Ein RS-Flip-Flop, ein Grundbaustein der Digitaltechnik, kann aus zwei NAND-Verknüpfungen mit dem CMOS-IC CD4093 aufgebaut werden. Es speichert Zustände, die durch Schalter an den Eingängen A und B gesteuert werden. Bei LOW an Eingang A wird der Ausgang Q gesetzt, bei LOW an Eingang B zurückgesetzt. Ein verbotener Zustand tritt auf, wenn beide Eingänge LOW sind. RS-Flip-Flops finden Anwendung in der Zustandshaltung.
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Digitale Schaltungen sind anfällig auf Störungen. Besonders auf steilflankige Rechteckspannungen. Die Ursache kann das Ein- und Ausschalten eines (teil-)induktiven Verbrauchers (Relais, Motor, Ventil) sein. Die Einkopplungen erfolgen oft durch parasitäre niedrige Kapazitäten. Diese bilden mit den Widerständen in den Schaltkreisen passive Hochpassfilter. Aus der CR-Signaldifferenzierung entstehen extrem kurzzeitige Impulse. Diese Nadelimpulse stören die Zustände von Flipflops, Register und andere sequentiellen Schaltkreise. Die Auswirkungen solcher Störungen können je nach Anwendung dramatisch sein.
Ein kurzer Überblick zeigt die üblichen Entstörmassnahmen in einer digitalen Einheit. Gleich danach geht es zum Hauptthema, dem RS-Flipflop (RS-FF), bei dem eine besonders wirksame und sichere Entstörung dann möglich ist, wenn das RS-FF quasidiskret mit NAND- oder NOR-Gattern realisiert ist. Mit einer gewissen Einschränkung in der Anwendung, eignet ein solch entstörtes RS-FF zusätzlich in der Funktion als Auto-Reset. Dies ist ein Reset, der bei der Einschaltung der Betriebsspannung erzeugt wird. Der nächste Schritt geht zur richtigen Auto-Reset-Funktion mit einem zusätzlichen NAND- oder NOR-Gatter oder alternativ mit einer kleinen Transistorschaltung. Dies eignet sich dann, wenn kein freies NAND- oder NOR-Gatter zur Verfügung steht.
Ein ganz spezielles (exotisches) RS-FF kommt in einem Elektronik-Minikurs zum Einsatz, bei dem ein Präzisions-Schmitt-Trigger das Hauptthema ist. Dieses RS-FF arbeitet mit einem Opamp oder Komparator. Man kann es ebenso gut entstören und es taugt auch für
einfache Anwendungen, z.B. in Verbindung mit einem Relais. Eine solche Anwendung wird hier vorgestellt.
WICHTIG: Im Nebeneffekt lernt man hier, dass das Schaltschema eines IC im Datenblatt sehr nützlich sein kann, um zu erkennen, ob etwas auch wirklich so funktioniert, wie es an anderer Stelle im Datenblatt beschrieben ist. Wir lernen hier, dass die Aussage, der LM324- und LM358-Opamp arbeitet bis hinunter auf 0 VDC (Singlesupply-Mode), mit Vorsicht zu „geniessen“ ist.