Signalausgang

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Hallo,

Ich habe gleich 2 Fragen:

wann verwendet man denn einen open-collector (oc) Ausgang und wann lieber einen Gegentaktausgang?
Der Vorteil beim Gegentaktausgang liegt doch darin, dass er im statischen zustand ein definiertes Potential hat, aber beim Schalten kurzzeitig hohe Ströme zieht.
Außerdem hat er wenig Verlustleistung.
Während der OC-Ausgang den Vorteil hat, dass er aus einem einzigen Transistor besteht.

Gibt es vielleicht andere Gründe, warum man sich für den einen bzw. gegen den anderen entscheidet? Vielleicht max. Schaltfrequenz. Oder kann vielleicht jemand konkrete Fälle nennen, wo man bewußt OC bzw. Gegentackausgang verwendet?

Vorteile bzw Nachteile von TTL und CMOS.

TTL: hochfrequente Schaltugstechnik möglich, aber hoher Betriebststrom, daher große Verlustleistung.

CMOS: wenig verlustleistung, aber nicht so schnell.

Stimmt es soweit oder gibt es vielleicht weitere Gründe sich für eine der beiden Technologien zu entscheiden?

danke schon mal für die Antworten
lignuslibri

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Hallo,

Ich habe gleich 2 Fragen:

wann verwendet man denn einen open-collector (oc) Ausgang und
wann lieber einen Gegentaktausgang?
Der Vorteil beim Gegentaktausgang liegt doch darin, dass er im
statischen zustand ein definiertes Potential hat, aber beim
Schalten kurzzeitig hohe Ströme zieht.

Hoher Querstrom in der Endstufe muß nicht sein. Das ist typisch
für MOS-Gatter. Man macht das nur, um maximale Geschwindigkeit
zu erreichen.

Man kann TriState-Ausgänge damit realisieren.

Außerdem hat er wenig Verlustleistung.
Während der OC-Ausgang den Vorteil hat, dass er aus einem
einzigen Transistor besteht.

Und man kann mehrere Ausgänge zusammenschalten (logisches OR)
und man kann Lasten an höherer Spannung als Ub des Gatters
Betreiben (z.B. 12V-Relais an 5V-Treiber)

Gibt es vielleicht andere Gründe, warum man sich für den einen
bzw. gegen den anderen entscheidet? Vielleicht max.
Schaltfrequenz. Oder kann vielleicht jemand konkrete Fälle
nennen, wo man bewußt OC bzw. Gegentackausgang verwendet?

  1. Vorteile bzw Nachteile von TTL und CMOS.

TTL: hochfrequente Schaltugstechnik möglich,

Welche Frequenzen möglich sind, hängt von der konkreten
Schaltungstechnik ab. Bei TTL z.B. 74xx, 74Hxx, 74Fxx, 74LSxx,
74Sxx, 74ASxx, 74ALSxx

aber hoher Betriebststrom, daher große Verlustleistung.

Strom ist nur bei niedrigen Fequenzen höher (Ruhestrom) während
bei hohen Frequnzen der Stromverbrauch von CMOS progressiv
ansteigt und deutlich höher wird als bei TTL.

CMOS: wenig verlustleistung, aber nicht so schnell.

Bei TTL nur im Bereich niedriger bis mittlerer Frequenzen.

Ansonsten arbeiten heute MOS-Schaltungen auch in Bereichen,
wo man mit normalen TTL nie hinkommt (z.B. in deinem Prozessor).

Stimmt es soweit oder gibt es vielleicht weitere Gründe sich
für eine der beiden Technologien zu entscheiden?

Es kommt immer auf den Randbedingungen an.
Da gibt es einen ganzen haufen Parameter.
Gruß Uwi

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Hallo,
danke für deine Antwort

aber das hier ist mir noch nicht so ganz klar:

CMOS: wenig verlustleistung, aber nicht so schnell.

Bei TTL nur im Bereich niedriger bis mittlerer Frequenzen.

Ansonsten arbeiten heute MOS-Schaltungen auch in Bereichen,
wo man mit normalen TTL nie hinkommt (z.B. in deinem
Prozessor).

habe ich das richtig verstanden? CMOS kann höher getaktet werden als TTL?

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Hallo,

habe ich das richtig verstanden? CMOS kann höher getaktet
werden als TTL?

Bei den üblichen Standardlogikreihen z.B. 74er Familie sind die
bipolaren Gatter sicher schneller, vor allem wenn die auf kürzeste
Schaltzeiten Wert gelegt wird -> z.B. 74AS00 mit ca. 1…2ns
im Vergleich zu z.B. 74AHC00 mit eher 2…5ns.

Wenn Du aber mal in einen höchstintegrierten IC wie z.B. deinen
PC-Prozessor, die Grafikchips oder PC-RAM und sonstige IC
reinschaust, wirst Du nur noch MOS-Technologie finden,
weil da bipolartechnik einfach wegen der Ruheströme nicht machbar
wäre.

Allerdings sind diese Schaltungen sehr aufeinander abgestimmt,
arbeiten intern nur mit Spannungen unter 1,8V und brauchen
keine großen Lasten (lange Leitungen mit viel Kapazität)
zu treiben. So werden derzeit Schaltzeiten im 1…2-stelligen
ps-Bereich erreicht. Sonst wären ja Schaltungen mit Taktfrequenzen
im GHz-Bereich auch nicht realisierbar.

Man kann also die reine TTL-Logik der 74er Reihe nicht mit den
internen Funktionen z.B. einen Level-1 Cache nicht vergleichen.

Gruß Uwi

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danke für die schnelle Hilfe

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wann verwendet man denn einen open-collector (oc) Ausgang und
wann lieber einen Gegentaktausgang?

OC ist billiger - damit hat man aber am Ausgang noch keine definierte Spannung (nur einen def. Widerstand). Für def. Spannung braucht man dann noch einen Widerstand und hat wieder unnötigen Ruhestrom, außerdem bricht die Spannung auch bei Belastung noch ein.

Der Vorteil beim Gegentaktausgang liegt doch darin, dass er im
statischen zustand ein definiertes Potential hat, aber beim
Schalten kurzzeitig hohe Ströme zieht.

Weiß jetzt nicht genau, welche hohen Ströme das sein sollen.

Außerdem hat er wenig Verlustleistung.
Während der OC-Ausgang den Vorteil hat, dass er aus einem
einzigen Transistor besteht.

Genau, OC ist einfach und billig.

Gibt es vielleicht andere Gründe, warum man sich für den einen
bzw. gegen den anderen entscheidet? Vielleicht max.
Schaltfrequenz. Oder kann vielleicht jemand konkrete Fälle
nennen, wo man bewußt OC bzw. Gegentackausgang verwendet?

Bei hoher Schaltfrequenz taugt OC nichts, denn man braucht ja einen Widerstand z.B. nach VCC. Wenn man jetzt noch einen kleinen Kondensator dabei hat, dann muss der Widerstand extrem klein sein, damit der Kondensator schnell geladen wird => hohe Verluste bei Ruhe…

Ich glaube in einem IC kann man sowieso kaum Widerstände realisieren, also hat man da wohl immer die Push-Pull-Stufen…

Vorteile bzw Nachteile von TTL und CMOS.

TTL ist im Extremfall sehr schnell (vgl. ECL-Gatter) hat aber hohen Stromverbrauch, daher nur bei kleinen Schaltungen möglich. Waren die ersten Microcontroller noch in TTL-Technologie ? ich denke eher nicht…

TTL: hochfrequente Schaltugstechnik möglich, aber hoher
Betriebststrom, daher große Verlustleistung.

CMOS: wenig verlustleistung, aber nicht so schnell.

Gerade bei niedrigen Taktfrequenzen bzw. ganz ohne Takt hat man bei CMOS einen Stromverbrauch von 0 => gut für batteriebetriebene Geräte.

Stimmt es soweit oder gibt es vielleicht weitere Gründe sich
für eine der beiden Technologien zu entscheiden?

Der einzige Grund der mir für TTL einfällt, wäre höchste Taktfrequenz. TTL ist älter als CMOS.