Ersatzschaltungen - Wenn die Logik ausgeht
Materialbedarf
Anz. | Bezeichnung | Datenblatt |
1 | Batterie/Spannungsquelle 9V | |
1 | CMOS-IC 4001 |
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1 | CMOS-IC 4011 |
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1 | Widerstand 470 Ohm | |
2 | Widerstand 1,0 MOhm | |
2 | Mikrotaster |
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1 | Standard-Leuchtdiode 3mm oder 5mm |
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Grundlagen
Man hat eine digitale Schaltung fertig entwickelt. Beim Testaufbau jedoch, muss man feststellen, dass man kein Oder-Gatter-Schaltkreis mehr hat. Nun gibt es min. 2 Möglichkeiten. Die Erstere wäre, das Projekt zur Seite legen bis man das entsprechende IC hat oder sich aus NAND oder NOR eine Oder-Funktion zu realisieren.
Das Schöne an NAND oder NOR-Gattern ist nämlich, dass man hiermit sämtliche andere Logikfunktion nachbilden kann. Somit wäre es sogar möglich nahezu alle möglichen digitalen Schaltungen nur mit NAND oder NOR-Bausteinen aufzubauen.
Ersatzschaltungen aus NAND-Gatter
Die Bedienung ist hier recht übersichtlich. Mit S1 und S2 werden entsprechende Logikpegel an das Gatter gelegt und D1 signalisiert das entsprechende Verknüpfungsergebnis. Bei dieser reinen NAND-Funktion geht die LED D1 aus, wenn beide Taster betätigt werden, man also ein 1-Signal an beide Eingänge anlegt. |
Beim Test ist leicht zu erkennen, dass die Leuchtdiode jetzt nur aufleuchtet wenn beide Taster gedrückt werden, was der Funktion einer Und-Stufe entspricht. |
Bei der Inbetriebnahme lässt sich gut die Wahrheitstabelle eines Oder-Gatters erkennen. |
Hier ist es jetzt leicht testbar, dass wir nun die Funktion des NOR-Gatters nachgebildet haben. |
Möchte man aus dem EXOR-Gatter ein EXNOR-Gatter machen, muss nur ein weiteres NAND-Gatter, geschaltet zu einem Inverter, angeschlossen werden. |
Ersatzschaltungen aus NOR-Gatter
Auch hier benötigen wir nur 1 Gatter des ICs und können dann mit den beiden Tastern S1 und S2 dir NOR-Funktion austesten. D1 zeigt uns hier wieder das Verknüpfungsergebnis. |
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Wer noch die Funktionstabelle im Gedächtnis hat, wird dies schnell anhand dieser Schaltung heraus finden. |
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Mit diesen Ersatzschaltungen lassen sich nun nahezu alle erdenklichen logischen Funktion nachbilden. Wer möchte, kann ja mal eine Zählerdekade mit Anzeigedekoder nur aus NAND oder NOR-Gatter bauen. |