Schmitt-Trigger mit IC CD4093 (NAND)

Ein Schmitt-Trigger ist eine elektronische Schaltung, die zur Signalverarbeitung verwendet wird. Er wandelt ein analoges Eingangssignal in ein definiertes, digitales Ausgangssignal um. Dadurch lassen sich unerwünschte Schaltvorgänge verhindern. Typische Anwendungen finden sich in der Signalverarbeitung und digitalen Logik.
Ein Schmitt-Trigger hat zwei Schaltschwellen. Bei einer schaltet er am Ausgang nach VCC und bei der anderen Schaltschwelle nach GND. VCC kann für den Zustand logisch 1 bzw. HIGH stehen. Und GND kann für den Zustand logisch 0 bzw. LOW stehen.

Typischerweise baut man einen Schmitt-Trigger mit einem Operationsverstärker. Man kann aber auch ein vorhandenes CMOS-IC vom Typ CD4093 verwenden, um aus einem der 4 NAND-Gatter mit Schmitt-Trigger-Eingängen einen Schmitt-Trigger zu bauen. Das zweite NAND-Gatter wird als NICHT-Gatter nachgeschaltet. Es dient als Treiber für die Ausgangsbeschaltung.

Ein zentrales Steuerelement ist das Potentiometer in der Schaltung. Das Potentiometer ist wie ein Spannungsteiler geschaltet. Damit verschiebt man an einem Eingang des NAND-Gatters (als Schmitt-Trigger) die Spannung zwischen VCC und GND.

Liste

• IC1: CMOS-IC 4093 (z. B. CD4093)
• D1...8: LED-Leiste (oder LED mit Vorwiderstand)
• R1: Widerstand, 10k (4 Ringe: Braun-Schwarz-Orange-Gold)
• P1: Potentimeter, 10k (103)

Kennzeichnung und Anschlussbelegung

• CD4093
• LED-Leiste
• Potentiometer (Poti)
• Steckbrett und Zubehör zum Experimentieren

Es handelt sich hier um eine Grundschaltung, die zum Experimentieren einlädt.

• Wenn man das Potentiometer am Eingang dreht, dann verändert sich das Spannungsverhältnis zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Potentiometers.

Auffällig ist, dass das Umschalten der LED von AN nach AUS und umgekehrt nicht an der selben Stelle erfolgt, sondern an unterschiedlichen Potentiometer-Positionen. Und genau das ist damit gemeint, wenn man davon spricht, dass ein Schmitt-Trigger „zwei“ Schaltschellen hat.