Hallo Karl,
Karl Davis schrieb:
das Exclusive-Oder-Gatter hat ja diese Funktion:
x xdel y
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0 0 | 0 0 1 | 1 1 0 | 1 1 1 | 0xdel ist der verzögerte x-Eingang. Wenn x eine Zeitlang 0 ist, so ist es auch xdel, dann ist y=0. Wird x jetzt zu 1, so bleibt xdel=0 für ca. 1.5 s und y wird wegen 10 zu 1. Dann wird xdel auch 1 und y wird wegen 11 zu 0.
Umgekehrt, wenn x eine Zeitlang 1 ist, ist y=0 wegen 11. Wird x zu 0, so wird y=1 wegen 01 für 1.5 s, bis xdel=0 wird, dann ist y=0 wegen 00.
Ich hoffe, die Erklärung ist verständlich. Der Tiefpaß zwischen x und xdel lädt einfach C langsam auf oder ab, bis er die jeweilige Umschaltschwelle erreicht hat. Da normale Gatter einen verbotenen Bereich zwischen low und high haben, muß man Schmittrigger nehmen, sonst schwingen die oder werden heiß. Bei CMOS müssen alle unbenutzten Eingänge deshalb auf definiertem Potential liegen, bei TTL ziehen die sich auf high. Dieser verbotene Bereich muß in einer Maximalzeit durchlaufen sein, steht im Datenblatt, bei TTL unter 100 nS, bei CMOS etwas höher.
Bei schnellem Umschalten von x kommen allerdings diese Impulse direkt oder invertiert an y heraus, da müßtest Du wissen, wie die Schaltung reagieren soll. Man könnte das durch ein Monoflop dahinter noch verhindern und die Genauigkeit der Impulse verbessern. Das wäre aber 1 IC mehr.
Den Wechselschalter habe ich nur für das einfache Verständnis genommen, jeder zu 100 K niederohmige logische Ausgang geht da. Aber was heißt potentialfrei? Wenn der Schalter am Eingang potentialfrei auf die Schaltung gehen soll, so fallen mir Relais oder Optokoppler ein, die ziehen dann 1 Widerstand z.B. auf Masse oder nicht.
Diese Zeit wird davon bestimmt, wann das C von Anfangszustand die Hystereseschwelle durchschreitet. Da diese Schwellen sicher nicht symmetrisch liegen, werden beide Pulslängen nicht genau gleich sein. Die RC-Kombination lädt sich ja so auf:
uc(t)=ubat*(1 - exp(-t/(R*C)) )
Ubat soll x sein, also z.B. 5 V, exp() die e-Funktion, t die Zeit. Beim Entladen ist es im Prinzip symmetrisch dazu.
Die Zeit, bis uc(t1) uhyst erreicht hat, berechnet man so:
t1= -R*C*ln(1-uhyst/ubat)
Der CD4093 hat ein pos. uhyst von 2.9 V bei ubat= 5V. Damit wird t1=1.7 s, also schon im richtigen Bereich. In der anderen Umschaltrichtung kann man es sicher ähnlich berechnen. Falls das zu ungenau sein sollte, könnte man C drastisch kleiner machen und die Impulse mit Monoflop hinter der Schaltung genauer erzeugen.
Die Gatter können kein Relais betreiben, 1 Transistor ist da schon nötig, Kommutierungsdiode nicht vergessen. Wenn der Ausgang potentialfrei zum Rechner gehen soll, fallen mir wieder Relais oder Optokoppler ein.
mfg. Winfried