Auslöser dieses neuen Elektronik-Minikurses für die Rubrik „DIGITALE SCHALTUNGEN: GRUNDLAGEN, KLEINE ANWENDUNGEN“ war der Wunsch eines Motorradfahrers auf dem Anzeigeboard mit nur einer zusätzlichen LED zu erkennen, ob das Abblendlicht des Scheinwerfer oder/und die linke oder rechte Blinklampe aktiv ist. Das funktioniert recht einfach mit dem Einsatz einer Exklusive-Oder-Schaltung, auch EXOR oder einfach nur XOR genannt. Dies veranlasste mich zunächst die Eigenschaft des XOR-Gatter zu fokussieren und da fiel mir auf, dass es bei den intergrierten AND-, NAND-, OR- und NOR-Gatter solche ICs gibt mit mehreren Eingängen, jedoch nicht bei XOR- und XNOR-Gatter. Da gibt es nur Gatter mit zwei Eingängen. Der Grund ist der, dass ein XOR oder XNOR mit nur schon drei Eingängen nicht zu 100 % richtig arbeitet. In der Einleitung wird dies thematisiert.
Im nächsten Schritt befassen wir uns mit der gestellten Aufgabe und der XOR-Logik. Es wird kurz gezeigt, wie ein XOR-Gatter mit vier NAND-Gatter realisiert wird und wie ein XOR-Gatter auch als steuerbarer Inverter nützlich sein kann. In den folgenden Kapiteln werden zwei Schaltungsvarianten vorgestellt. Die eine Variante mit dem Einsatz eines CMOS-IC mit vier XOR-Gatter, von dem zwei verwendet werden. Die alternative Variante ist eine diskrete XOR-Schaltung mit vier Transistoren (BJT). Diese Schaltung ist vor allem für höhere Betriebsspannungen geeignet, wenn man nicht extra eine Spannungsstabilisierung einsetzen will.
Im Auto oder Motorrad gibt es signifikante Störungen die mit Überspannungen behaftet sind. Dazu untersuchen wir eine Test-Applicationnote von SGS-Thomson und verwenden diese als Referenz zur Realisierung einer Schutzumgebung für die beiden XOR-Schaltungen. Bei der CMOS-Variante ist natürlich der Latchup-Effekt ein Thema.
Ganz am Schluss folgt der Hinweis, dass es für den Selbstbau an Mopeds, Motorräder oder Autos gesetzliche Bestimmungen gibt, worüber man sich vorsichtshalber informieren sollte…
Gruss Euer
ELKO-Thomas
