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| HSG |
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Technische Repräsentation der logischen Zustände 1 und 0
Auch wenn es durchaus Alternativen gibt, so wird doch im Allgemeinen eine Repräsentation logischer Werte durch elektrische Spannungen verwendet, 1 ≙ Spannung, etwa 5V, 0 ≙ keine Spannung 0V. Eine übliche Veranschaulichung besteht im Wasserstromkreis. Hier entspricht der Wasserdruck zwischen zwei Potentialen der Spannung.
Verbindung zu den Potentialen durch mechanische Schalter
Man studiere die Auswirkungen der verschiedenen Schalterstellungen. Insbesondere treten auch die Zustände 'Kurzschluss' und 'hochohmig' auf. Welche Farben ordnet Hades den Zuständen zu?
Verbindung zu den Potentialen durch elektrische Schalter
Die Grundlage von technischen Realisierungen logischer Schaltungen sind Schalter, die durch logische Zustände gesteuert werden. Solche Schalter sind Feldeffekttransistoren. Hades bietet die Simulation von p-FETs an, die mit einer logischen 0 am Steuereingang durchschalten, und von n-FETs, die mit einer logischen 1 schalten. Es ist zu beachten, dass p-Fets nur zu dem 1-Potential durchschalten und n-Fets nur nach Masse.
Vereinfachte Darstellung von Ein- und Ausgaben
Die Eingabe einer 1 erreicht man durch Verbindung der Eingabeleitung mit dem 1-Potential, die Eingabe einer 0 durch Verbindung der Eingabeleitung mit dem 0-Potential. Es ist lästig, diese Verbindungen in Schaltungen darzustellen. Ebenso kann in der Simulation statt einer konkreten Schaltung, die den Zustand des Ausgangs anzeigt, eine abstrakte Anzeige des Zustand stehen.
Schalter-Inverter, der hochohmig geschaltet werden kann
Durch die unterschiedliche Ansteuerung von p-FETs und n-FETs ergibt sich die Inverterschaltung fast zwangsläufig. Möglicherweise ungewohnt ist die Möglichkeit, einen dritten, hochohmigen Zustand am Ausgang dadurch zu erreichen, dass der Ausgang durch zusätzlich in Serie geschaltete Schalter ganz von jeglichem Potential abgeschaltet werden kann.
Tristate-Inverter aus FETs
Die zusätzlichen Schalter zum Erreichen des hochohmigen Zustands müssen konstruktionsbedingt invers angesteuert werden. Hier kann ein zusätzlicher Inverter zu einem einzigen Steuersignal führen. Wie in vielen konkreten Schaltungen ist hier eine logische 0 der auslösende Zustand. Dem wird durch die Benennung '/enable' Rechnung getragen.
Tristate-Inverter als abstraktes Bauteil
Der Tristate-Inverter kann mit einem nachgeschalteten Inverter zu einem Tristate-Buffer gemacht werden. Der Tristate-Buffer kann als technische Realisierung eine 'Tores' gelten.
Zusatzmaterial: Erster Zugang zur Busstruktur mit Relais
Relais sind elektromechanische Bauelemente und einem unmittelbaren Verständnis eher zugänglich als elektronische. Der verwendete '1-Bit-Speicher' lässt sich natürlich auch ganz aus Relais aufbauen.
