SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA L SUFFIX CERAMIC CASE 620 The MC14046B phase locked loop contains two phase comparators, a voltage–controlled oscillator (VCO), source follower, and zener diode. The comparators have two common signal inputs, PCAin and PCBin. Input PCAin can be used directly coupled to large voltage signals, or indirectly coupled (with a series capacitor) to small voltage signals. The self–bias circuit adjusts small voltage signals in the linear region of the amplifier. Phase comparator 1 (an exclusive OR gate) provides a digital error signal PC1out, and maintains 90° phase shift at the center frequency between PCAin and PCBin signals (both at 50% duty cycle). Phase comparator 2 (with leading edge sensing logic) provides digital error signals, PC2 out and LD, and maintains a 0° phase shift between PCA in and PCB in signals (duty cycle is immaterial). The linear VCO produces an output signal VCOout whose frequency is determined by the voltage of input VCO in and the capacitor and resistors connected to pins C1A, C1B, R1, and R2. The source–follower output SFout with an external resistor is used where the VCO in signal is needed but no loading can be tolerated. The inhibit input Inh, when high, disables the VCO and source follower to minimize standby power consumption. The zener diode can be used to assist in power supply regulation. Applications include FM and FSK modulation and demodulation, frequency synthesis and multiplication, frequency discrimination, tone decoding, data synchronization and conditioning, voltage–to–frequency conversion and motor speed control. • • • • • • P SUFFIX PLASTIC CASE 648 DW SUFFIX SOIC CASE 751G ORDERING INFORMATION MC14XXXBCP MC14XXXBCL MC14XXXBDW TA = – 55° to 125°C for all packages. PIN ASSIGNMENT Buffered Outputs Compatible with MHTL and Low–Power TTL Diode Protection on All Inputs Supply Voltage Range = 3.0 to 18 V Pin–for–Pin Replacement for CD4046B Phase Comparator 1 is an Exclusive Or Gate and is Duty Cycle Limited Phase Comparator 2 switches on Rising Edges and is not Duty Cycle Limited BLOCK DIAGRAM PCAin 14 SELF BIAS CIRCUIT PCBin 3 PHASE COMPARATOR 1 2 PC1out PHASE COMPARATOR 2 13 PC2out 1 LD VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR (VCO) VCOin 9 VDD = PIN 16 VSS = PIN 8 SOURCE FOLLOWER INH 5 VSS 4 11 12 6 7 Plastic Ceramic SOIC LD 1 16 VDD PC1out 2 15 ZENER PCBin 3 14 PCAin VCOout 4 13 PC2out 12 R2 INH 5 C1A 6 11 R1 C1B 7 10 SFout VSS 8 9 VCOin VCOout R1 R2 C1A C1B 10 SFout 15 ZENER 10/97 Motorola, Inc. 1997CMOS LOGIC DATA MOTOROLA 1 REV 4 MC14046B 1 ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ R ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ MAXIMUM RATINGS* (Voltages Referenced to VSS) Rating Symbol DC Supply Voltage Value Unit VDD – 0.5 to + 18 Vdc Input Voltage, All Inputs Vin – 0.5 to VDD + 0.5 Vdc DC Input Current, per Pin Iin ± 10 mAdc Power Dissipation, per Package† PD 500 mW TA – 55 to + 125 _C Tstg – 65 to + 150 _C Operating Temperature Range Storage Temperature Range * Maximum Ratings are those values beyond which damage to the device may occur. †Temperature Derating: Plastic “P and D/DW” Packages: – 7.0 mW/_C From 65_C To 125_C Ceramic “L” Packages: – 12 mW/_C From 100_C To 125_C ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Voltages Referenced to VSS) Ch Characteristic i i S b l Symbol – 55_C 25_C 125_C VDD Vdc Min Max Min Typ Max Min Max U i Unit “0” Level VOL 5.0 10 15 — — — 0.05 0.05 0.05 — — — 0 0 0 0.05 0.05 0.05 — — — 0.05 0.05 0.05 Vdc “1” Level VOH 5.0 10 15 4.95 9.95 14.95 — — — 4.95 9.95 14.95 5.0 10 15 — — — 4.95 9.95 14.95 — — — Vdc Input Voltage # (VO = 4.5 or 0.5 Vdc) (VO = 9.0 or 1.0 Vdc) (VO = 13.5 or 1.5 Vdc) “0” Level VIL 5.0 10 15 — — — 1.5 3.0 4.0 — — — 2.25 4.50 6.75 1.5 3.0 4.0 — — — 1.5 3.0 4.0 (VO = 0.5 or 4.5 Vdc) (VO = 1.0 or 9.0 Vdc) (VO = 1.5 or 13.5 Vdc) “1” Level 5.0 10 15 3.5 7.0 11 — — — 3.5 7.0 11 2.75 5.50 8.25 — — — 3.5 7.0 11 — — — 5.0 5.0 10 15 – 1.2 – 0.25 – 0.62 – 1.8 — — — — – 1.0 – 0.2 – 0.5 – 1.5 – 1.7 – 0.36 – 0.9 – 3.5 — — — — – 0.7 – 0.14 – 0.35 – 1.1 — — — — IOL 5.0 10 15 0.64 1.6 4.2 — — — 0.51 1.3 3.4 0.88 2.25 8.8 — — — 0.36 0.9 2.4 — — — mAdc Iin Cin 15 — ± 0.1 — ± 0.00001 ± 0.1 — ± 1.0 µAdc — — — — 5.0 7.5 — — pF Quiescent Current (Per Package) Inh = PCAin = VDD, Zener = VCOin = 0 V, PCBin = VDD or 0 V, Iout = 0 µA IDD 5.0 10 15 — — — 5.0 10 20 — — — 0.005 0.010 0.015 5.0 10 20 — — — 150 300 600 µAdc Total Supply Current† (Inh = “0”, fo = 10 kHz, CL = 50 pF, R1 = 1.0 MΩ, R2 = RSF = ∞, and 50% Duty Cycle) IT 5.0 10 15 Output Voltage Vin = VDD or 0 Vin = 0 or VDD Vdc VIH IOH Output Drive Current (VOH = 2.5 Vdc) (VOH = 4.6 Vdc) (VOH = 9.5 Vdc) (VOH = 13.5 Vdc) mAdc Source (VOL = 0.4 Vdc) (VOL = 0.5 Vdc) (VOL = 1.5 Vdc) Sink Input Current Input Capacitance Vdc IT = (1.46 µA/kHz) f + IDD IT = (2.91 µA/kHz) f + IDD IT = (4.37 µA/kHz) f + IDD mAdc #Noise immunity specified for worst–case input combination. Noise Margin for both “1” and “0” level = 1.0 Vdc min @ VDD = 5.0 Vdc 2.0 Vdc min @ VDD = 10 Vdc 2.5 Vdc min @ VDD = 15 Vdc †To Calculate Total Current in General: VCOin – 1.65 VDD – 1.35 3/4 VCOin – 1.65 3/4 IT 2.2 x VDD + 1 x 10–3 (CL + 9) VDD f + + 1.6 x + RSF R1 R2 [ 1 x 10–1 VDD2 MC14046B 2 ǒ ǒ 100% Duty Cycle of PCAin 100 Ǔ Ǔ + IQ ǒ Ǔ where: IT in µA, CL in pF, VCOin, VDD in Vdc, f in kHz, and R1, R2, RSF in MΩ, CL on VCOout. MOTOROLA CMOS LOGIC DATA ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ELECTRICAL CHARACTERISTICS* (CL = 50 pF, TA = 25°C) Ch Characteristic i i S b l Symbol Output Rise Time tTLH = (3.0 ns/pF) CL + 30 ns tTLH = (1.5 ns/pF) CL + 15 ns tTLH = (1.1 ns/pF) CL + 10 ns tTLH Output Fall Time tTHL = (1.5 ns/pF) CL + 25 ns tTHL = (0.75 ns/pF) CL + 12.5 ns tTHL = (0.55 ns/pF) CL + 9.5 ns tTHL VDD Vdc Minimum Maximum Device T i l Typical Device 5.0 10 15 — — — 180 90 65 350 150 110 5.0 10 15 — — — 100 50 37 175 75 55 U i Units ns ns PHASE COMPARATORS 1 and 2 Input Resistance — PCAin Rin 5.0 10 15 1.0 0.2 0.1 2.0 0.4 0.2 — — — MΩ — PCBin Rin 15 150 1500 — MΩ Minimum Input Sensitivity AC Coupled — PCAin C series = 1000 pF, f = 50 kHz Vin 5.0 10 15 — — — 200 400 700 300 600 1050 mV p–p DC Coupled — PCAin, PCBin — 5 to 15 fmax 5.0 10 15 0.5 1.0 1.4 0.7 1.4 1.9 — — — MHz Temperature — Frequency Stability (R2 = ∞ ) — 5.0 10 15 — — — 0.12 0.04 0.015 — — — %/_C Linearity (R2 = ∞ ) (VCOin = 2.5 V ± 0.3 V, R1 > 10 kΩ) (VCOin = 5.0 V ± 2.5 V, R1 > 400 kΩ) (VCOin = 7.5 V ± 5.0 V, R1 ≥ 1000 kΩ) — 5.0 10 15 — — — 1.0 1.0 1.0 — — — See Noise Immunity VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR (VCO) Maximum Frequency (VCOin = VDD, C1 = 50 pF R1 = 5.0 kΩ, and R2 = ∞) % Output Duty Cycle — 5 to 15 — 50 — % Input Resistance — VCOin Rin 15 150 1500 — MΩ Offset Voltage (VCOin minus SFout, RSF > 500 kΩ) — 5.0 10 15 — — — 1.65 1.65 1.65 2.2 2.2 2.2 V Linearity (VCOin = 2.5 V ± 0.3 V, RSF > 50 kΩ) (VCOin = 5.0 V ± 2.5 V, RSF > 50 kΩ) (VCOin = 7.5 V ± 5.0 V, RSF > 50 kΩ) — 5.0 10 15 — — — 0.1 0.6 0.8 — — — SOURCE–FOLLOWER % ZENER DIODE Zener Voltage (Iz = 50 µA) VZ — 6.7 7.0 7.3 V Dynamic Resistance (Iz = 1.0 mA) RZ — — 100 — Ω * The formula given is for the typical characteristics only. MOTOROLA CMOS LOGIC DATA MC14046B 3 PHASE COMPARATOR 1 Input Stage 00 01 11 10 X X PCAin PCBin PC1out 0 1 PHASE COMPARATOR 2 Input Stage X X PCAin PCBin 01 00 00 00 10 10 01 01 10 11 11 11 PC2out 0 3–State Output Disconnected 1 LD (Lock Detect) 0 1 0 Refer to Waveforms in Figure 3. Figure 1. Phase Comparators State Diagrams ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ v ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ v v v v ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ v v ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Characteristic Using Phase Comparator 1 Using Phase Comparator 2 No signal on input PCAin. VCO in PLL system adjusts to center frequency (f0). VCO in PLL system adjusts to minimum frequency (fmin). Phase angle between PCAin and PCBin. 90° at center frequency (f0), approaching 0_ and 180° at ends of lock range (2fL) Always 0_ in lock (positive rising edges). Locks on harmonics of center frequency. Yes No Signal input noise rejection. High Low Lock frequency range (2fL). The frequency range of the input signal on which the loop will stay locked if it was initially in lock; 2fL = full VCO frequency range = fmax – fmin. Capture frequency range (2fC). The frequency range of the input signal on which the loop will lock if it was initially out of lock. Depends on low–pass filter characteristics (see Figure 3). fC fL Center frequency (f0). VCO output frequency (f). Note: These equations are intended to be a design guide. Since calculated component values may be in error by as much as a factor of 4, laboratory experimentation may be required for fixed designs. Part to part frequency variation with identical passive components is typically less than ± 20%. fC = fL The frequency of VCOout, when VCOin = 1/2 VDD fmin = fmax = 1 (VCO input = VSS) R2(C1 + 32 pF) 1 R1(C1 + 32 pF) + fmin (VCO input = VDD) Where: 10K R1 1M 10K R2 1M 100pF C1 .01 µF Figure 2. Design Information MC14046B 4 MOTOROLA CMOS LOGIC DATA 9 SOURCE FOLLOWER VCOin PCAin @ FREQUENCY f′ PCBin 14 3 2 OR 13 PHASE COMPARATOR PC1out OR PC2out EXTERNAL LOW–PASS FILTER SFout 10 RSF 9 11 7 CIA R1 VCOout @ FREQUENCY Nf′ = f 4 VCO 6 12 CIB R2 CI EXTERNAL ÷N COUNTER Typical Low–Pass Filters (a) INPUT R3 OUTPUT C2 2fC [p 1 Ǹ 2 p fL R3 C2 (a) INPUT Typically: R3 OUTPUT R4 C2 R4 (R3 C2 6N + fmax – N 2 pD f Df ) 3, 000W) C2 + 100N fmax2 – R4 C2 ∆ f = fmax – fmin NOTE: Sometimes R3 is split into two series resistors each R3 ÷ 2. A capacitor CC is then placed from the midpoint to ground. The value for CC should be such that the corner frequency of this network does not significantly affect ωn. In Figure B, the ratio of R3 to R4 sets the damping, R4 (0.1)(R3) for optimum results. ^ Ǹ LOW–PASS FILTER Filter A Definitions: N = Total division ratio in feedback loop Kφ = VDD/π for Phase Comparator 1 Kφ = VDD/4 π for Phase Comparator 2 2 p D fVCO KVCO VDD – 2 V 2 p fr for a typical design ωn (at phase detector input) 10 ζ 0.707 + ^ ^ wn + KfKVCO NR3C2 Nw z + 2K K n f VCO F(s) wn + Ǹ KfKVCO NC2(R3 R4) z + 0.5 wn + R3C21S ) 1 Filter B ) ) KfKNVCO) R3C2S ) 1 F(s) + S(R3C2 ) R4C2) ) 1 (R3C2 Waveforms Phase Comparator 1 Phase Comparator 2 VDD PCAin VSS PCAin VOL VOH PC1out VOL VOH VCOin VSS VOH VOH PCBin VDD PCBin LD PC2out VOL VCOin VOL VOH VOL VOH VOL VOH VOL Note: for further information, see: (1) F. Gardner, “Phase–Lock Techniques”, John Wiley and Son, New York, 1966. (2) G. S. Moschytz, “Miniature RC Filters Using Phase–Locked Loop”, BSTJ, May, 1965. (3) Garth Nash, “Phase–Lock Loop Design Fundamentals”, AN–535, Motorola Inc. (4) A. B. Przedpelski, “Phase–Locked Loop Design Articles”, AR254, reprinted by Motorola Inc. Figure 3. General Phase–Locked Loop Connections and Waveforms MOTOROLA CMOS LOGIC DATA MC14046B 5 OUTLINE DIMENSIONS L SUFFIX CERAMIC DIP PACKAGE CASE 620–10 ISSUE V –A– 16 9 1 8 NOTES: 1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI Y14.5M, 1982. 2. CONTROLLING DIMENSION: INCH. 3. DIMENSION L TO CENTER OF LEAD WHEN FORMED PARALLEL. 4. DIMENSION F MAY NARROW TO 0.76 (0.030) WHERE THE LEAD ENTERS THE CERAMIC BODY. –B– C L DIM A B C D E F G H K L M N –T– K N SEATING PLANE M E F J G D 16 PL 0.25 (0.010) 16 PL 0.25 (0.010) M T A T B M S INCHES MIN MAX 0.750 0.785 0.240 0.295 ––– 0.200 0.015 0.020 0.050 BSC 0.055 0.065 0.100 BSC 0.008 0.015 0.125 0.170 0.300 BSC 0_ 15 _ 0.020 0.040 MILLIMETERS MIN MAX 19.05 19.93 6.10 7.49 ––– 5.08 0.39 0.50 1.27 BSC 1.40 1.65 2.54 BSC 0.21 0.38 3.18 4.31 7.62 BSC 0_ 15 _ 0.51 1.01 S P SUFFIX PLASTIC DIP PACKAGE CASE 648–08 ISSUE R NOTES: 1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI Y14.5M, 1982. 2. CONTROLLING DIMENSION: INCH. 3. DIMENSION L TO CENTER OF LEADS WHEN FORMED PARALLEL. 4. DIMENSION B DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH. 5. ROUNDED CORNERS OPTIONAL. –A– 16 9 1 8 B F C L S –T– K H G D J 16 PL 0.25 (0.010) MC14046B 6 SEATING PLANE M T A M M DIM A B C D F G H J K L M S INCHES MIN MAX 0.740 0.770 0.250 0.270 0.145 0.175 0.015 0.021 0.040 0.70 0.100 BSC 0.050 BSC 0.008 0.015 0.110 0.130 0.295 0.305 0_ 10 _ 0.020 0.040 MILLIMETERS MIN MAX 18.80 19.55 6.35 6.85 3.69 4.44 0.39 0.53 1.02 1.77 2.54 BSC 1.27 BSC 0.21 0.38 2.80 3.30 7.50 7.74 0_ 10 _ 0.51 1.01 MOTOROLA CMOS LOGIC DATA OUTLINE DIMENSIONS DW SUFFIX PLASTIC SOIC WIDE PACKAGE CASE 751G–03 ISSUE B A D 9 1 8 NOTES: 1. DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS. 2. INTERPRET DIMENSIONS AND TOLERANCES PER ASME Y14.5M, 1994. 3. DIMENSIONS D AND E DO NOT INLCUDE MOLD PROTRUSION. 4. MAXIMUM MOLD PROTRUSION 0.15 PER SIDE. 5. DIMENSION B DOES NOT INCLUDE DAMBAR PROTRUSION. ALLOWABLE DAMBAR PROTRUSION SHALL BE 0.13 TOTAL IN EXCESS OF THE B DIMENSION AT MAXIMUM MATERIAL CONDITION. h X 45 _ H E 0.25 8X M B M 16 q 16X M 14X e T A S B S A1 L A 0.25 B B SEATING PLANE T C DIM A A1 B C D E e H h L q MILLIMETERS MIN MAX 2.35 2.65 0.10 0.25 0.35 0.49 0.23 0.32 10.15 10.45 7.40 7.60 1.27 BSC 10.05 10.55 0.25 0.75 0.50 0.90 0_ 7_ Motorola reserves the right to make changes without further notice to any products herein. Motorola makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does Motorola assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation consequential or incidental damages. “Typical” parameters which may be provided in Motorola data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. Motorola does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. Motorola products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applications intended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the Motorola product could create a situation where personal injury or death may occur. Should Buyer purchase or use Motorola products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold Motorola and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that Motorola was negligent regarding the design or manufacture of the part. Motorola and are registered trademarks of Motorola, Inc. Motorola, Inc. is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. Mfax is a trademark of Motorola, Inc. How to reach us: USA / EUROPE / Locations Not Listed: Motorola Literature Distribution; P.O. Box 5405, Denver, Colorado 80217. 1–303–675–2140 or 1–800–441–2447 JAPAN: Nippon Motorola Ltd.: SPD, Strategic Planning Office, 4–32–1, Nishi–Gotanda, Shinagawa–ku, Tokyo 141, Japan. 81–3–5487–8488 Customer Focus Center: 1–800–521–6274 Mfax: [email protected] – TOUCHTONE 1–602–244–6609 ASIA/PACIFIC: Motorola Semiconductors H.K. Ltd.; 8B Tai Ping Industrial Park, Motorola Fax Back System – US & Canada ONLY 1–800–774–1848 51 Ting Kok Road, Tai Po, N.T., Hong Kong. 852–26629298 – http://sps.motorola.com/mfax/ HOME PAGE: http://motorola.com/sps/ MOTOROLA CMOS LOGIC DATA ◊ MC14046B MC14046B/D 7