4. Übung: PLA & Schaltungen Abteilung Verteilte Systeme, Universität Ulm

Transkript

1 Technische Informatik I 6 4. Übung: PLA & Schaltungen

2 Technische Informatik I 6 Aufgabe : PAL und PLA a) Eine ganzzahlige Division zweier -it inärzahlen soll mit Hilfe eines PLA realisiert werden. Dabei soll weder der Rest beachtet werden, noch etwaige Probleme bei der Division durch Null.

3 Technische Informatik I 6 4.Übung Lösung : Mögliche Ergebnisse der Division W V E

4 Technische Informatik I 6 4.Übung W V E A CD XY Lösung : Wahrheitstabelle

5 Technische Informatik I 6 Lösung : Aufbauen der Minterme V W E A CD XY X A CD A CD Y A CD A CD A CD A CD A CD

6 Technische Informatik I 6 Lösung : Verknüpfungen im PLA A C D X Y

7 Technische Informatik I 6 Aufgabe : PLA und PAL b) Wäre es möglich die Division aus a) auch mit einem PAL gleicher Größe zu realisieren?

8 Technische Informatik I 6 Lösung : Implementierung durch ein PAL Ohne weitere Ausgabenlogik ist eine Lösung nicht möglich, da wir fünf Minterme haben, aber nur vier Oder-Verknüpfungen zur Verfügung stehen.

9 Technische Informatik I 6 Aufgabe : Diodenmatrix Erklären Sie, warum die Matrix in einem ROM aus Dioden aufgebaut ist und nicht nur aus Drahtbrücken.

10 Technische Informatik I 6 Lösung : Diodenmatrix Würde man die Matrix nur mit Drahtbrücken erstellen, würde sich der Strom auch auf Leitungen fortsetzen, die gar nicht geschaltet sind.

11 Technische Informatik I 6 Aufgabe : Eine einfache Schaltung estimmen Sie die Funktion der unten abgebildeten Schaltung und berechnen Sie die Spannung an Anschluss, wenn an Punkt A wechselweise Vcc bzw. Gnd anliegt. Es gelten folgende Randbedingungen: Der Transistor verstärkt einen allfälligen asisstrom um Faktor 5. Der Spannungsabfall am asiswiderstand (5KΩ) beträgt 8V. Die LED besitzt eine etriebsspannung von,9v bei 5mA. Die gesamte Schaltung wird mit einem 9V-lock betrieben.

12 Technische Informatik I 6 Aufgabe : Eine einfache Schaltung Vcc 47Ω C A 5KΩ E Gnd

13 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Inverter Die abgebildete Schaltung stellt einen Inverter dar, die Leuchtdiode leuchtet falls der Transistor sperrt und umgekehrt. Wenn der Transistor sperrt, liegt an Punkt die etriebspannung der Diode an. Leitet der Transistor hingegen, sinkt die Spannung an Punkt durch den verstärkten Strom des Transistors ab. Ersichtlich wird dies durch die einfache Anwendung des Ohmschen Gesetzes.

14 Technische Informatik I 6 Lösung : Das Ohmsche Gesetz von Georg Simon Ohm 8 entdeckt eschreibt die Proportionaliät zwischen Spannung U und Strom I in einem elektrischen Leiter. Proportionalitätskonstante R wird als Widerstand bezeichnet. R= U I = V A

15 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Transistor sperrt 9V 47Ω C A 5KΩ E Gnd

16 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Transistor sperrt 9V 47Ω U 47 =R 47 I Diode =47 5mA =7,5 V C A 5KΩ E Gnd

17 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Transistor sperrt 9V 47Ω U 47 =R 47 I Diode =47 5mA =7,5 V C A 5KΩ U Diode =,95 V E Gnd

18 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Transistor leitet Vcc 47Ω C A 5KΩ I asis = U 5K R = 8V 5K =,5mA E Gnd

19 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Transistor leitet Vcc 47Ω C A 5KΩ I CE =I asis 5 =8,6mA I asis = U 5K R = 8V 5K =,5mA E Gnd

20 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Transistor leitet Vcc 47Ω U 47 =I CE R =8,6mA 47 =8,7 V C A 5KΩ I CE =I asis 5 =8,6mA I asis = U 5K R = 8V 5K =,5mA E Gnd

21 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Transistor leitet Vcc 47Ω U 47 =I CE R =8,6mA 47 =8,7 V C A 5KΩ I CE =I asis 5 =8,6mA U Diode =,8V I asis = U 5K R = 8V 5K =,5mA E Gnd

22 Technische Informatik I 6 Lösung : Der Transistor leitet Da der Transistor leitet, fließt ein sehr großer Strom durch die Kollektor-Emitter-Strecke. Im Vergleich zur LED besitzt der Transistor nur einen sehr geringen Innenwiderstand, d.h. der größte Teil des Stromes fließt über die Kollektor-Emitterstrecke und verursacht einen erhöhten Spannungsabfall am Kollektorwiderstand. Dadurch sinkt die Spannung an der LED auf,8v ab.