Zusammenfassung
Gatterschaltungen oder Torschaltungen sind in ihrer Grundform Übertragungsglieder mit mehreren Eingängen und einem Ausgang. Je nach Betriebszustand des Gatters kann der Übertragungsweg für ein Signal vom Eingang zum Ausgang freigegeben oder gesperrt werden. Abb. 15.1 zeigt zwei Ausführungsformen mit nur 2 Eingängen. Als unabhängige Eingangssignale (Eingangsvariable) sind die eingetragenen Spannungen u1 und u2 anzusehen, als davon abhängiges Ausgangssignal (Ausgangsvariable) wird die Spannung ua betrachtet. Bei offenen Klemmen wird durch den Widerstand R im ersten Fall der Ausgang A auf Massepotential, im zweiten Fall auf ein positives Potential +UB gezogen.
Fall a (Höchstwertgatter): Werden positive Eingangsspannungen u1 und u2 angelegt, so erhalten die beiden Eingänge bzw. die Anoden der Dioden entsprechend positives Potential. Über die Diode mit dem höchsten Anodenpotential kommt es zu einem Stromfluss über den Widerstand R, die andere Diode bleibt gesperrt. Bei idealen Dioden – Flussspannung Null – folgt damit der Ausgang A immer genau dem höchsten Eingangspotential. Bei realen Dioden bleibt das Ausgangspotential um den Betrag der Flussspannung stets darunter.
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Notes
- 1.
Alle Schaltungen, deren Funktion man formal durch eine Logiktabelle beschreiben kann, bezeichnet man auch als logische Schaltungen. Im Folgenden wird stets positive Logik zugrunde gelegt.
- 2.
Vgl. Abschn. 15.1, Lastabhängigkeit der ODER- und UND-Schaltung.
- 3.
LSL = Langsame störsichere Logik
- 4.
- 5.
- 6.
Digitale Schaltungen werden heute fast ausschließlich als ICs hergestellt.
- 7.
Die inverse Stromverstärkung ist wesentlich kleiner als eins, so dass der Strom begrenzt wird. Überzählige Emitter sind zweckmäßig auf H-Potential zu legen.
- 8.
Beim gleichzeitigen Umschalten mehrerer Gatter können diese Stromspitzen einen Einbruch der Betriebsspannung bewirken. Abhilfe schaffen Abblockkondensatoren zwischen der Plusleitung und Masse, hier meistens als „Stützkondensatoren“ bezeichnet.
- 9.
Benannt nach W. Schottky (Halbleiterphysiker).
- 10.
Siehe dazu Abschn. 10.4.
- 11.
- 12.
- 13.
Aus Gründen der Übersicht wird der Löscheingang entgegen der Norm längsseitig am Flip-Flop eingetragen.
- 14.
Das einfache D-Latch ist dafür unbrauchbar. Ein H-Signal am D-Eingang würde im Schieberegister nicht Schritt für Schritt fortgeschaltet, sondern gleich durch die ganze Kette geschoben.
- 15.
- 16.
In der deutschen Literatur findet man auch zum Wort Code die verdeutschte Schreibweise mit dem Buchstaben „K“, z. B. Kode, Dualkode, Dekoder, Kodeumsetzer usw.
- 17.
Eine CMOS-Version 7240 arbeitet schon mit UB = 2 V, weitere Daten siehe Anhang B.14 im Zusammenhang mit anderen Zeitgeberbausteinen.
- 18.
Im üblichen Sprachgebrauch versteht man unter BCD-Code den 1-2-4-8-Code, also den „natürlichen“ BCD-Code und nennt einen danach arbeitenden Zähler BCD-Zähler. Unter einem Binärzähler (binary counter) wird üblicherweise ein Dualzähler verstanden, beispielsweise aus mehreren Bausteinen vom Typ 7493. Strenggenommen ist jedoch jeder mit zweiwertiger (binärer) Logik arbeitende Zähler auch ein Binärzähler (s. Abschn. 15.11).
- 19.
- 20.
Schaltzeichen nach DIN 40 700
- 21.
Z. B. Typ 7485 in TTL oder auch Typ 4063 in C-MOS (siehe auch Anhang B.15).
- 22.
Die Bezeichnungen Strobe (auftasten), Enable (befähigen) und Inhibit (verhindern) werden in der Digitaltechnik für die Sperr- und Freigabefunktion alternativ nebeneinander verwandt, siehe auch Abschn. 15.4.
- 23.
Siehe dazu Abschn. 9.10.
- 24.
1 KBit = 1 Kilobit = 210 Bit = 1024 Bit. 1 MBit = 1 Megabit = 220 Bit = 1048576 Bit.
- 25.
Typenbezeichnungen von National Semiconductor (NSC), gleiche Ausführung als TBP 18S030 von Texas Instruments (TI), siehe Anhang B.15.
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Böhmer, E., Ehrhardt, D., Oberschelp, W. (2018). Digitale Verknüpfungs- und Speicherschaltungen. In: Elemente der angewandten Elektronik. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2114-0_15
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Publisher Name: Springer Vieweg, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-8348-1496-8
Online ISBN: 978-3-8348-2114-0
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