Hallo
Ich habe mal angefangen mich ein wenig mit Logik-ICs zu beschäftigen. Auf dem Schaltplan klappte es hervorragend - 1& 1 = 1, etc. Doch in der Praxis verstehe ich etwas nicht:
http://www.doctronics.co.uk/4082.htm
Da ist eine Beispielschaltung für ein logisches AND-IC, und ich weiß, was ein Kondensator ist, was ein Transistor ist und wozu man Widerstände braucht. Aber mir erschließt sich leider nicht, weshalb man hier noch Kondensatoren und Transistoren braucht und warum es nicht einfach reichen würde, (wie auf dem Schaltplan) Vss und Vdd des ICs mit Spannung zu versorgen und ansonsten z.B. 4 Schalter an die Inputs und eine LED an den Output des ICs zu verbinden. Wieso noch der „Schnickschnak“ drumherum?
Vielen Dank,
mfg
hahihu
Hallo,
der Kondensator zwische +V und GND dient der Entkopplung und schütz vor „Spannungsspitzen“. wird oft gemacht und ist nicht schaltungsspezifisch.
Dann hast vier sogenannte Pull-Down-Transistoren, die für einen eindeutigen Status der IC-Eingänge sorgen. Genaueres findest du z.B. hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/…
Dann einen Vorwiderstand für die LED und einen für die Basis des Transitors (Typ-abhängig).
Sprich: Ohne den „Schnickschnack“ hättest Du eine unsauberere spannungsversorgung, vielleicht Fehlfunktionen beim IC und eine „durchgeknallte“ LED.
mfg
tf
Hallo hahihu
… mir erschließt sich leider nicht, weshalb man hier noch Kondensatoren und Transistoren braucht und warum es nicht einfach reichen würde, (wie auf dem Schaltplan) Vss und Vdd des ICs mit Spannung zu versorgen
Wie mein Vorredner schon bemerkte, ist der Kondensator ein Stützkondensator für die Betriebsspannung. Zum einen blockt er Spannungsspitzen, welche irgendwo auf die Versorgungsleitung eingekoppelt werden, ab. Und dann musst Du bedenken, dass beim Umschalten des Gatters Stromspitzen und dadurch Spannungseinbrüche auf der Versorgungsleitung entstehen können, die der Kondensator ausgleicht. Allerdings ist der Wert von 47µF für nur ein IC und einen geschalteten Ausgangstransistor etwas großzügig bemessen, aber schaden kann’s nicht.
Der Transistor ist notwendig, weil ein Ausgang eines CMOS-Gatters nicht leistungsfähig genug ist, den Betriebsstrom einer LED (in diesem Fall 10mA) zu schalten. Der Transistor dient also als Schaltverstärker. Außerdem benötigst Du natürlich den 680Ω-Widerstand, um den Strom durch die LED auf einen zulässigen Wert zu begrenzen.
Dass Du an den Eingängen des Gatters zusätzlich zu den Schaltern auch noch Pull-down-Widerstände benötigst, liegt an der Technologie des Logikbausteins. Die Eingänge von CMOS-Gattern sind spannungsgesteuert und extrem hochohmig, so dass über die Eingänge, solange die Eingangsspannung >0V und DD ist, praktisch kein Strom fließt. Die Eingänge verhalten sich wie Kondensatoren (sehr kleiner Kapazität).
Das heißt, bei geschlossenem Schalter wird diese Eingangskapazität auf VDD aufgeladen, und wenn sie bei geöffnetem Schalter nicht über den Pull-down Widerstand entladen würde, würde die Eingangsspannung auf VDD bleiben und es würde kein Wechsel des Logikpegels stattfinden.
Solltest Du des Neudeutschen mächtig sein, findest Du hier ergänzende Informationen zur CMOS-Familie.
http://en.wikipedia.org/wiki/CMOS
Gruß merimies
Hallo merimies,
Allerdings ist der
Wert von 47µF für nur ein IC und einen geschalteten
Ausgangstransistor etwas großzügig bemessen, aber schaden
kann’s nicht.
Eigentlich wundert mich der hohe Wert und dass es ein Elko ist. Die haben bekanntlich eine relativ hohe Induktivität. Daher sind da doch eher ein Tantal von 1 - 2 µF und parallel ein MKL von 0,1 - 0,33 µF zweckmäßiger.
Dass Du an den Eingängen des Gatters zusätzlich zu den
Schaltern auch noch Pull-down-Widerstände benötigst, liegt an
der Technologie des Logikbausteins. Die Eingänge von
CMOS-Gattern sind spannungsgesteuert und extrem hochohmig, so
dass über die Eingänge, solange die Eingangsspannung >0V und
DD ist, praktisch kein Strom fließt. Die Eingänge
verhalten sich wie Kondensatoren (sehr kleiner Kapazität).
Das ist bei TTL auch so und liegt an der Schaltung des Gatters: Offene Eingänge bedeuten HIGH-Pegel.
Gruss
Laika
Hallo Laika
Eigentlich wundert mich der hohe Wert und dass es ein Elko ist. Die haben bekanntlich eine relativ hohe Induktivität.
Als Stützkondensatoren für die Betriebsspannung von CMOS-Schaltungen sind die durchaus brauchbar, denn die schnellen Stromspitzen beim Umschalten sind relativ klein. Ein induktionsarmer Kondensator direkt über die Versorgungsanschlüsse des ICs ist bei CMOS im Gegensatz zu TTL im allgemeinen nicht erforderlich.
Das ist bei TTL auch so und liegt an der Schaltung des Gatters:
Richtig! Offene Eingänge bedeuten HIGH-Pegel und deshalb kann man TTL-Gatter auch (wenn man eine etwaige Beschaltung zum Entprellen der Kontakte nicht berücksichtigt) mit nur einem Schalter zwischen Eingang und 0V ansteuern, ohne dass ein Pull-up-Widerstand notwendig wäre.
Gruß merimies
DANKE
Hallo
Vielen Dank an alle für die Antworten!
mfg
hahihu