3V与5V电平不兼容引起的故障

看如下设计：晶振产生4M的振荡，送到4040中分频，其中2分频，11分频和12分频输出送到与门中，与门输出大约间隔1ms 0.25ms宽的 2Mhz 脉冲输出。

故障是与门输出不正常，示波器测量晶振能输出4Mhz方波。4040第1脚输出是约20hz方波，且不稳定。正常值应该是976hz。立即断定4040有问题。更换4040后，重新测量。发现4040第1脚恒为低，没有变化。新换上的4040坏的可能性比较小。考虑到晶振用的是3.3V供电，4040用的是5V供电。有可能是晶振输出信号幅度不够引起的。再测一下晶振输出，发现幅度只有2.8V左右，而5V供电的4040要求3.15V。更换一个晶振，故障消失。测量晶振输出大于3.2V。说明故障就是因为不同供电电压下电平不匹配引起的。如果增加3VTTL 转5VTTL 应该能解决问题，但肯定会增加成本。还要改设计。现在只能指望晶振厂家提供能够满幅输出，并且能稳定运行不掉幅值的产品。如果4040使用HCT系列，5V供电时，VIH只需要超过2V就行，应该能解决这个问题，只是HCT不好买到。


审核编辑：刘清