Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CD4020 14-stage counter aber nur 12 Ausgänge?


von Heiko (mk_j)


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Hallo an die Experten,
mir ist aufgefallen dass die beiden Zahlen nicht zusammenpassen und im 
Layout sieht man auch eindeutig dass Q2 und Q3 fehlen.
Wie soll das funktionieren bzw wofür ist das Design gedacht?
Gruß Heiko
PS: Link zum vollständigen Datenblatt
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_4000-series_integrated_circuits

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von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wenn du ins Datenblatt schaust, siehst du, dass die nicht rausgeführt 
sind, vermutlich einfach nicht gebondet.

Spart Pins, wenn man die ersten Teilerstufen eh nicht rausgeführt 
braucht, beispielsweise nach einem 32-kHz-Quarz.

von Nemopuk (nemopuk)


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Heiko schrieb:
> sieht man auch eindeutig dass Q2 und Q3 fehlen.

Das stimmt schon so. Beim CD4060 sind auch nicht alle Ausgänge 
herausgeführt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Heiko schrieb:
> mir ist aufgefallen dass die beiden Zahlen nicht zusammenpassen

Blitzmerker!

> und im Layout sieht man auch eindeutig dass Q2 und Q3 fehlen.

Nein! Doch! Ohh!

> Wie soll das funktionieren bzw wofür ist das Design gedacht?

Nun, es funktioniert offensichtlich nicht für Anwendungen, die alle 14 
(bzw. mehr als 11) aufeinanderfolgende Binärausgänge brauchen. Die 
müssen sich dann halt Zähler aneinander knüppern. Und gedacht ist es für 
Leute, die einen Teiler durch 2^14 brauchen, aber nicht alle Stufen 
darunter.

Vermutlicher Grund: DIP-Gehäuse mit 14 oder 16 Pins waren damals 
Standard und deswegen billiger herzustellen. Mit dem CD4040 gibt es ja 
einen Teiler durch 2^12, der alle Stufen rausgeführt hat. Muß man halt 
zwei davon verbauen.

: Bearbeitet durch User
von Heiko (mk_j)


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Nemopuk schrieb:
> Beim CD4060 sind auch nicht alle Ausgänge herausgeführt.
Ja, aber sinnvoll Q1, Q2, Q3
Dieses "willkürliche" Q2, Q3 beim 4020 hat mich halt gewundert.
Aber dann werden diese Zähler v.a. als Frequenzteiler eingesetzt, macht 
ja mit dem Design dann auch Sinn..

von Björn W. (bwieck)


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Q11 ist auch nicht raus geführt.

von Jörg R. (solar77)


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Björn W. schrieb:
> Q11 ist auch nicht raus geführt.

Beim CD4020 schon, und um den geht es hier.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Heiko schrieb:
> Ja, aber sinnvoll Q1, Q2, Q3
> Dieses "willkürliche" Q2, Q3 beim 4020 hat mich halt gewundert.

Man musste sich halt entscheiden, was man in ein 16-Pin-Gehäuse gebondet 
bekommt. Wenn du dir das Datenblatt ansiehst, dann siehst du, dass der 
Die des CD4020 und CD4040 exakt identisch sind; man hat also jeweils 
zwei verschiedene Ausgänge nicht gebondet.  Erscheint dann eigentlich 
beim CD4040 noch „unlogischer“, den bei dem sind von 14 vorhandenen 
Teilerstufen nur 12 überhaupt nutzbar.

OK, warum man nun nicht Q1 und Q2 weggelassen hat – möglicherweise gab 
es damals Kunden, die außer dem stark geteilten Takt noch den 1:2 
geteilten Originaltakt für irgendwas haben wollten, bspw. weil man im 
Gegensatz zum eigentlichen Oszillator dort stets ein 1:1-Tastverhältnis 
hat.

von Rainer W. (rawi)


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Heiko schrieb:
> , aber sinnvoll Q1, Q2, Q3
> Dieses "willkürliche" Q2, Q3 beim 4020 hat mich halt gewundert.

Da ist nichts willkürlich. Das ist genau so gewollt.
Q1 benötigt man, falls ein sauberes Tastverhältnis von 1:1 erforderlich 
ist, Q4 stellen f/8  davon zur Verfügungen - nicht mehr und nicht 
weniger.

: Bearbeitet durch User
von Heiko (mk_j)


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Jörg R. schrieb:
> Björn W. schrieb:
>> Q11 ist auch nicht raus geführt.
> Beim CD4020 schon, und um den geht es hier.
Ja, also nein..
Nepomuk hat ja noch den 4060 erwähnt, auf den ich mich dann bezog und 
Björn mit scharfem Auge auch. Ich habe ja sogar das Datenblatt davon 
gepostet.

von Jörg R. (solar77)


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Heiko schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Björn W. schrieb:
>>> Q11 ist auch nicht raus geführt.
>> Beim CD4020 schon, und um den geht es hier.
> Ja, also nein..
> Nepomuk hat ja noch den 4060 erwähnt, auf den ich mich dann bezog und
> Björn mit scharfem Auge auch. Ich habe ja sogar das Datenblatt davon
> gepostet.

Björn muss einfach korrekt zitieren..oder halt schreiben welchen Chip er 
meint, dann gibt es auch keine Missverständnisse. Er hat aber auf nix 
Bezug genommen, sondern einfach geschrieben das Q11 nicht herausgeführt 
ist.

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von Marcel V. (mavin)


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Wenn ich den CD4060 neu konstruieren müsste, dann würde ich folgende 
Ausgänge rausführen:

Q1, Q2, Q8, Q9, Q10, Q11, Q12, Q13, Q14 und Q15

Dann könnte man mit dem CD4060 direkt einen Teiler durch zwei aufbauen 
und man könnte sogar noch den 32,768 kHz Quarz direkt in einem Atemzug 
auf genau 1 Hz runter teilen!

von Helmut -. (dc3yc)


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Marcel V. schrieb:
> Wenn ich den CD4060 neu konstruieren müsste, dann würde ich folgende
> Ausgänge rausführen:

Du wurdest halt nicht gefragt. Damals wurde ein Design für einen 
Grosskunden gemacht, der genau so das wollte. Und dann wurde es auch an 
die Allgemeinheit verkauft. Kannst dir ja deinen eigenen Zähler designen 
lassen mit seinen Ausgängen. Kostet aber.

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Marcel V. schrieb:
> Wenn ich den CD4060 neu konstruieren müsste

Musst du doch gar nicht. Schick einen 4060 zu Richard, der legt dir das 
Die frei, du musst dann nur noch entsprechend bonden. Das ist zwar nicht 
ganz einfach, aber irgend was ist ja immer. :-)

rhf

von Hannes J. (pnuebergang)


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Roland F. schrieb:
> Musst du doch gar nicht. Schick einen 4060 zu Richard, der legt dir das
> Die frei, du musst dann nur noch entsprechend bonden. Das ist zwar nicht
> ganz einfach, aber irgend was ist ja immer. :-)

Mich würde mehr interessieren ob der 4024 eine Verwertung von 
teil-defekten 4020 Chips ist. Also ob die Stufen im 4020 in 2 x 7 
aufgeteilt sind und man bei einem Herstellungsdefekt noch einen 4024 
raus zaubern konnte.

Beitrag #7934634 wurde vom Autor gelöscht.
von Jörg R. (solar77)


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Hannes J. schrieb:
> (..)
> Mich würde mehr interessieren ob der 4024 eine Verwertung von
> teil-defekten 4020 Chips ist. Also ob die Stufen im 4020 in 2 x 7
> aufgeteilt sind und man bei einem Herstellungsdefekt noch einen 4024
> raus zaubern konnte.

Ein Blick auf die Topography der Chips sollte deine Frage beantworten.
Der Auszug ist aus einem DB von Texas Instruments.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/678116/TI-4020-4024.jpg

Rechts ist der 4024.

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von Heiko (mk_j)


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Helmut schrieb:
> Marcel V. schrieb :
>> Wenn ich den CD4060 neu konstruieren müsste ..
> Damals wurde ein Design für einen Grosskunden gemacht, der genau so das wollte.

Erzähl mehr, welcher Kunde war das? IBM?

Marcel: Q15 wäre dann eine Stufe mehr, also ein komplett anderes 
Design..

Aber wenn schon Re-Design, dann mit Q16
⇨ 2 Byte
⇨ 0.5Hz finde ich eine schöne Blinkfrequenz :D

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Die 12 Ausgänge sind eine göttliche Offenbahrung!
12 Monate, 12 Apostel, 12 Fingerdarm!

;-)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Heiko schrieb:
> Helmut schrieb:
>> Marcel V. schrieb :
>>> Wenn ich den CD4060 neu konstruieren müsste ..
>> Damals wurde ein Design für einen Grosskunden gemacht, der genau so das wollte.
>
> Erzähl mehr, welcher Kunde war das? IBM?

Wie kommst du darauf, daß Helmut das weiß? Aber IC mit (zu ihrer Zeit) 
hohem Integrationsniveau wurden oft für Großkunden designed.

> Marcel: Q15 wäre dann eine Stufe mehr, also ein komplett anderes
> Design..

Na und? Wenn der Hersteller (mein Datenblatt für die 4020/4024/4040 ist 
von SGS-Thomson) ein kleineres Die für den 4024 machen konnte, dann auch 
ein größeres für einen Teiler 2^15. Zumal (wie man oben sieht) der 
Flächenbedarf für ein Flipflop nicht wirklich ins Gewicht fällt. Der 
wird von Ausgangsstufen und Bondpads bestimmt.

von Helmut -. (dc3yc)


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Heiko schrieb:
> Erzähl mehr, welcher Kunde war das? IBM?

Da musst du schon den Ersthersteller fragen (Motorola?). Ich weiss, dass 
es in den 70ern so lief, weil wir auch hochintegrierte (für damals!) 
Bausteine designen liessen, die dann auch an andere Kunden verkauft 
wurden.

von H. H. (hhinz)


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Helmut -. schrieb:
> Da musst du schon den Ersthersteller fragen (Motorola?).

RCA, und der Chip war nicht kundenspezifisch.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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> Ersthersteller

Genau, RCA hat damals die Die-Bilder im Datenbuch gezeigt.
https://bitsavers.org/components/rca/_dataBooks/1980_RCA_COS_MOS_Integrated_Circuits.pdf#page=117

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Genau, RCA hat damals die Die-Bilder im Datenbuch gezeigt.

… und genau so stehen sie auch heute noch bei TI im Datenblatt. ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph db1uq K. schrieb:

> RCA hat damals die Die-Bilder im Datenbuch gezeigt.

Ja, damals konnte man noch solche Bilder machen. Bei heutzutage
üblichen Chips sind die Strukturen derart klein, das man sie
nicht mehr mit einem Lichtmikroskop sehen kann.

von Falk B. (falk)


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Harald W. schrieb:
>> RCA hat damals die Die-Bilder im Datenbuch gezeigt.
>
> Ja, damals konnte man noch solche Bilder machen.

Und auch damals was es praktisch sinnlos. Denn was interessiert den 
Anwender eines Digital-ICS dessen Innenleben? Es ist eine Black Box im 
wahrsten Sinne des Wortes. Und das ist gut so.

von H. H. (hhinz)


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Falk B. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>>> RCA hat damals die Die-Bilder im Datenbuch gezeigt.
>>
>> Ja, damals konnte man noch solche Bilder machen.
>
> Und auch damals was es praktisch sinnlos. Denn was interessiert den
> Anwender eines Digital-ICS dessen Innenleben? Es ist eine Black Box im
> wahrsten Sinne des Wortes. Und das ist gut so.

Du hast sicherlich noch nie mit COB zu tun gehabt.

von H. H. (hhinz)


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Harald W. schrieb:
> Christoph db1uq K. schrieb:
>
>> RCA hat damals die Die-Bilder im Datenbuch gezeigt.
>
> Ja, damals konnte man noch solche Bilder machen. Bei heutzutage
> üblichen Chips sind die Strukturen derart klein, das man sie
> nicht mehr mit einem Lichtmikroskop sehen kann.

Das ist kein Foto des Chips.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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H. H. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>>
>> Und auch damals was es praktisch sinnlos. Denn was interessiert den
>> Anwender eines Digital-ICS dessen Innenleben? Es ist eine Black Box im
>> wahrsten Sinne des Wortes. Und das ist gut so.
>
> Du hast sicherlich noch nie mit COB zu tun gehabt.

Dafür hilft das Foto nicht direkt. Zum einen enthält es zu viel 
Information, die man gar nicht braucht; z.B. die Struktur der 
Metallisierungslage außerhalb der Bondpads. Und dann wieder zu wenig 
Information, wie die exakten Koordinaten jedes Bondpads. Da ist eine 
einfache Zeichnung und eine Liste, wie sie z.B. bei LCD Controllern (für 
COG) im Datenblatt steht, wesentlich hilfreicher.

von H. H. (hhinz)


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Axel S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Falk B. schrieb:
>>>
>>> Und auch damals was es praktisch sinnlos. Denn was interessiert den
>>> Anwender eines Digital-ICS dessen Innenleben? Es ist eine Black Box im
>>> wahrsten Sinne des Wortes. Und das ist gut so.
>>
>> Du hast sicherlich noch nie mit COB zu tun gehabt.
>
> Dafür hilft das Foto nicht direkt. Zum einen enthält es zu viel
> Information, die man gar nicht braucht; z.B. die Struktur der
> Metallisierungslage außerhalb der Bondpads. Und dann wieder zu wenig
> Information, wie die exakten Koordinaten jedes Bondpads. Da ist eine
> einfache Zeichnung und eine Liste, wie sie z.B. bei LCD Controllern (für
> COG) im Datenblatt steht, wesentlich hilfreicher.

Das war vor 50 Jahren anders.

von Falk B. (falk)


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H. H. schrieb:
>> Und auch damals was es praktisch sinnlos. Denn was interessiert den
>> Anwender eines Digital-ICS dessen Innenleben? Es ist eine Black Box im
>> wahrsten Sinne des Wortes. Und das ist gut so.
>
> Du hast sicherlich noch nie mit COB zu tun gehabt.

Stimmt. Aber zeig mir mal ein 4020 als COB? Ergo . . .

von H. H. (hhinz)


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Falk B. schrieb:
> H. H. schrieb:
>>> Und auch damals was es praktisch sinnlos. Denn was interessiert den
>>> Anwender eines Digital-ICS dessen Innenleben? Es ist eine Black Box im
>>> wahrsten Sinne des Wortes. Und das ist gut so.
>>
>> Du hast sicherlich noch nie mit COB zu tun gehabt.
>
> Stimmt. Aber zeig mir mal ein 4020 als COB?

Gabs.


> Ergo . . .

Hast du keine Ahnung.

von Falk B. (falk)


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H. H. schrieb:
>> Stimmt. Aber zeig mir mal ein 4020 als COB?
>
> Gabs.

Im 30 jährgen Krieg?

von H. H. (hhinz)


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Falk B. schrieb:
> H. H. schrieb:
>>> Stimmt. Aber zeig mir mal ein 4020 als COB?
>>
>> Gabs.
>
> Im 30 jährgen Krieg?

LMAA

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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He, Jungs, bleibt friedlich …

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