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Grundlagen der Digitaltechnik (Gatter)Grundlagen der Digitaltechnik (Gatter)

Als Erstes möchten wir uns beim Forummitglied Ast, dem Autor des Artikels, bedanken. Vielen Dank nochmal. ;)

Einleitung

In der Elektronik gibt es ja grundsätzlich analoge und digitale Technik.

In der analogen Elektronik gibt es unendlich viele verschiedene Zustände. Jeder Zustand wird mit einer eigenen Spannung wiedergegeben. So wird ein Sinus-Ton z.B. mit einer sinusförmigen Spannungskurve übertragen.

Bei der Digitaltechnik unterscheidet man aber nur zwischen 2 Zuständen. Beim HIGH-Pegel liegt am Leiter eine positive Spannung an (z.B. 5V). Beim LOW-Pegel ist der Leiter mit Masse verbunden.

Der Vorteil der Digitaltechnik ist, dass es einfacher ist zwischen 2 Zuständen zu unterscheiden, als zwischen unendlich vielen. Digital lassen sich Daten ohne Qualitätsverlust übertragen, da der Empfänger nur Unterscheiden muss, ob eine positive Spannung anliegt, oder eben Masse. Dieses Signal kann dann wieder verstärkt und verarbeitet werden.

Zur Verarbeitung der Daten gibt es einige Grundfunktionen. Verbaut sind diese Grundfunktionen in ICs, welche außer den Ein- und Ausgängen der Funktionen noch zwei Pins für die Versorgungsspannung (V+ und Masse) haben. Meistens sind mehrere Funktionsblöcke in einem IC verbaut. Die Funktionsblöcke werden in der Fachsprache als Gatter bezeichnet.

Weil einige die neuen standardisierten Symbole unleserlich finden, habe ich auch die alten Standards angegeben (erst Neu dann Alt):


NOT (NICHT)

Der NOT-Baustein oder Inverter hat als einziger Digital-Baustein nur einen Eingang. Am Ausgang gibt er das Gegenteil des Zustandes aus, der am Eingang anliegt.

NOT-Gatter!

Eingang A Ausgang
LOW(0) HIGH(1)
HIGH(1) LOW(0)

AND (UND)

Der AND-Baustein hat mindestens 2 Eingänge und liefert als Ergebnis dann High, wenn an allen seinen Eingängen ein High-Pegel anliegt. In allen anderen Fällen liefert er Low als Ergebnis.

AND-Gatter!

Eingang A Eingang B Ausgang
LOW(0) LOW(0) LOW(0)
LOW(0) HIGH(1) LOW(0)
HIGH(1) LOW(0) LOW(0)
HIGH(1) HIGH(1) HIGH(1)

Weiter mit: OR, XOR, NAND, NOR Gatter

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