Ein Logikpegelwandler wandelt die Spannung eines Logikpegels in einen Logikpegel mit einer anderen Spannung. Ein Beispiel wäre die Wandlung eines TTL-Signals, mit der typischen Betriebsspannung des TTL-IC von +5 VDC, zu einem CMOS-Logiksignal der IC-Familien MC14xxx bzw. CD4xxx, mit einer möglichen Betriebsspannung des IC von +12 VDC. Möglich, weil man diese CMOS-Familien zwischen +3 VDC und +15 VDC speisen kann. Oder auch das Umgekehrte ist möglich, naemlich, wie man aus einem bipolaren oder unipolaren Signal mit höherer Spannung ein unipolares Signal mit niederiger Spannung, z.B. TTL-Pegel oder 5 V für ein HCMOS/ACMOS-IC, erzeugt.
Was vermittelt links die symbolhafte Skizze? Sie deutet an worum es in diesem Elektronik-Minikurs geht. Nach einer kurzen allgemeinen Einführung, wird in drei Bildern mit Text gezeigt, wie man mit wenig schaltungstechnischem Aufwand diskrete Logikpegelwandler mit Transistoren realisieren kann. Es mag sich der eine oder andere fragen, ob das denn Sinn macht? Ja, hier im ELKO tut es das. Es geht ja auch immer wieder darum, dass u.a. dem Azubi vermittelt wird, wie man mit einzelnen Transistoren und ein paar passiven Teilen so etwas realisiert. Sich mit so etwas auseinander zu setzen lohnt sich auch dafür, wenn es bei einem Projekt angebracht ist, ein Teil des Innenlebens eines IC (Komparator, Opamp) zu studieren, weil man etwas ganz Bestimmtes verstehen will.
Danach nehmen wir, zur Realisierung von Logikpegelwandlerschaltungen, den altbekannten, preiswerten und relativ schnellen Komparator LM319 (Dual-Comparator) unter die Lupe. Es gibt noch einen andern Komparator, der ebenso altbekannt und preiswert, jedoch eher langsam ist, dafür aber sehr wenig elektrische Leistung verbraucht. Es ist der LM339 (Quad-Comparator). Dieser Komparator hat eine wichtige Besonderheit. Die Transistorstufe am Eingang des Komparator besteht aus PNP- und nicht aus NPN-Transistoren, wie beim LM319. Wozu das gut sein kann und bekannt sein sollte, erfährt man mit einer praktischen Schaltung.
Dieser Elektronik-Minikurs geht auch etwas abseits von den gewohnten Pfaden. Jeder der die sogenannten Analog-Switches, fachgerechte Bezeichnung MOSFET-Transmissions-Gates, kennt, weiss wozu es sie gibt. Eben, wie die Bezeichnung schon sagt, um analoge Signale zu schalten. Da es mit diesen ICs aber möglich ist, analoge AC-Signale und DC-Signale bis in den unteren MHz-Bereich zu schalten, ist es ebenso möglich eine Impulsendstufe mit variabel einstellbaren Amplituden, bis in diesen Frequenzbereich, zu realisieren. Wie das auf einfache Weise realisiert werden kann, wird hier gezeigt.
Ursprünglich baute ich so etwas für viele Kanäle zur Untersuchung von SC-Filterschaltungen, in einer Zeit als diese Bauteile auf dem Markt erst vereinzelt „auftauchten“. Die Schaltung hier ist ein Derivat davon, allerdings mit einem z.Z. modernen IC.
