SN5497和SN7497同步6位二进制速率乘法器：特性与应用解析

在电子设计的领域中，速率乘法器起着至关重要的作用。今天，我们就来深入探讨SN5497和SN7497这两款同步6位二进制速率乘法器，了解它们的特性、工作原理以及应用场景。

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产品概述

SN5497和SN7497是采用54/74 TTL电路的单片、全同步、可编程计数器。SN5497采用J封装，SN7497采用N封装，它们能够实现最高32MHz的典型工作频率，可用于固定速率或可变速率的频率分频，适用于算术、雷达、数模（D/A）、模数（A/D）等转换操作。

工作原理

输出频率计算

当计数器的清除（clear）、选通（strobe）和使能（enable）输入均为低电平时，计数器被使能。此时，输出频率等于输入频率乘以速率输入M再除以64，公式为： [f{out }=frac{M cdot f{in }}{64}] 其中，M的计算方式为： [M=F cdot 2^{5}+E cdot 2^{4}+D cdot 2^{3}+C cdot 2^{2}+B cdot 2^{1}+A cdot 2^{0}] 当速率输入为二进制0（所有速率输入均为低电平）时，Z输出保持高电平。

级联操作

为了实现12位速率乘法，可以将一个器件的使能输出连接到下一级的使能和选通输入，将每一级的Z输出连接到另一级的统一/级联输入，从Y输出获取子倍数频率。统一/级联输入在连接到时钟输入时，当速率输入/解码门被选通抑制时，可将时钟频率（反相）传递到Y输出，也可作为Y输出的控制信号。

电气特性

推荐工作条件

参数	SN5497（MIN - NOM - MAX）	SN7497（MIN - NOM - MAX）	单位
电源电压 (V_{CC})	4.5 - 5 - 5.5	4.75 - 5 - 5.25	V
高电平输出电流 (I_{OH})	- 400	μA
低电平输出电流 (I_{OL})	16	mA
时钟频率 (f_{clock})	0 - - 25	0 - - 25	MHz
时钟脉冲宽度 (t_{w(clock)})	20 - - -	20 - - -	ns
清除脉冲宽度 (t_{w(clear)})	15 - - -	15 - - -	ns
使能建立时间 (t_{su})（时钟脉冲正跳变前）	25 - - -	25 - - -	ns
使能建立时间 (t_{su})（前一个时钟脉冲负跳变前）	0 - - (t_{w(clock)}-10)	0 - - (t_{w(clock)}-10)	ns
使能保持时间 (t_{h})（时钟脉冲正跳变后）	0 - - (t_{w(clock)}-10)	0 - - (t_{w(clock)}-10)	ns
使能保持时间 (t_{h})（前一个时钟脉冲负跳变后）	20 - - (t_{CP}-10)	20 - - (t_{CP}-10)	ns
工作环境温度 (T_{A})	- 55 - - 125	0 - - 70	°C

电气特性参数

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(V_{IH})（高电平输入电压）	2	- -	V
(V_{IL})（低电平输入电压）	- -	0.8	V
(V_{IK})（输入钳位电压）	(V{CC}= MIN)，(I{1}=-12 ~mA)	- -	- -	- 1.5	V
(V_{OH})（高电平输出电压）	(V{CC}= MIN)，(V{IL}=0.8V)，(V{IH}=2 ~V)，(I{OH} = - 400 μA)	2.4	3.4	- -	V
(V_{OL})（低电平输出电压）	(V{CC}= MIN)，(V{IL}=0.8V)，(V{IH}=2 ~V)，(I{OL} = 16 mA)	- -	0.2	0.4	V
(I_{I})（最大输入电压下的输入电流）	(V{CC}= MAX)，(V{1}=5.5V)	- -	- -	1	mA
(I_{H})（高电平输入电流 - 时钟输入）	(V_{CC} = MAX)	- -	80	μA
(I_{H})（高电平输入电流 - 其他输入）	(V_{1}=2.4V)	40	- -	μA
(I_{L})（低电平输入电流 - 时钟输入）	(V{CC} = MAX)，(V{1}=0.4V)	- -	- 3.2	mA
(I_{L})（低电平输入电流 - 其他输入）	- 1.6	- -	- -	mA
(I_{OS})（短路输出电流）	(V_{CC} = MAX)	- 18	- -	- 55	mA
(I_{CCH})（输出高电平时的电源电流）	(V_{CC}= MAX)，见注3	58	- -	mA
(I_{CCL})（输出低电平时的电源电流）	(V_{CC}= MAX)，见注4	80	120	mA

开关特性

在 (V{CC}=5 ~V)，(T{A}=25^{circ} C)，(N = 10) 的条件下，开关特性参数如下：	参数	从输入	到输出	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(f_{max})	- -	25	32	- -	MHz
(t_{PLH})（使能 - 使能）	- -	13	20	ns
(t_{PHL})	(C{L}=15 pF)，(R{L}=400Ω)，见图1	- -	14	21	ns
(t_{PLH})（选通 - Z）	- -	12	18	ns
(t_{PHL})	- -	15	23	ns
(t_{PLH})（时钟 - Y）	- -	26	39	ns
(t_{PHL})	- -	20	30	ns
(t_{PLH})（时钟 - Z）	- -	12	18	ns
(t_{PHL})	- -	17	26	ns
(t_{PLH})（速率 - Z）	- -	6	10	ns
(t_{PHL})	- -	9	14	ns
(t_{PLH})（统一/级联 - Y）	- -	9	14	ns
(t_{PHL})	- -	6	10	ns
(t_{PLH})（选通 - Y）	- -	19	30	ns
(t_{PHL})	- -	22	33	ns
(t_{PLH})（时钟 - 使能）	- -	19	30	ns
(t_{PHL})	- -	22	33	ns
(t_{PLH})（清除 - Y）	- -	24	36	ns
(t_{PHL})（清除 - Z）	- -	15	23	ns
(t_{PLH})（任何速率输入 - Y）	- -	15	23	ns
(t_{PHL})	- -	15	23	ns

典型应用

该器件可以进行级联以实现18位速率乘法，并且这种方案可以通过扩展图示模式扩展到n位。例如，将两个6位乘法器级联时，可以将单元A的Z输出连接到单元B的统一级联输入，此时可以使用一个双输入或非门来级联其余的乘法器。另外，也可以使用一个三输入或非门将三个Y输出级联起来。三个未使用的统一级联输入可以方便地通过将每个连接到其Z输出来终止。

总结

SN5497和SN7497同步6位二进制速率乘法器具有较高的工作频率和灵活的级联功能，适用于多种电子应用场景。在设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择工作条件和参数，以确保器件的性能和稳定性。大家在实际应用中有没有遇到过类似器件的特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。