Ein Fan-Out von 3,3 ist nicht unüblich! Der Wert hängt stark von den
verwendeten miteinander verbundenen 'Familien' ab. Es gibt sogar
Kombinationen, wo man nur einen Eingang an den Ausgang anschließen kann
(Fan-Out = 1) - oder im krassesten Fall, wo sich zwei Familien überhaupt
nicht miteinander 'verheiraten' lassen. Innerhalb einer Familie (und
davon gibt's mehr als einem vielleicht lieb ist: A, AC, ACT, ALS, AS, F,
H, HC, HCT, S, LS, ..., um nur mal ein 'paar' zu nennen) gebe ich Dir
recht, da ist ein Fan-Out von 3,3 schon die untere Grenze - meistens ist
er größer als 8!
Man muß sich nur vor Augen führen, das ein TTL-Eingang einen Strom
liefert, den ein TTL-Ausgang aufnehmen muß (zumindest wenn er auf
L-Pegel geschaltet wird). 'Hängen' nun mehrere Eingänge an einem
Ausgang, so muß sichergestellt sein, das sich ein H- oder L-Signal
innerhalb der entsprechend spezifizierten Grenzen hält, um den
Logikpegel noch korrekt zu 'erkennen' - als da wären L = 0V...0,8V und H
= 2,4V...5V (zumindest gilt dies für die meisten Familien - Ausnahmen
bestätigen die Regel).
Prinzipiell gilt das Gleiche für den Fall, wo der Ausgang auf H-Pegel
steht, was bei TTL-Bausteinen aber unkritischer ist.
Interessant werden also die Fan-Outs eigentlich erst, wenn verschiedene
Familien miteinander 'verheiratet' werden sollen. Möchte man einen
Zähler bis in den 40MHz-Bereich bauen, kann man aber nur einen
Zähler-Baustein (Vorteiler) aus der S-Familie verwenden (weil er
möglicherweise als einziger schnell genug ist). Da er aber auf der
anderen Seite ein ausgesprochener 'Stromfresser' ist, will man
möglicherweise den Rest der Schaltung mit Bausteinen der HCT-Familie
realisieren ...
Jetzt aber zu den eigentlichen Rechenaufgaben:
Als erstes gilt es herauszufinden wieviele Eingänge welcher Familie an
dem zu untersuchenden Ausgang welcher Familie 'hängen' - dieses Signal
nenne ich mal 'Knoten'. Wenn im vorliegenden Fall alles ICs der
F-Familie ist wird die Sache etwas einfacher, denn die meisten Eingänge
haben identische Fan-In-Werte (mal abgesehen von den Set- und
Reset-Eingänges des Flip-Flops).
Nun gilt es den max. mögl. Strom des Ausganges bei H- und L-Pegel gegen
die Summe der Ströme aller angeschlossenen Eingänge bei den H- und
L-Pegeln aufzurechnen.
Beispiel:
Der Q-Ausgang ist L, womit insgesamt max. 20mA für angeschlossene
Eingänge zur Verfügung stehen. Damit ließen sich dann bis zu 33 J-, K-
oder Takt-Eingänge von FlipFlops des gleichenm Typs treiben oder nur 11
Set- bzw. Reset-Eingänge des FlipFlops, oder ...
Im anderen Fall, mit dem Q-Ausgang auf H, steht nur noch 1mA zur
Verfügung, das sich aber relativiert, da die Eingänge in diesem Fall
auch wesentlich weniger Strom liefern, eben nur noch 20µA, womit dann
max. 50 Eingänge dieses FlipFlops an einem Ausgang 'hängen' dürften.
Sobald ein anderer Baustein und/oder Familie zum Einsatz kommt, gilt es
immer wieder diese Werte im Datenblatt nachzuschauen und zu überprüfen,
um die korrekte Funktion der Schaltung sicherzustellen.
JK_Flip_Flop.jpg
(48 KB)
