Nachrichtenverarbeitung Digitale Schaltkreise

Dieses Skriptum enthält den Stoff über das Teilgebiet "Digi­ tale Schaltkreise" der an der FH Köln im FB Nachrichtentech­ nik gehaltenen Vorlesungen "Nachrichtenverarbeitung" und "Di­ gitaltechnik". Es soll den Studenten die Fähigkeit vermittelt werden, die Wirkungsweise digitaler Schaltkreise, wie sie in der Rechen-, Steuer-, Regelungs- und Meßtechnik Verwendung finden, zu verstehen und zu berechnen. Die hier behandelten Einzelschaltkreise sind teils mit dis­ kreten Bauelementen, teils integriert aufgebaut. Die Dimen­ sionierung diskreter digitaler Schaltungen zielt darauf ab, die Besonderheiten nichtlinearer Schaltkreise mit ihren spe­ zifischen Toleranzproblemen verständlich zu machen. Die mei­ sten Schaltungen der Digitaltechnik sind zwar heute als inte­ grierte Halbleiterschaltungen ausgeführt, doch erlaubt die Synthese mit diskreten Elementen die Berücksichtigung auch extremer Anforderungen, wie sie z.B. bei Anpassungsschaltun­ gen auftreten können. Als wichtiger Grundbaustein wird zunächst der elektronische Schalter eingehend behandelt. Es werden Dimensionierungs­ gleichungen hergeleitet, und das dynamische Verhalten wird untersucht, wobei hier auf die Vorstellung des Transistors als ladungsgesteuertes Modell zurückgegriffen wird. Außerdem werden die Verhältnisse bei kapazitiver und induktiver Be­ lastung näher betrachtet. Die in diesem Abschnitt gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auf alle übrigen Schaltungen über­ tragen, bei denen ein Transistor im Schalterbetrieb arbeitet, wie z.B. bei den logischen Verknüpfungsschaltungen mit Tran­ sistoren oder beim Flipflop.