segmente direkt seit 2005...Dauerbetrieb!

Alte Weisheit: CMOS ist Überstrom egal. Nur nicht Überspannung. TTL ist genau umgekehrt.
 
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Frank

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(Ich bekam gestern eine automatische E-Mail wegen einer Antwort von Dir, aber ich kann die Antwort hier nicht lesen.)
 

Frank

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Achsooo ... Das hatte ich noch gar nicht im Großen gesehen. Ja, das ist gut, da sind die Ein- und Ausgänge realistisch beschaltet.
Allerdings sollten die freien Eingänge der Gatter auf VDD oder VSS gelegt werden. Bei der Simulation wird das wohl nichts ändern, aber es ist dann eindeutig.

Alte Weisheit: Alle CMOS-Eingänge beschalten! ^^

Gruß, Frank
 

spicer

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Jo, die ist mir bekannt.
Aber soviel ich weiss, kürzt LTspice die unbenutzten Eingänge bei den standard Gattern einfach weg und belasten den Computer dann gar nicht mehr ;)
 

Frank

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Das ist ja interessant! Das heißt dann - wenn man ein 5-fach-Gatter zeichnet und nur zwei benutzt, macht LTspice intern ein zweifach-Gatter daraus? Das probiere ich gleich mal aus.

Welche Gatter benutzt Du denn als 5-fach-(N)AND und 5-fach-(N)OR in Deinem Schaltplan? Meine CD4000-Bibliothek hat solche Gatter nicht, höchstens den CD4068B - ein 8-fach-(N)AND. Das (N) steht immer für einen invertierenden PLUS einen nicht-invertierenden Ausgang.

Gruß, Frank
 

spicer

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Die standard Gatter unter "digital".
Nur diese werden von LTspice optimiert.
Die selbst hinzugefügten natürlich nicht.
 

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