Angewandte Elektrotechnik. Übungen

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1 Angewandte Elektrotechnik Übungen Sönke Carstens-Behrens Wintersemester 2009/2010 RheinAhrCampus 1

2 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/ RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

3 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen Aufgabe 1: Tiefpass Gegeben ist folgende Schaltung: U e 10 kω 2 nf U a a) Geben Sie die Übertragungsfunktion der Schaltung an. b) Wie lautet der Amplitudengang? c) Berechnen Sie den Phasengang. d) Wie groÿ ist die Grenzfrequenz f g? e) Welchen Wert besitzen der Amplitudengang und der Phasengang bei der Grenzfrequenz? Drücken Sie den Wert des Amplitudengangs auch in Dezibel an. f) Zeichnen Sie das Bode-Diagramm der Schaltung. A(ω)/dB ω s 1 90 ϕ(ω)/ ω s 1 g) Um wie viel Dezibel pro Dekade nimmt der Amplitudengang im Sperrbereich ab? Hinweis: Dekade bedeutet das Intervall von ω bis 10 ω. h) Wie groÿ ist der Eektivwert U 2 bei einer Kreisfrequenz von ω 1 = 1 s 1, ω 1 = 10 s 1, ω 1 = 10 5 s 1, ω 1 = 10 7 s 1, wenn der Eektivwert U 1 = 1 V beträgt? RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 3

4 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Aufgabe 2: RC-Hochpass 1. Ordnung Gegeben ist ein Hochpass 1. Ordnung, der aus einem Widerstand R HP und C HP besteht. a) Geben Sie allgemein die Übertragungsfunktion H(ω), den Amplitudengang A(ω) und den Phasengang ϕ(ω) an. b) Nachfolgend ist der Phasengang des Bode-Diagramms gegeben. Bestimmen Sie draus die Kreisgrenzfrequenz ω g. Hinweis: Beachten Sie, dass die x-achse die Frequenzen und nicht die Kreisfrequenzen darstellt! c) Welchen Wert besitzt der Kondensator in der vorangegangenen Teilaufgabe, wenn R HP = 1,2 kω gilt? d) Zeichnen Sie den Amplitudengang in das Bode-Diagramm ein. A(ω)/dB f Hz 90 ϕ(ω)/ f Hz Aufgabe 3: Reihenschwingkreis a) Drücken Sie den komplexen Widerstand eines Reihenschwingkreises, der aus den Elementen R, L und C besteht, mit Hilfe des ohmeschen Widerstandes, der Güte und der Verstimmung aus. b) Wie groÿ sind die Güte und die Bandbreite des Reihenschwingkreises mit R = 10 Ω, L = 200 mh und C = 400 µf? c) Wo liegen die untere und die obere Grenzfrequenzen? 4 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

5 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen Aufgabe 4: Parallelschwingkreis Häug werden Parallelschwingkreise als Bandsperren eingesetzt. Bandsperren dämpfen das Eingangssignal in einem bestimmten Frequenzbereich (=Band) stark. Hier ein vereinfachter Aufbau: L p R p U in C p R s U out a) Berechnen Sie die Übertragungsfunktion der Bandsperre. b) Bei welcher Frequenz wird der Amplitudengang minimal? c) Welchen Wert nimmt der Amplitudengang minimal an? d) Wie groÿ ist der Amplitudengang für ω = 0 und ω? e) Zeichnen Sie das Bode-Diagramm für R s = 10 Ω, R p = 10 kω, C p = 20 nf und L p = 5 mh. A(ω)/dB f Hz 90 ϕ(ω)/ f Hz RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 5

6 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Aufgabe 5: Transformator Gegeben ist folgende Schaltung mit U 1 = 10 V, f = 50 Hz, R 1 = 1 Ω, R 2 = 2 Ω, R L = 10 Ω, L 1 = 40 mh, L 2 = 90 mh und k = 1. Dabei repräsentieren R 1 und R 2 die ohmschen Widerstände der beiden Spulen des Transformators. I 1 R 1 R 2 I 2 U 1 R L a) Berechnen Sie die Ströme I 1 und I 2. b) Berechnen Sie die Schein-, Wirk- und Blindleistung sowie den Leistungsfaktor cos(ϕ) am Eingang. c) Berechnen Sie den Wirkungsgrad. Aufgabe 6: Arbeitspunkt einer Diode Eine Diode habe folgende Kennlinie im Durchlassbereich: I/mA ,2 0,4 0,6 0,8 1 U/V Sie wird in Reihe mit einer idealen Spannungsquelle mit U = 1 V und einem Widerstand mit dem Wert R 0 = 200 Ω geschaltet: I R 0 U U D a) Welcher Strom I und welche Spannung U D stellen sich ein? Lösen Sie das Problem graphisch. b) Welche Leistung fällt an der Diode ab? Aufgabe 7: JFET-Kennlinie Ein JFET-Bauelement, dass eine Übertragungskennlinie und eine Ausgangskennlinie besitzt, wie sie im Skript skizziert sind, wird in eine einfache Schaltung verbaut: 6 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

7 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen I DS R 1 20 kω R D 100 Ω U 0 U DS U 1 = 16 V U GS R 2 10 kω Bestimmen Sie die Spannungen U GS, U DS und den Strom I DS sowie die Leistung P D, die am Widerstand R D umgesetzt wird für die beiden Fälle a) U 0 = 12 V und b) U 0 = 3 V. Hinweis: Verwenden Sie die Kennlinien aus dem Skript. Aufgabe 8: Halbwellengleichrichter Ein Halbwellengleichrichter mit einem Widerstand R = 10 kω wird an eine Wechselspannungsquelle mit U 0 = 7 V bei einer Frequenz von f = 50 Hz angeschlossen: i(t) u 0 (t) R u a (t) a) Wie groÿ ist die Amplitude û der Spannungsquelle? b) Skizzieren Sie den Spannungsverlauf u 0 (t) und die Ausgangsspannung u a (t) für den Fall einer idealen Diode, bei der in Durchlassrichtung keine Spannung abfällt. Achten Sie auf korrekte Achsenbeschriftungen. c) Skizzieren Sie den Verlauf des Stroms i(t). d) Welche Leistung wird am Widerstand im Mittel umgesetzt? Wie hängt diese Leistung von der Frequenz ab? e) Skizzieren Sie den Spannungsverlauf u 0 (t) und die Ausgangsspannung u a (t) für den Fall einer (idealen) Diode, bei der im Durchlassbereich eine Spannung von 0,7 V abfällt. Aufgabe 9: Brückengleichrichter Mit einem Brückengleichrichter wird eine Wechselspannung u(t) = û cos(2πf t + π/4), wobei û = 5 V und f = 100 Hz, gleichgerichtet. Der Brückengleichrichter wird mit einem ohmschen Widerstand R L = 100 Ω belastet. Betrachten Sie zur Vereinfachung der nachfolgenden Teilaufgaben die Dioden als ideal, d. h. ohne Spannungsabfall im Durchlassbereich. RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 7

8 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 u(t) D 1 u D1 (t) D 3 i R D 2 D 4 u a (t) a) Skizzieren Sie den Spannungsverlauf u(t). b) Welchen Weg nimmt der Stromuss zum Zeitpunkt t = 0 s durch den Gleichrichter und Widerstand? Zeichnen Sie den Pfad in die Schaltung ein. c) Skizzieren Sie die Spannung u D1 (t), die an der Diode D 1 abfällt. d) Wie groÿ ist die Momentanleistung p(t), die im Lastwiderstand umgesetzt wird? Welche Leistung P wird im Mittel umgesetzt? e) Nehmen Sie nun an, dass an den Dioden im Durchlassbereich doch eine Spannung abfällt. Was bedeutet das für die Leistung, die am Lastwiderstand umgesetzt wird? Begründen Sie Ihre Antwort. Aufgabe 10: Spannungsstabilisierung mit einer Z-Diode Mit Hilfe einer Z-Diode soll ein Lastwiderstand R L = 160 Ω mit einer stabilisierten Spannung U A = 8 V versorgt werden: R V U E D Z U A R L Dem Datenblatt der Z-Diode ist zu entnehmen, dass für eine Zenerspannung von 8 V ein Zenerstrom von 0,45 A ieÿt. a) Berechnen Sie den Vorwiderstand R V so, dass sich bei einer Eingangsspannung von U E = 10 V eine Ausgangsspannung von U A = 8 V einstellt. b) Wie groÿ sind die Leistungen, die an R V, R L und D Z umgesetzt werden? Aufgabe 11: Stromstabilisierung mit einem JFET In grober Näherung kann im Abschnürbereich eines JFETs von einem konstanten Strom I D = β(u GS U p ) 2 ausgegangen werden. β ist der so genannte Transkonduktanz-Koezient. Welchen Wert muss der Widerstand R besitzen, damit ein Strom I D = 5 ma ieÿt, wenn U p = 3,2 V und β = 0,9 ma/v 2 sind? Aufgabe 12: Emitterschaltung Gegeben ist eine Emitterschaltung mit kapazitiver Kopplung: 8 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

9 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen R i R 1 R C C 2 I 2 C 1 I 1 U Batt u q U 1 U 2 R 2 R E C E R L Dabei sind R 1 = 52 kω, R 2 = 12 kω, R C = 540 Ω, R E = 100 Ω, R i = 600 Ω, R L = 1 kω und U Batt = 20 V. Bei dem Transistor handelt es sich um einen 2N2222, dessen Kennlinien im Skript abgebildet sind, siehe Arbeitspunkteinstellung am Beispiel BJT. Die Beschaltung führt zu den beiden Arbeitspunkten: I B = 100 µa, I C = 20 ma. Berechnen Sie die Spannung U 2 am Ausgang für die Eingangsspannung U q = 10 mv. Gehen Sie dabei nach folgenden Teilaufgaben vor: a) Geben Sie die Wechselstromersatzschaltung für Kleinsignalaussteuerung an. b) Bestimmen Sie den Widerstand R BE als den linearen Anteil der Eingangskennlinie im Arbeitspunkt, d. h. bilden Sie das Verhältnis U BE / I B. c) Bestimmen Sie den Leitwert G CE entsprechend aus der Ausgangskennlinie im Arbeitspunkt, d. h. bilden Sie her das Verhältnis I C / U CE. d) Bestimmen Sie die Stromverstärkung h = I C IB im Arbeitspunkt. e) Bilden Sie eine lineare Ersatzspannungsquelle aus den Elementen R 1, R 2, R i und U q. f) Wie groÿ ist der Eektivwert I B? Hinweis: I B ist hier der Eektiwert des Wechselstromes, der durch U q verursacht wird, nicht der Gleichstrom der Arbeitspunkteinstellung! g) Fassen Sie die Widerstande R C, R L und 1/G CE zu einen Widerstand R e zusammen. h) Bestimmen Sie nun die Ausgangsspannung U 2. Aufgabe 13: Arbeitspunkteinstellung bei Emitterschaltung Der Arbeitspunkt folgender Verstärkerschaltung ist einzustellen. Dabei sollen der Basisstrom I B = 50 µa und die Kollektor-Emitterspannung U CE = 7 V betragen. U B = 15 V R 1 R C Ausgang Eingang R 2 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 9

10 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 U BE /V 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, I B /µa I C /ma I B /µa U CE /V a) Welche Spannung U BE fällt an der Basis-Emitterstrecke ab? b) Bestimmen Sie die Werte für R 1, R 2 und R C. Hinweis: Üblicherweise ist der Strom durch R 2 zehnmal so groÿ wie der Basisstrom I B. c) Die Verstärkerschaltung ist temperaturabhängig. Durch welche Maÿnahme kann die Temperaturabhängigkeit verringert werden? Aufgabe 14: Arbeitspunkteinstellung bei Emitterschaltung Betrachten Sie folgende Verstärkerschaltung: U B = 15 V R 1 R C Ausgang Eingang C 1 C 2 R 2 R E Der Transistor kann näherungsweise durch folgende Werte beschrieben werden: Die Basis- Emitterspannung beträgt U BE = 0,6 V und der Kollektorstrom I C = 200I B. a) Beschreiben Sie die Funktion der beiden Kondensatoren. b) Beschreiben Sie die Funktion der Widerstände. c) Berechnen Sie die Widerstände so, dass sich folgende Werte einstellen: Kollektorstrom: I C = 5 ma Kollektor-Emitterspannung: U CE = 6 V Spannung über R E : U RE = 2 V 10 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

11 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen Strom durch R 2 : I R2 = 10I B Aufgabe 15: Idealer Operationsverstärker Beschreiben Sie folgende Kennzeichen eines idealen Operationsverstärkers: a) Eingangwiderstände b) Ausgangswiderstand c) Dierenzverstärkung d) Eingangsosetspannung e) Anstiegsgeschwindigkeit Aufgabe 16: Realer Operationsverstärker Beim µa741 ist die maximale Anstiegsgeschwindigkeit (slew rate) SR = 0,5 V/µs. Wie groÿ darf die Frequenz bei sinusförmiger Anregung, d. h. u E (t) = û E sin(2πft), maximal sein, damit die Ausgangsspannung ebenfalls sinusförmig ist, wenn die Amplitude û A der Ausgangsspannung a) û A = 1 V, b) û A = 10 V. beträgt? Aufgabe 17: Komparator Gegeben ist folgende Operationsverstärkerschaltung: 15 V U 1 U D U V U A Der Operationsverstärker besitzt folgende Übertragungskennlinie: RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 11

12 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 U A /V U D /mv 15 a) Die Spannung U 1 = 8,25 V sei konstant. Wie groÿ ist die Ausgangsspannung für U 2 = 0 V 4 V 8 V 8,2 V 8,249 V 8,251 V 8,3 V 10 V b) Erläutern Sie, warum diese Operationsverstärkerschaltung als Komparator bezeichnet wird. Aufgabe 18: Invertierender Verstärker Betrachten Sie folgende Schaltung: R 2 I 2 R I 1 1 I 2 U 1 U D + U 2 Es gilt U 1 = 1 V, R 1 = 10 kω und R 2 = 20 kω. Die Eingangswiderstände des Operationsverstärkers können als unendlich groÿ, der Ausgangswiderstand als unendlich klein betrachtet werden. Berechnen Sie die Spannungen U 2 und U D für verschiedene Spannungsübertragungsfaktoren A des Operationsverstärkers: a) A = RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

13 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen b) A = c) A = 10 6 Aufgabe 19: Invertierender Verstärker Gegeben ist folgende Schaltung mit einem idealen Operationsverstärker: R 2 R 1 U 1 + U 2 Ihnen stehen folgende Widerstände zur Verfügung, aber jeweils nur ein Exemplar: 10 kω, 47 kω, 100 kω, 150 kω, 220 kω, 470 kω. a) Um was für eine Schaltung handelt es sich? b) Bestimmen Sie die Widerstände R 1 und R 2 aus den gegebenen Widerständen so, dass die Schaltung eine Verstärkung von 2 aufweist. c) Wie groÿ sind die Ströme I 1 durch den Widerstand R 1 und I 2 durch R 2, wenn U 1 = 3 V? d) Skizzieren Sie das Ausgangssignal für folgendes Eingangssignal: U U 1 t e) Skizzieren Sie das Eingangssignal für folgendes Ausgangssignal: RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 13

14 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 U U 2 t Aufgabe 20: Strom-Spannungswandler Ein photooptischer Sensor erfasst den Abstand eines Gegenstandes im Bereich von 10 mm bis 100 mm. Als Ausgangsgröÿe liefert er einen Strom zwischen 4 ma und 20 ma. Ein Strom von 4 ma entspricht einer Entfernung von 10 mm, 20 ma einer Entfernung von 100 mm. a) Geben Sie eine Formel für den Strom I(x) in Abhängigkeit des Abstandes x des Gegenstandes zum Sensor an. b) Zur Auswertung steht ein Rechner mit einem Analog-Digital-Wandler (AD-Wandler) zur Verfügung. Ein AD-Wandler wandelt eine Spannung in einen Zahlenwert um, der im Rechner weiterverarbeitet werden kann. Skizzieren Sie eine Schaltung, mit der der Messstrom I(x) in eine Spannung U(x) umgewandelt werden kann. Der AD-Wandler erwartet Spannungen zwischen 0 V und 10 V. Aus einem Strom von 0 A soll also die Spannung 0 V und aus dem maximalen Strom die Spannung 10 V erzeugt werden. Aufgabe 21: Addierer Bei folgender Addiererschaltung sei R 2 = 30 kω: R 1a R 2 I 1 U 1a U 1b R 1b + I 1 U 2 a) Wie müssen die Widerstände R 1a und R 1b gewählt werden, damit U 2 = (2U 1a + 3U 1b ) gilt? b) Wie groÿ ist der Strom I A, der aus dem Ausgang des Operationsverstärkers herausieÿt, wenn die Spannung U 2 = 6 V ist? Aufgabe 22: Addieren von drei Spannungen 14 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

15 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen a) Entwerfen Sie eine Schaltung, die die drei Spannungen U 1, U 2 und U 3 gewichtet addiert, so dass sich folgende Ausgangsspannung U A ergibt: U A = (U U U 3). b) Weisen Sie rechnerisch nach, dass die Schaltung funktioniert. Aufgabe 23: Subtrahierer Gegeben ist folgende Schaltung: R 2 R 1 + U a R 3 U U b R 2 4 a) Berechnen Sie die Ausgangsspannung U 2 folgender Schaltung in Abhängigkeit von U a und U b. b) Vereinfachen Sie die Lösung der vorangegangenen Teilaufgabe für den Fall R 1 = R 3 und R 2 = R 4. c) Warum wird diese Schaltung als Subtrahierer oder Subrahierverstärker bezeichnet? Aufgabe 24: Integrierer Gegeben ist die Schaltung eines Integrierers mit einem idealen Operationsverstärker: C R U 1 + U 2 Das Eingangssignal U 1 ist eine Sinusspannung der Frequenz ω. a) Berechnen Sie die Übertragungsfunktion H(ω) = U 2 U 1. b) Berechnen Sie den Amplitudengang und den Phasengang. c) Skizzieren Sie das Bode-Diagramm im Intervall 10 0 ω 10 6 und den Werten R = 10 kω und C = 1 µf. Aufgabe 25: Dierenzierer Gegeben ist die Schaltung eines Dierenzierers mit einem idealen Operationsverstärker: RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 15

16 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 C R U 1 + U 2 Das Eingangssignal U 1 ist eine Sinusspannung der Frequenz ω. a) Berechnen Sie die Übertragungsfunktion H(ω) = U 2 U 1. b) Berechnen Sie den Amplitudengang und den Phasengang. c) Skizzieren Sie das Bode-Diagramm im Intervall 10 0 ω 10 6 und den Werten R = 10 kω und C = 1 µf. Aufgabe 26: Aktiver Tiefpass Gegeben ist folgende Schaltung eines aktiven Tiefpasses mit R A = 100 Ω, R B C = 1 nf: = 1 kω und C R B R A U 1 + U 2 a) Wie lautet die Übertragungsfunktion der Schaltung? b) Geben Sie den Amplitudengang und den Phasengang der Schaltung an. c) Welche Werte besitzen Amplitudengang und Phasengang bei f 0 = 0 Hz und f 1 = 159,15 khz und f 2? d) Skizzieren Sie das Bode-Diagramm. Aufgabe 27: Aktiver Hochpass Gegeben ist folgende Schaltung eines aktiven Hochpasses mit R X = 100 Ω, R Y C = 25 nf: = 1 kω und 16 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

17 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen R Y C R X U 1 + U 2 a) Wie lautet die Übertragungsfunktion der Schaltung? b) Geben Sie den Amplitudengang und den Phasengang der Schaltung an. c) Wie groÿ sind die Grenzkreisfrequenz ω g und f g der Schaltung? d) Skizzieren Sie das Bode-Diagramm. Aufgabe 28: Bistabile Kippstufe Skizzieren Sie die Spannungsverläufe der bistabilen Kippstufe für die vorgegebenen Eingangsspannungen. Gehen Sie davon aus, dass die Spannungspulse auf U S und U R für einen Schaltvorgang ausreichend groÿ bzw. klein sind. U B R C R C Q R B R B Q U B1 U B2 T 1 T 2 R S R R U S U R RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 17

18 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 U S U R t U B1 0,7 V U B2 0,7 V t t t Q U B t Q U B t Aufgabe 29: Monostabile Kippstufe Gegeben ist folgende monostabile Kippstufe: U B 2,2 kω 68 kω 2,2 kω 44 µf 56 kω T 1 T 2 10 kω u b2 u a u e a) Geben Sie zwei Bezeichnungen für diese Schaltung an. 18 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

19 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen b) Erläutern Sie, warum sich die Zeitkonstante der Schaltung mit t k RC ln(2) berechnen lässt. c) Skizzieren Sie die Spannungsverläufe von u a und u b2. Beachten Sie dabei die Zeitskalierung. u e t/s u b t/s u a t/s Aufgabe 30: Astabile Kippstufe a) Ergänzen Sie folgende Schaltung zu eine astabile Kippstufe. 470 Ω 4,7 kω 4,7 kω 470 Ω Q T 1 T 2 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 19

20 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 b) Legen Sie die geeigneten Bauteile so aus, dass am Q-Ausgang der Kippstufe etwa folgendes Signal entsteht: Q(t) t/ms Aufgabe 31: Analyse von logischen Verknüpfungen mit NAND-Gattern In den nachfolgenden Schaltungen sind digitale Verknüpfungen dargestellt, die nur aus NAND- Gattern bestehen. Geben Sie für jede Schaltung die Wahrheitstabelle an. Welche logische Verknüpfung wird jeweils dargestellt? a) E 1 E 2 & & A b) E 1 & & A E 2 & Aufgabe 32: Synthese von logischen Verknüpfungen mit NAND-Gattern Geben Sie jeweils eine Schaltung an, die folgende Verknüpfung umsetzt, und geben Sie die Wahrheitstabelle gegebenenfalls mit Zwischenschritten an. a) NOT b) NAND c) NOR d) XOR e) XNOR Aufgabe 33: Synthese von logischen Verknüpfungen mit NOR-Gattern Geben Sie folgende logische Verknüpfungen mit Hilfe von Schaltungen an, die nur aus NOR- Gattern bestehen. a) NOT 20 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens

21 Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Übungen b) AND c) NAND Aufgabe 34: 4-Bit-zu-1-Bit-Datenselektor Ein 4-Bit-zu-1-Bit-Datenselektor besitzt vier Eingänge und einen Ausgang. Jeder Eingang und der Ausgang rerpräsentieren ein Bit. Über zwei Steuerleitungen soll nun ein Eingang ausgewählt und an den Ausgang übertragen werden: A B C D Datenselektor S 1 S 0 Z Wahrheitstabelle: S 1 S 0 Z = 0 0 A 0 1 B 1 0 C 1 1 D Ergänzen Sie folgende Schaltung zu einem solchen 4-Bit-zu-1-Bit-Datenselektor: S 1 S 1 S 0 S 0 A B C Z D & 1 1 S 1 S 0 Aufgabe 35: Adressdecodierer Zur Ansteuerung verschiedener Bausteine sind so genannte Adressen erforderlich. Eine Adresse ist in der Digitaltechnik eine 1-0-Folge bestimmter Länge, also ein binäres Wort mit einer festgelegten Anzahl von Bits. Es gibt 2-Bit-Adressen, 4-Bit-Adressen, usw. Ein Adressdecodierer ist eine Schaltung, die eine n-bit-adresse umsetzt und genau einen von 2 n Ausgängen aktiviert. Für einen 2-Bit-Adressdecoder sehen die äuÿere Beschaltung und die Wahrheitstabelle wie folgt aus: RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens 21

22 Übungen Angewandte Elektrotechnik, WS 2009/2010 Adresseingänge A 0 A 1 2-Bit- Adressdecoder Ausgänge Q A Q B Q C Q D Wahrheitstabelle: Adresse A 1 A 0 Q A Q B Q C Q D Entwerfen Sie eine Schaltung nur mit NOT- und AND-Gattern, die einen 2-Bit-Adressdecoder darstellt. 22 RheinAhrCampus, S. Carstens-Behrens