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"Oszillationsdauer" eines NAND-Gatters bei +Ub/2 (Elektronik)

verfasst von Hartwig(R), 28.02.2023, 08:55 Uhr

» "...Es ist tatsächlich der Fall, dass die Ausgangsstufe eines solches
» NAND-Gatters zum Oszillieren neigt, wenn am Eingang etwa +Ub/2
» vorliegt....Bei einer R2*C2-Zeitkonstante von einer Sekunde beträgt die
» Oszillationsdauer beim Durchgang von +Ub/2 (5V/2) nur gerade etwa 20 ms.
» Wenn +Ub = 12 VDC sind es etwa 50 ms...."
»
» Es mag ein recht simpler Zusammenhang sein, der einen auf diese Ergebnisse
» kommen lässt, meinem Grundwissen fehlt es aber offensichtlich an einem
» Aspekt um die Erkenntnislücke zu schließen.
»
Ein normales Logikgatter wie das hier eingesetzte NAND-Gatter erkennt am EIngang entweder den Pegel "Low" (L) oder "High" (H). Dazwischen befindet sich noch ein Spannungsbereich, für den der Eingang quasi "undefiniert" ist - dieser Bereich sollte vom EIngangssignal mit der für die jeweilige Logikfamilie spezifizierten möglichst kurzen Schaltzeit durchlaufen werden. Hier in der Schaltung wird dem Eingang aber ein Analogsignal - nämlich die zeitliche Änderung der Ub - angeboten. Aus Sicht des Gatters läuft diese Spannung jetzt im Schneckentempo durch den undefinierten Bereich zwische H und L. Das liegt ausserhalb der Spezifikation des Gatters und kann zu Fehlfunktionen - wie hier den Schwingungen - führen. Diese Schwingungen sind daher nicht spezifiziert oder exakt berechenbar, da diese Betriebsart zu vermeiden ist.
Nur spielt das hier keine Rolle, wenn es bei einer Impulslänge im Bereich einer s irgendwo 20ms schwingt. Korrekterweise wäre an dieser Stelle (wie ja auch beschrieben) ein Gatter mit Schmitt-Trigger Eingang zu verwenden. Dessen Eingang bewirkt, dass das Gatter auch bei langsamer Änderung der Eingangsspannung genau an einem definierten Schaltpunkt schlagartig schaltet. Damit jetzt z.B. durch Rauschen auf der Eingangsspannung das Gatter am Schaltpunkt nich schnell hin und her schaltet, haben die Schaltpunkte für "ein" und "aus" einen spannungsmässigen Abstand - Hysterese genannt.

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Gesamter Thread:

"Oszillationsdauer" eines NAND-Gatters bei +Ub/2 - Questor(R), 28.02.2023, 05:45
"Oszillationsdauer" eines NAND-Gatters bei +Ub/2 - Thomas Kuster(R), 28.02.2023, 08:09
"Oszillationsdauer" eines NAND-Gatters bei +Ub/2 - Hartwig(R), 28.02.2023, 08:55