Bus Buffer parallel schalten?

1. Erhöhung des Ausgangsstromes
2. Ja, das ist nicht unüblich
3. Es funktioniert sogar

Sollten aber möglichst 3 Buffer in einem IC sein, sprich auf einem 
Wafer. Dadurch haben sie annähernd das gleiche propagation delay. 
Ansonsten kann es zu ungewollten Querströmen beim umschalten kommen.

Primasens schrieb:

> ich habe folgendes in einem seriösen Schaltplan
> gefunden [...]

Stark suboptimale (für die Schweiz: schwachsinnige)
Lösung.

Man hätte auch zu jeden Gatterausgang einen Widerstand
mit 100 Ohm in Reihe schalten und die Zweige HINTER
dem Widerstand verbinden können. Das vermeidet alle
Probleme mit Querströmen, ist aber -- horribile dictu --
1 ct teurer...

Apollo M. schrieb:
> wafer? wohl besser die!

Wo kommt das die her? Richtig von dam Wafer aus dem die ausgeschnitten 
werden....

Apollo M. schrieb:
> das szenario "ungewollten Querströmen" sehe ich nicht?!

Wenn die unterschiedliche Gatterlaufzeiten haben und einer schneller ist 
als der andere hat einer push high und der andere pull low also gibt es 
einen Kurzschluss....

Apollo M. schrieb:
> 1) einer der 3 driver will für e.g. 1ns früher auf high gehen
> dann wird der von den beiden anderen auf low geclipt/gehalten, der kann
> gegen die zwei auf low stehenden driver nicht ankommen und auf high
> treiben.
>
> 2) zwei stehen auf high und der 3. driver geht 1ns früher auf low
> dann zieht der die beiden anderen mit in richtung low!
>
> die ausgangstreiber haben einen innenwiderstand und der begrenzt sowohl
> den strom in den beschriebenen szenarios und sorgt auch dafür das die
> driver outputs quasi logisch AND verknüpft sind.

Wovon träumst du Eigentlich nachts?
Die wenigsten Gatter haben nur 1ns Verzögerung. Ich habe selbst schon 
meine Erfahrungen bei solchen Dingen gemacht und auch schon den ein oder 
andere Buffer damit zerstört weil er auf Dauer durch die kurzen 
Stromspitzen thermisch zerstört wurde. Natürlich kann es auch mit 
einzelnen funktionieren aber wenn man Pech hat und welche erwischt die 
zu weit auseinander liegen dann wird das nichts.

Als nächstes erzählst du den Leuten auch noch das eine Halbbrücke keine 
dead time braucht.

Apollo M. schrieb:
> wichtiger wäre aber noch zu verstehen warum da noch 33R am ausgang
> hängen!?

Ich denke um auf 50 Ohm zu kommen.


Die Meinungen gehen hier ja scheinbar auseinander.

Der Schaltplan ist vom CERN White Rabbit Projekt.

Egon D. schrieb:
> Man hätte auch zu jeden Gatterausgang einen Widerstand
> mit 100 Ohm in Reihe schalten und die Zweige HINTER
> dem Widerstand verbinden können.

Und wo ist dann der Sinn dahinter? Ich schalte Gatter parallel um den 
Ausgangsstrom zu erhöhen, begrenze dann aber den Strom auf eine Wert 
kleiner als den eines einzelnen Gatters.


Apollo M. schrieb:
> nix kurzschluss, in der realen pysikalischen welt ist das unsinn.

Was? Deine Erklärung?
Du beschreibst wie man erkennt, daß zwei Gatter gegeneinander arbeiten 
und so über die Ausgänge einen Kurzschluß erzeugen.
Das macht aber nichts, weil

Apollo M. schrieb:
> die ausgangstreiber haben einen innenwiderstand und der begrenzt sowohl
> den strom in den beschriebenen szenarios und sorgt auch dafür das die
> driver outputs quasi logisch AND verknüpft sind.

Alle Stromquellen haben einen Innenwiderstand und trotzdem kann man 
interessante Efekte erleben, wenn man die gegeneinander Arbeiten läßt.

Der Innenwiderstand von Bustreibern ist nicht hoch genug, um die 
Zerstörungsfrei gegeneinander arbeiten zu lassen, nichts Quasi-Und, der 
stärkere gewinnt bis einer kaputt ist und die anderen Folgen weil sie 
den Strom nicht tragen können.

Und das hat dann nichts mit 'realer Physik' zu tun, sowas zu bauen ist 
einfach Unfähigkeit.

Das parallelschalten von Treibern aus einem IC wird gerne gemacht, weil 
irgendwie immer einer übrig ist und man die BOM klein halten kann.

-Man moechte das Gatter nicht im Kurzschlussbetrieb laufen lassen.
-Kurzschlussbetrieb bedeutet langsamer.
-Man moechte 50 Ohm treiben koennen, weil das Kabel eben 50 Ohm hat.

> Ich habe auf jeden Fall zigtausend Steuerungen völlig problemlos mit
> parallelgeschalteten Treibern ähnlich dem Screenshot am laufen.

Ich habe die obige Schaltung in bisher ca 10.000 Geräteexemplaren 
freigesetzt und damit noch nie das geringste Problem gehabt. Anmerkung: 
den 74ACTQ gibt es mittlerweile nicht mehr, bei mir sind es 
ACT-Exemplare. Diese Schaltung läuft bei mir mit geringen Modifikationen 
bei einer Datenrate von 120 Mbit/s.
Die LED wird mit 60 mA getriebenDas ganze ist auf einer MLL4 aufgebaut.

Alles andere ist Bedenkenträgerei bis auf den Umstand, dass die Gatter 
nur einem Schaltkreis zugehören sollten.

Guest schrieb:
> Apollo M. schrieb:
>> wafer? wohl besser die!
>
> Wo kommt das die her? Richtig von dam Wafer aus dem die ausgeschnitten
> werden....
>
> Apollo M. schrieb:
>> das szenario "ungewollten Querströmen" sehe ich nicht?!
>
> Wenn die unterschiedliche Gatterlaufzeiten haben und einer schneller ist
> als der andere hat einer push high und der andere pull low also gibt es
> einen Kurzschluss....

"Kurzschluss" ist übertrieben, denn die meisten (nicht alle!!!) Buffer 
können nur wenig Strom liefern- Vielleicht 50 oder 100mA. D.h. die gehen 
nicht sofort in die Luft, nur weil sie 1ns gegeneinander treiben.
Erfahrungegemäß sterben solche Bauteile nicht besonder schnell, nur weil 
der Ausgang kurzgeschlossen ist. Das dauert hunderte ms, s oder passiert 
nie, je nachdem.
Andererseits werden sie ziemlich warm wenn das passiert, und produzieren 
Störungen.

Wie hoch die Verluste sind, hängt davon ab, wie lange der Querschluss 
dauert, und wie hoch die Frequenz ist.

Verwendet man mehrere Buffer aus einem DIE (z.B. ein einzelnes 74HC14), 
dann solltes es nicht zu nennenswerten Querschlüssen kommen, weil die 
ungefähr gleich schnell schalten werden.
Oder sind niedrige Schaltfrequenzen beteiligt, sind die Verluste 
soweieso klein- die hohe Verlustleistung tritt ja nur sehr kurz beim 
Umschalten auf.
Letztendlich hängt es auch davon ab, wieviel Strom ein solcher Buffer 
treiben kann, und daher gilt das Gesagte auch nicht allgemein immer und 
überall.

Wenn man also ein paar Randbedingungen beachtet, kann man das tun. Aber 
nicht blind und dumm nach Bauernregeln.

Horst schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Man hätte auch zu jeden Gatterausgang einen Widerstand
>> mit 100 Ohm in Reihe schalten und die Zweige HINTER
>> dem Widerstand verbinden können.
>
> Und wo ist dann der Sinn dahinter?

Der Sinn dahinter ist, die Querströme zu vermeiden.


> Ich schalte Gatter parallel um den Ausgangsstrom zu
> erhöhen, begrenze dann aber den Strom auf eine Wert
> kleiner als den eines einzelnen Gatters.

Rechne es nach: Es ist für den Innenwiderstand der
Quelle völlig egal, ob man die Ausgänge ZUERST
parallelschaltet und DANN einen 33 Ohm in Serie
schaltet, oder ob man ZUERST zu jedem der Gatter (!)
einen 100 Ohm in Reihe schaltet und HINTER den
Widerständen zusammenführt.

Der Innenwiderstand ist in jedem Falle Rg/3+33 Ohm.

Lothar M. schrieb:

> Ich habe auf jeden Fall zigtausend Steuerungen
> völlig problemlos mit parallelgeschalteten Treibern
> ähnlich dem Screenshot am laufen.

Das mag wohl sein.

Da es aber eine lächerlich einfache Möglichkeit gibt,
allen Eventualitäten aus dem Weg zu gehen, wüsste ich
außer pathologischem Sparzwang keinen Grund, auf
getrennte Längswiderstände zu verzichten.

Egon D. schrieb:
> Da es aber eine lächerlich einfache Möglichkeit gibt,
> allen Eventualitäten aus dem Weg zu gehen, wüsste ich
> außer pathologischem Sparzwang

Platzbedarf kann ein Grund sein.
Ansonsten bevorzugen viele Leute Schaltungen ohne Schnörkel. Die 
Einzelwiderstände kann man durchaus auch als Schnörkel sehen. Weil es 
eben auch ohne möglich ist (praktisch wie theoretisch).

Es gibt sogar Appnotes vom Hersteller dazu:
http://www.ti.com/lit/an/scla007a/scla007a.pdf
Auf S27 findet man die Empfehlung, die klassischen Gatter parallel zu 
schalten für mehr Strom. Im "HCMOS Design Considerations" direkt vom 
Hersteller.
Wenn du das unsauber nennen willst, bitteschön. Ich sehe es als unnötig 
an, Widerstände zu verwenden, weil der Hersteller die Parallelschaltung 
eigens als Möglichkeit aufführt. Ein Hersteller wie TI tut das nur, wenn 
es auch möglich ist.
Gilt so jetzt erst mal nur für die genannte Logikfamilie (74HC), andere 
darf man selber nachlesen.

Man liest die Literatur, und entscheidet nach Faktenlage. Nicht nach 
Hormonspiegel ("Ich bin ein toller Hecht und schalte alles parallel") 
oder nach Angst ("Bei einem Kurzschluss gibt es immer gefährliche 
Explosionen").

Texas Instruments (TI), Philips, and a number of other manufacturers 
implement output-damping-resistor options in several logic families.
(Quelle: http://www.ti.com/lit/an/scba012a/scba012a.pdf )

Im Bild R2, der den Ausgangsstrom begrenzt. Nutzt man nur die Gatter 
eines IC kann von Kurzschluss keine Rede sein.

Apollo M. schrieb:
> das ist mir auch auch zu platt und ist nicht zu verallgemeinern! ich sag
> nur randbedingungen kennen/beachten

Und das ist nur platt, weil du den Satz aus dem Zusammenhang des 
gesamten Textes gerissen hast.
Muss man zukünftig alles in einen Schachtelsatz verpacken, damit man 
nicht falsch zitiert werden kann?
Ich hoffe nicht!

Lothar M. schrieb:
> Da wird einfach der von der Technologie abhängige Bahnwiderstand der
> implementierten p- und n-Kanal-FET extra angepriesen...

Die LVT Familie ist BiCMOS > Transistor Ausgangstreiber.

...BiCMOS >BipolarTransistor Ausgangstreiber.
sorry!

jemand schrieb:

> Wenn du das unsauber nennen willst, bitteschön. Ich
> sehe es als unnötig an, Widerstände zu verwenden,
> weil der Hersteller die Parallelschaltung eigens als
> Möglichkeit aufführt. Ein Hersteller wie TI tut das
> nur, wenn es auch möglich ist.

Okay... mein Urteil ("schwachsinnig") war vorschnell.

Vielleicht können wir uns auf folgendes einigen: Die
Lösung mit getrennten Längswiderständen hat den Vorteil,
dass sie allgemeingültig ist -- sie funktioniert mit
völlig beliebigen Quellen in beliebiger Technologie.

In vielen praktischen Fällen ist die vereinfachte
Schaltung mit einem gemeinsamen Längswiderstand möglich;
sie hat den Vorteil, dass man Platz und Bauteile spart,
erfordert aber vorherige Prüfung, ob sie mit den konkret
eingesetzten ICs anwendbar ist.

Ich komme aus einem Bereich mit kleinen und kleinsten
Stückzahlen; dort war eine universell anwendbare Lösung
immer nützlicher als die Einsparung von 5ct und 7mm^2
Platz. In anderen Bereichen werden die Prioritäten aber
anders liegen.

Egon D. schrieb:
> jemand schrieb:
>
>> Wenn du das unsauber nennen willst, bitteschön. Ich
>> sehe es als unnötig an, Widerstände zu verwenden,
>> weil der Hersteller die Parallelschaltung eigens als
>> Möglichkeit aufführt. Ein Hersteller wie TI tut das
>> nur, wenn es auch möglich ist.
>
> Okay... mein Urteil ("schwachsinnig") war vorschnell.
>
> Vielleicht können wir uns auf folgendes einigen: Die
> Lösung mit getrennten Längswiderständen hat den Vorteil,
> dass sie allgemeingültig ist -- sie funktioniert mit
> völlig beliebigen Quellen in beliebiger Technologie.
>
> In vielen praktischen Fällen ist die vereinfachte
> Schaltung mit einem gemeinsamen Längswiderstand möglich;
> sie hat den Vorteil, dass man Platz und Bauteile spart,
> erfordert aber vorherige Prüfung, ob sie mit den konkret
> eingesetzten ICs anwendbar ist.
>
> Ich komme aus einem Bereich mit kleinen und kleinsten
> Stückzahlen; dort war eine universell anwendbare Lösung
> immer nützlicher als die Einsparung von 5ct und 7mm^2
> Platz. In anderen Bereichen werden die Prioritäten aber
> anders liegen.

Genau da liegt das Problem, wenn man eine Lösung als "universell" 
verkauft. Denn sobald die Stückzahlen größer werden, gehen auch die 
Kosten nach oben.
Wer nur die Bauteile rechnet, liegt grob falsch:
- Jemand muss das platzieren und routen
- Jemand muss die kaufen, lagern, in den Automaten einspannen
- Testen muss man das auch
Bei mittleren Stückzahlen läppert sich das.

Oder sobald die Platine kleiner werden muss, machen auch die Widerstände 
auch Probleme.

--> Für dich passt die "universell anwendbare" Lösung vielleicht. Für 
Andere nicht. Also ist sie nicht universell, und sollte auch nicht als 
solche beworben werden.

Was universell anwendbar ist: Nachdenken, welche Lösung man denn 
verwenden will. Und darum sollte man nicht einfach behaupten "Gatter 
kann man nicht parallel schalten, man muss Widerstände vewenden".

Joachim B. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Die
>> Lösung mit getrennten Längswiderständen hat den Vorteil,
>> dass sie allgemeingültig ist -- sie funktioniert mit
>> völlig beliebigen Quellen in beliebiger Technologie.
>
> und den Nachteil das es keine sauberen steilen Flanken
> gibt und wie der Pegel wechselt eben undefiniert sein
> kann.

Dafür sehe ich keinen Grund.

Wenn die Schaltung mit getrennten Widerständen unsaubere
Flanken liefert, dann liegt das an verschiedenen Schalt-
zeiten der Gatter -- dann liefert aber eine direkte
Parallelschaltung auch unsaubere Flanken (und zusätzlich
noch Stromspitzen für die Versorgungsspannung).

Axel S. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Joachim B. schrieb:
>>> Egon D. schrieb:
>>>> Die
>>>> Lösung mit getrennten Längswiderständen hat den Vorteil,
>>>> dass sie allgemeingültig ist -- sie funktioniert mit
>>>> völlig beliebigen Quellen in beliebiger Technologie.
>>>
>>> und den Nachteil das es keine sauberen steilen Flanken
>>> gibt und wie der Pegel wechselt eben undefiniert sein
>>> kann.
>>
>> Wenn die Schaltung mit getrennten Widerständen unsaubere
>> Flanken liefert, dann liegt das an verschiedenen Schalt-
>> zeiten der Gatter -- dann liefert aber eine direkte
>> Parallelschaltung auch unsaubere Flanken
>
> Nein.

Doch.

Das eine bestimmte Konfiguration unzulässig ist, macht aus
einer wahren Aussage über diese Konfiguration keine falsche
Aussage. Soviel Zeit sollte bleiben.


> Die direkte Parallelschaltung ist dann unzulässig.

Korrekt, aber irrelevant.


> [...] Die Parallelschaltung von Gattern mit (zumindest
> potentiell) unterschiedlicher Laufzeit ist auch mit
> getrennten Längswiderständen nicht sinnvoll.

Richtig, aber das war nicht das Thema -- sondern Joachims
Behauptung, getrennte Widerstände führten zu unsauberen
Flanken.

Na, das war doch endlich mal wieder ein Thema, wo wirklich jeder 
mitreden kann!