Zitat :

Spannungen in diesen Bereichen könnnen auftreten, wenn sich dem Nutzsignal z.B. noch Störungen Rauschen oder Brummen überlagern.

Oder jedesmal, wenn zwischen 1 und 0 umgeschaltet wird. Deswegen werden die Ausgänge getaktet abgefragt, oder aber der Eingang des Gatters reagiert nicht auf Potentiale, sondern auf Potentialwechsel, also steigende oder fallende Flanken.
Es kann auch sein, dass das Gatter anstelle eines TTL-Einganges einen ST-Eingang (Schmitt-Trigger) verwendet, dann ist es gegen den bei TTL undefinierten Bereich recht immun. Steht im Datenblatt des verwendeten ICs.

Zitat :

Auch solltest du dir noch einmal die Definitionen von Spannung und Potential zu Gemüte führen.

Hat er meines Erachtens hinreichend verstanden.
Eine Spannung liegt immer zwischen zwei Punkten an, ein Potential kann man an nur einem Punkt Messen, aber dann muss man vorher den Bezugspunkt/das Bezugspotential bekannt geben (ist sonst stillschweigend gleich Masse/GND).
So kann man beispielsweise Bequem das Basispotential eines Transistors angeben, oder seine Basis-Emitter-Spannung, oder auch beides gleichzeitig (sinnvoll, wenn der Emitter nicht direkt an GND hängt).

In der Elektrotechnik sind Stromquellen Bauteile, die ihren Ausgangsstrom nach Möglichkeit konstant halten wollen; sie variieren dazu ihre Ausgangsspannung. Spannungquellen wollen ihre Ausgangsspannung konstant halten, bei ihnen stellt sich der Ausgangsstrom dann passend ein. Batterien oder 230V-Steckdosen sind demzufolge Spannungsquellen; der Laie sagt also oft "Stromquelle", wenn er eigentlich "Spannungsquelle" meint (wobei er "Strom" mit "Elektrizität" gleichsetzt).

In der Elektrodynamik (Physik) ist eine Quelle dagegen der Ort, an dem Feldlinien entspringen; in einer Senke verschwinden sie wieder. Bei zwei Platten eines Kondensators dient eine Platte als Feldquelle, die andere als Feldsenke. Magnetfelder sind quellen- und senkenfrei, da ihre Feldlinien geschlossen im Kreis verlaufen. Aber das nur am Rande.

Zitat :

Ein Gatter macht im Prinzip nichts anderes, als anhand der Ströme im Input zwei Transistoren für den Output zu aktivieren: Entweder den Transistor, der zwischen Output und Plus-Pol steht, oder der zwischen Output und Minus-Pol.

Ein Ausgang kann auch bloß einen Transistor gegen GND versehen sein, nennt sich dan Open Collector: http://de.wikipedia.org/wiki/Open_Collector
Hat den Vorteil, das man mehrere Ausgänge direkt an einen Eingang hängen darf (samt Pullup-Widerstand). Ergibt dann ein sog. Wired-OR. Praktsich z.B. für Bussysteme.

Zitat :

Allerdings ist in der Literatur ja von einem variierenden Spannungspegel die Rede, wo man von nicht diskreten (also fließenden) Werten ausgeht, was ich mit den Polen meiner Batterie, wo ich nur entweder 5V oder 0V habe, nicht erzeugen kann. Also muss das irgendwas Externes sein, aber was bspw? Ich bin in der Elektrotechnik nicht so sattelfest und kenne nichts, was dauerhaft ein sich veränderndes Potential liefert.

Im einfachsten Fall ein Potentiometer, dass du mit den äußeren Anschlüssen an die Spannungsversorgung klemmst. Am mittleren Anschluss kannst Du dann eine beliebiges Potential abnehmen.


Gruß, Bartho

Zitat :

Bei einem logischen Gatter gibt es einen Versorgungsstrom, der immer fließen muss damit das Gatter überhaupt funktioniert.

In aller Regel (es gibt z.B auch pneumatische Logik) ist eine Versorgungsspannung nötig. Ein Strom muß nicht unbedingt fliessen; die CMOS-Schaltungen zeigen das.

Zitat :

Der Minus-Pol dieses Versorungsstromes ist im gesamten System als Ground (GND) bestimmt

Schon wieder verwechselst du Strom und Spannung.
In der Tat haben die meisten Logikschaltungen eine positive Versorgungsspannung, aber es gibt auch Logikfamilien, z.B. ECL, die eine negative Versorgungsspannung benötigen.

Zitat :

Die Spannung, die jetzt insgesamt anliegt, berechnet man eben mittels Potential(Eingangsvariable) - Potential(GND).

Das ist so kraus - ich verstehe es nicht.

Zitat :

Liegt dieser Wert nun zwischen 0V und 1.5V, so ist die Eingangsvariable logisch 0 (falsch. Liegt er zwischen 3V und 5V, so spricht man von logisch 1 (wahr) (= positive Logik,

Zumindest für TTL und kompatible trifft das zu.

Zitat :

0 bedeutet verbunden mit Minus-Pol.

Nein mit GND - bei der Logik, die du oben definiert hattest.

Zitat :

Ein Gatter macht im Prinzip nichts anderes, als anhand der Ströme im Input zwei Transistoren für den Output zu aktivieren

Doch es macht schon etwas anderes:
Es verknüpft die Zustände mehrerer Eingänge zu einem Ausgangszustand.
Die von dir beschriebene Anordnung mit nur einem Eingang nennt man entweder Puffer oder Inverter, wobei besonders das erste keine grosse Bedeutung für Logikschaltungen hat. Inverter hingegen sind ein wichtiges Bauteil von logischen Schaltungen.

Zitat :

D.h. wir haben es mit Schaltern zu tun, die zwischen den zwei Werten 0 und 1 eindeutig hin- und her springen können und daher eine digitale (diskrete) Schaltung bilden. Lediglich bei den Eingangsvariablen, bei denen die Spannungsquelle "außerhalb" liegt, kann sie analog sein (variieren), d.h. mal liegt 5V an, mal 2.3V, usw.

Ach so plötzlich ändern sich auch die Ausgangszustände nicht. Wenn man mit ausreichend hoher Zeitauflösung hinschaut, sieht man, daß alles im Leben seine Zeit dauert.
Für Logikschaltungen wird meist eine bestimmte Maximalzeit, z.B. 0,1µs, für die Änderung des Eingangszustandes festgelegt.
Diese Zeit muß unterschritten werden, damit das Gatter wie gewünscht funktioniert und nicht z.B. zwischenzeitlich anfängt zu schwingen.

Zitat :

Allerdings ist in der Literatur ja von einem variierenden Spannungspegel die Rede, wo man von nicht diskreten (also fließenden) Werten ausgeht, was ich mit den Polen meiner Batterie, wo ich nur entweder 5V oder 0V habe, nicht erzeugen kann.

Viele Logikbausteine arbeiten durchaus nicht so rein digital, wie du es dir vorzustellen scheinst.
Die erwähnten TTL-Gatter z.B. sind in Wirklichkeit Verstärker.
Demzufolge haben sie auch die Grenzen von Verstärkern: Die Ausgangsspannung erreicht weder 0V noch +5V vollständig, und sie haben auch eine obere Grenzfrequenz.
Bei den erwähnten etwa 1,5V am Eingang kommt dieser Verstärker in den linearen Bereich und dann kann man damit durchaus auch Musik verstärken. Die Spannungsverstärkung liegt bei etwa 20.
Wenn man am Eingang aber Logikpegel anlegt, wird dieser Verstärker völlig übersteuert und dann kann der Ausgang nur noch zwischen seinen Extremwerten hin- und her "springen".

Zitat : perl hat am 11 Jun 2011 23:39 geschrieben :

Zitat : Die Spannung, die jetzt insgesamt anliegt, berechnet man eben mittels Potential(Eingangsvariable) - Potential(GND). Das ist so kraus - ich verstehe es nicht.

Eingangspotential weniger Massepotential ist Potentialdifferenz gleich Eingangsspannung - so in etwa ist das gemeint.
Im übrigen Danke für Deine -- wie immer -- sehr lehrreichen Ausführungen

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bartholomew am 12 Jun 2011  2:50 ]

Hallo!

Danke erstmal für die Antworten. Hab nach einer Funktion gesucht um Posts bewerten zu können, leider nix gefunden

Ich hab mir das jetzt nochmal im Buch angeschaut und denke mal dass ich halbwegs richtig liege mit meinem Modell, abzüglich der paar Schnitzer ^^

Eine Sache ist mir jetzt aber doch noch nicht ganz klar, die mir an mehreren Stellen aufgefallen ist:

Sagen wir ich habe einen Input von log. 1, d.h. 5V. Ich bin jetzt verunsichert, ob ich weiß was mit diesen 5V gemeint ist. Meint man damit, dass 5 V anliegen - d.h. Potential(Input)-Potential(GND) = 5 - oder meint man damit, dass 5 V irgendwo im Gatter abfallen, zB an einem bestimmten Transistor (B nach C oder weiß der Kuckuck).

Wenn ersteres der Fall ist, also mich nur das angeschlossene Potential und die daraus resultierende Spannung interessiert, dann kann mir ja egal sein, wie viel Ohm dazwischen liegt; es fällt ja auf der gesamten Strecke immer gleich viel ab. Dann verstehe ich aber nicht, wieso ein Potentiometer (also Widerstandsregler) die Input-Spannung verändern soll?

Wenn zweiteres der Fall ist, könnte ich mit einem Potentiometer durchaus die abfallende Spannung innerhalb des Gatters verändern. Wo ist dann der Punkt an dem die 5 V abfallen sollen?

Ich hoffe ich hab das halbwegs verständlich zum Ausdruck gebracht^^ Sry für meine Laienhaftigkeit, bin eher im Programmieren bewandert *g*

liebe Grüße

Zitat :

Meint man damit, dass 5 V anliegen - d.h. Potential(Input)-Potential(GND) = 5 - oder meint man damit, dass 5 V irgendwo im Gatter abfallen, zB an einem bestimmten Transistor (B nach C oder weiß der Kuckuck).

Ersteres ist der Fall - Wobei man dabei aufpassen muss - je nach Bauart des Gatters kann in den Eingang durchaus Strom hineinfliessen - bei alten Transistorschaltungen können das ein paar mA sein, bei moderner CMOS-Logik sind es nur ein paar pA (im Statischen zustand) im Schaltmoment fliesst immer ein gewisser Strom ins Gatter hinein!

Und zu der Sache mit dem Potentiometer:

Ein Poti ist nicht NUR ein veränderlicher Widerstand - da es idR. 3 Anschlüsse hat kann man damit einen Spannungsteiler aufbauen, mit dem sich die Ausgangsspannung am Mittelabgriff zwischen V+ und GND einstellen lässt.

Nur so aus Interesse - welches Studenfach belegst du normalerweise, wenn du jetzt technische Informatik als Nebenfach belegst?

Ah super Danke, dann bin ich erstmal zufrieden mit meinem bisherigen Verständnis und werde mal weiterlernen

Ich studiere zwar Informatik, allerdings Richtung "Software Engineering", d.h. hier steht das Programmieren im Vordergrund. Jetzt im 2. Semester gibt es aber trotzdem die Vorlesung "Einfühung in die technische Informatik" (was ich auch sinnvoll finde). Blöderweise habe ich auf der AHS ( = "Allgemeinbildende Höhere Schule", Gymnasium in Österreich ohne Spezialisierung) so gut wie kein technisches Fachwissen vermittelt bekommen, höchstens mal das ohm'sche Gesetz in Physik.
Ich könnte jetzt das Fach natürlich nur so lernen, dass ich die Prüfung irgendwie halbwegs schaffe, dann könnte ich mir diese Fragen hier weitgehend sparen. Aber erstens interessiert mich das Thema, und zweitens will ich nicht Informatik studieren ohne solch wesentliche Dinge verstanden zu haben. Schließlich will ich nicht so enden:
- Sohn: "Papa, wie funktioniert ein Computer?"
- Ich: "Hmm, keine Ahnung. Aber komm mal her und schau was für ein tolles Programm ich programmiert habe!" ^^

Also nochmals Danke für die Hilfe

liebe Grüße

Weisst du wie ein npn-Transistor oder ein MOSFET funktioniert und interessiert dich das Innenleben solcher Schaltkreise?

Dann könnte man dir ein paar davon heraussuchen, denn früher war es üblich, dass zumindest bei den kleinen ICs (z.B. Gatter, Flipflops, Zähler, Decoder) die Innenschaltung in den Datenblättern gezeigt wurde.
Damit kann man dann auch verstehen, wie die erwähnte Schaltschwelle in der Gegend von 1,5V zu Stande kommt, und weshalb aus einem TTL-Gatter nicht 5V, sondern nur etwa 3,5V herauskommen.

Die heutigen ICs sind oft viel komplizierter und deshalb ist man davon abgekommen und zeichnet das Innenleben nur noch mit ein paar Strichen als Black-Box.
Allerdings gibt es auch dafür eine Syntax, die definiert, wie z.B. ein Invertierender oder ein Open-Collector/Open-Drain Ausgang gezeichnet wird oder wie ein Flankengesteuerter Eingang aussieht.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 12 Jun 2011 14:27 ]