Einführung in die Digitaltechnik by Noel M. Morris

By Noel M. Morris

Der technologische Fortschritt struggle nirgends so gro wie auf den Gebieten der Elektronik, der Elektrotechnik und der Steuerungstechnik. Die Macmillan-Basis-Books-in-Electronics haben Spezialisten auf diesen Gebieten als Autoren, deren Arbeit es ihnen erlaubt, die technologischen Entwick lungen prazis in den Mittelpunkt zu stellen. Jedes Buch dieser Serie beschaftigt sich mit einem Gebiet, so da gleicher maf en Studenten, Techniker und Ingenieure die fUr sie wichtige details herausfinden k6nnen. Die Bucher sind sorgfaltig geschrieben und heraus gegeben, so da jedes zum Selbststudium geeignet ist; dadurch sind sie nicht nur fUr Anfanger auf diesen Gebieten besonders interessant, sondern auch fur bereits vorgebildete Leser, die ihre Kenntnisse auffrischen und auf den neuesten Stand bringen wollen. Noel M. Morris Einleitung Die Entwicklung der digitalen Elektronik hat besonders seit der Einftihrung der groj integrierten Schaltungen zur weitverbreiteten Anwendung digitaler Systeme auf quick allen Gebieten des Lebens gefUhrt. Dieses Buch bietet einen Oberblick von Aspekten der digitalen Elektronik, beginnend bei einfachen Gattern und logischer Algebra bis zu ausgekltigelten Systemen. Der Leser kann seine Studien vertrauensvoll mit diesem Buch beginnen, da es sich sowohl mit der prinzipiellen Arbeitsweise logischer Gatter als auch der logischen Funktionen beschaftigt. Boolesche Algebra und Karnaugh-Diagramm-Methoden werden als Entwurfshilfsmittel eingefUhrt, so daj der Leser die Entwurfkonzepte komplexerer Systeme verstehen kann.

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D. h. beide Gatter sind redundant und k6nnen durch eine Leitung ersetzt werden, die den Eingang mit dem Ausgang verbindet. 1m folgenden werden wir zeigen, dafl das Netzwerk von Abb. 5(b) durch ein NANDGatter mit 3 Eingangen ersetzt werden kann. Der Ausgang von G 3 ist A· B. Das wird logisch invertiert dureh G4, dessen Ausgang A· B ist. Die Funktion am Augang des Gatters G5 ist (A· B)· C = A· B . C. Diese Funktion wird von einem NAND-Gatter mit 3 Eingangen erzeugt, dessen Eingange unabhangig mit den Signalen A, B und C angesteuert werden.

B + C . D erzeugt. Mit UND und ODER-Gattern benotigen wir eine Schaltung nach Abb. 6(a). Zur Realisierung mit NAND-Gattern ersetzen wir jedes UND-Element durch sein NAND-Aquivalent (s. Abb. 4(b)) und jedes ODER-Element durch sein NAND-Aquivalent nach Abb. 4(c). Das resultierende NAND-Netzwerk zeigt Abb. 6(c). Mit Hilfe der Minirnisierungsmethode von Abb. 5(a) konnen wir die Gatter G2 und GS in Abb. 6(b) durch eine einfache Verbindung ersetzen und in ahnlicher Weise ersetzen wir auch die Gatter G4 und G6.

3. lhr Eingangswiderstand ist sehr hoch: typisch 10 12 D.. 4. MOS-Schaltelemente kann man als Widerstande verwenden, was eine Ersparnis an Platz und Kosten bringt. Bei dieser Arbeitsweise bezeichnet man MOS-Schaltelemente als Pinch-Effekt-Widerstiinde. 5. Der Ausgang des steuernden Gatters kann ohne Vorspannungsnetzwerk direkt an den Eingang des angesteuerten Gatters gelegt werden. Ein Nachteil von MOS-Elementen irn Vergleich zu bipolaren Schaltelementen ist ihre geringere Schaltgeschwindigkeit.

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