该CD4013应用程序应该如何工作？

我正在尝试对我拥有的合成器（来自Roland的80年代早期的合成器RS-09）中的问题进行故障排除。我刚刚开始学习逻辑，并对发生的事情感到困惑。在该合成器中，4013用作分频器，用于根据用户是否已通过开关选择了一个称为“ Octave down”的功能，对来自主振荡器的触发信号进行分频或不分频。4013的输出Q然后传递到“最高八度音程发生器”，该发生器使用它生成12个色度音阶，然后从中产生所有其他音阶。目前，它仅在“八度向下”模式下工作；如果未选择“向下八度音调”，则所有按键都会产生噪音。这是原理图这部分的特写。标有“ 10”的垂直线连接到交换机，

设置4013，以使“高”电压为0V，“低”电压为-10V（向下箭头为-10V电源）。当选择了“ Octave down”并且应该对4013进行分频时，开关将施加-10V，该电压通过15kohm电阻向SET（引脚8）发送比-10V稍小的电压；如果未选择“ Octave down”，则该路径将连接0V。在八度下降模式下，-10V也能够通过二极管D206到达RESET（引脚10）（从二极管压降减去0.6-0.7V），并且复位并保持在低电平状态，触发器处于时钟模式，响应来自主振荡器的触发信号。这似乎工作得很好。将Q /照原样连接到D时，触发器也进行“二进制除法”，并且Q以触发频率的1/2输出方波。

我的问题是，当不选择“八度向下”时，我不知道会发生什么。我不知道它可能如何工作，也没有。这就是我的理解，但一定有问题：

SET处的〜0V使其保持高电平，但无法通过D206进入RESET，而使复位保持打开状态，以便从振荡器接收其“指令”（直接模式）。触发振荡器开始在+5至-10V之间振荡，但二极管将其钳位在0V以切断正向部分，然后将其发送至RESET [编辑：这不是实际发生的情况-请参见下面的示波器图像]。但是，当Set保持高电平时，Q的唯一可能结果是当振荡器处于低点时发送高电平至-10V复位，当Q为高电平且Q /为0时，以及这两者的“禁止状态”当振荡器处于高点时，置位和复位为高电平，导致Q和Q /都为高电平。因此，Q只是发出恒定的“高电压”（在这种情况下为0V），并带有一点噪声。那就是我所期望的以及我所看到的。我的仪表和示波器测量结果证实了这是事实。

这应该如何工作？在我对它应该如何工作的解释以及电路的实际工作方式上，都有明显的错误，但是我已经看了很多遍了，但仍然无法弄清楚。

非常感激您的帮忙！

编辑：我要添加这些示波器的快照，以显示在不起作用的设置（更高的八度）中不同的输入和输出。我离开了中心为0V的垂直位置以显示其相对位置。我的电压为0.5V / div。我很惊讶地看到Reset处的波形有多大的负值，幅值有多小。这与我之前观察到的情况有些不同，而且显然是“不正确的”。

主振荡器的输出（到达时钟的位置）也不是一个美观的触发波形，我的理解是4013需要一个良好的触发，但是它似乎在时钟模式下工作，所以也许这不是问题。

我知道该线程已经处于休眠状态，但是我认为无论如何都发帖是个好主意，因为这对从事基于4013问题的旧Roland合成器的人有用。

具体来说，我一直在Roland Jupiter-4（Jupiter-4与RS-09于同年发布）的按键分配板上工作内部琶音器时钟。有问题的电路如下：

最初，似乎将第一个触发器的置位线（引脚6）连接为高电平时，不可能没有1Q（引脚1）为高电平的任何其他方式，因此CP5处的信号将固定为高电平，绝对不是图中所示的脉搏波。如果电路中使用具有常规置位/复位行为的现代CD4013（即，当置位和复位都很高时，Q和Q /都很高），这的确会发生。但是，似乎并非所有 4013都以这种方式运行。

例如，稍后在Jupiter-4服务手册中，Roland指定使用东芝的TC4013（根据物料清单，具体来说是TC4013BP）：

甚至在服务手册的后面，罗兰（Roland）还提供了TC4013的引脚输出和真值表，而且请注意，TC4013使用的设置/复位功能不同于传统的CD4013。具体地说，TC4013的行为是，当置位和复位都为高电平时，Q为低电平，Q /为高电平。也就是说，重置优先于设置，因为服务手册中的该表指示：

对于上面的Jupiter-4电路中，在CP5处产生脉冲波来说，正是这种奇怪的置位/复位行为至关重要。我相信，在这个时代的Roland合成器中，基于4013的问题（例如该线程中的RS-09以及SH-101 在其他地方发现的“兼容性”问题）可能是由于与常规CD4013设置/重置的差异而引起的。行为。罗兰显然做出了可疑的设计决定，依赖于芯片制造商可能认为是“不允许的”设置/重置配置的东西。

无论如何，东芝仍然使用14引脚DIP封装来制造TC4013BP，但是从当前数据表中可以看出，东芝采用了传统的CD4013设置/复位特性，而没有更改零件后缀。我找不到有关此更改发生时间的任何文档，但是从我在网上看到的数据表来看，这种行为更改似乎是在1990年代后期之前实现的。这意味着，虽然较老的TC4013可以在eBay上使用，但我不知道您怎么知道它们是否足够旧以早于此功能更改。您可能需要在面包板上测试芯片-将置位和复位线绑在高处，并查看Q输出的反应-才能确定Roland合成器中是否可使用旧的TC4013BP。而且，据我所知，没有现代的4013芯片表现出该时代Roland合成器所需的这种奇怪的置位/复位行为。

无论如何，我希望这有助于您更好地了解RS-09的状况...！

这是它应该如何工作的模拟。以下说明。

请注意，已知 Roland RS-09 在TC4013BP主时钟分频器IC204 上发生故障。这是录制失败的记录。

如果用助焊剂仔细地重新焊接IC204 （以确保它不仅仅是冷焊点）不能解决问题，您可以在此处获得替换的IC。

IC204的RESET引脚通过电阻R215上拉，并通过二极管D205从时钟线驱动。

当时钟变低时，二极管D205导通并将RESET拉低。当时钟变高时，二极管停止导通，R215缓慢为RESET引脚的电容充电。片刻之后，RESET上的电压达到逻辑高阈值电压，Q输出复位。输出保持低电平直到下一个时钟上升沿。最终结果是输出以与时钟相同的频率切换。

当八度下降开关闭合时，RESET通过二极管D206保持为低电平。RESET为低电平时，输出切换为时钟频率的一半，因为$\overline Q$ 输出连接到D输入。

好的，我不确定这是否算作“答案”，因为我不知道自己为什么会这样，但是至少我解决了合成器的问题。

我终于有了问题的RS-09，方法是用从另一台RS-09中拉出的4013代替它（为便于说明，我将其称为RS-09-2）。当我在RS-09-2中放置新的4013时，它也无法正常工作。通过将它们切换回来（又又切换回来），并在每一个中放置另一个全新的4013，以防万一我测试的第一个是坏的，我确认这两个RS-09只能在它们中使用非常旧的CD4013。我认为所有RS-09都是这种方式。我已经看到这种情况再次发生，在1980年代设计的电路不能与新的CMOS IC一起使用。在这两种情况下，电路都没有提供原因的解释。回顾2017年或1982年的示意图，一个人会有相同的反应：是的，应该起作用。但是，如果您插入1982年制造的CMOS IC，它将起作用，

我对结果并不满意，因为“为什么？！”的问题 仍然存在，但确实存在。

我想感谢所有试图帮助我解决这个问题的人！