IC 4060 (CD4060) Pinout & Funktionen: Timer, Oszillator & Binärzähler

Der CD4060 (IC 4060) ist ein 14-stufiger Binärzähler mit integriertem RC-Oszillator. Versorgung: 3–15 V. Erzeugt präzise Zeitverzögerungen & Frequenzen mit minimalen externen Bauteilen (R, C). Teil der 4000er CMOS-Serie.

Funktionsprinzip

Interner Oszillator (Pins 9, 10, 11) erzeugt Taktfrequenz. 14-stufiger Binärzähler teilt Frequenz: Jeder negative Taktflanke inkrementiert Zähler. Ausgänge (Q4–Q14 an Pins 7,5,4,6,14,13,15,1,2,3) liefern abgestufte Frequenzen (jeweils halbiert). Reset (Pin 12, High-aktiv) setzt Zähler & Oszillator zurück.

Pin-Belegung & Funktionen

Frequenz-Reihenfolge (hoch → niedrig): Pin 7, 5, 4, 6, 14, 13, 15, 1, 2, 3.
Beispiel: Pin 7 = 1 kHz → Pin 5 = 500 Hz, Pin 4 = 250 Hz, Pin 6 = 125 Hz …

Binärzähler-Merkmale

• Max. Taktfrequenz: 30 MHz @ 15 V
• Typ. 8 MHz @ 10 V
• Reset-Verzögerung: 25 ns @ 5 V
• Zählbereich: 0–16383 (14 Bit = 2¹⁴ - 1)
• Schmitt-Trigger-Eingänge (unbegrenzte Flankensteilheit)
• TTL-kompatibel
• Vollstatisch, gepufferte Ein-/Ausgänge
• RC-Oszillator min. 690 kHz @ 15 V

Timing-Berechnung (RC-Oszillator)

Formel: f_osc = 1 / (2,3 × R_t × C_t) (2,3 = interner Konstantenfaktor)

R_t an Pin 10, C_t an Pin 9. R₂ an Pin 11 (Schutzdiode, Streukapazität).

Bedingungen für stabile Oszillation:
R_t ≪ R₂ und R₂×C₂ ≪ R_t×C_t
Empfehlung: 10 kΩ ≤ R_t ≤ 1 MΩ, C_t ≥ 100 pF.

Quarz-Oszillator für höhere Präzision

RC-Oszillator driftet (Temperatur, Spannung). Quarz an Pins 10 & 11 stabilisiert Frequenz.

• R2: Versorgungswiderstand für Quarz
• C2, C3: Lastkondensatoren für Resonanzfrequenz (C3 einstellbar → feine Frequenzkorrektur)
• Keramikresonator alternativ möglich (geringere Langzeitstabilität)

FAQs

Auto-Power-On-Reset realisieren

Ohne Auto-Reset: Zufälliger Startzustand. Lösung: RC-Netzwerk an Reset (Pin 12):
100 kΩ von Pin 12 → GND, 0,33–1 µF von Pin 12 → V_DD. Beim Einschalten lädt C → Pin 12 kurz High → Reset → danach Low (über 100 kΩ) → Normalbetrieb.

Reset-Pin Anschluss

Normal: Pin 12 → GND (Low = Lauf). High-Impuls an Pin 12 → Reset (Zähler=0, Oszillator stoppt).

Einstellbare Zeit / Frequenz

• R_t (Pin 10) durch Potentiometer ersetzen → stufenlos einstellbare Frequenz.
• Oder C_t (Pin 9) variieren (Schaltbare Kondensatoren).

Fazit

CD4060 ist vielseitig: Timer, Frequenzteiler, Taktgenerator, Langzeitverzögerung. Kein externer Takt nötig, wenige Bauteile. Anwendungen: Zähler, Timer, Frequenzteiler, Blinkschaltungen. Fragen? Kontaktieren Sie uns.