PC & Elektronik. PC-Elektronik Labor. von Herbert Bernstein. überarbeitet. Franzis Verlag, Poing 2008

PC & Elektronik PC-Elektronik Labor von Herbert Bernstein überarbeitet Franzis Verlag, Poing 2008 Verlag C.H. Beck im Internet: www.beck.de ISBN 978 3 7723 5315 4 schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG

23.06.2008 16:41 Uhr Seite 1 PC & ELEKTRONIK Herbert Bernstein inkl.* NI Multisim Schüler- und Studentenversion mit über 1.000 Simulationsbeispiele PC-Elektronik Labor Dieses praxisnahe Lehrbuch und Nachschlagewerk bietet Basiswissen auf dem Gebiet der Elektrotechnik, Elektronik, Messtechnik, VDE-Vorschriften, Leistungselektronik, Operationsverstärker, TTLund CMOS-Bausteine, Mikrocontroller und der Gestaltung von Platinenlayouts. Dabei dient das Simulationsprogramm Multisim als Basis für das effektive Lernen, denn alle Versuche kann man sofort nachvollziehen. Dabei steht ein großer Umgang an virtuellen Messgeräten zur Verfügung. Aus dem Inhalt: Einführung in die Schaltungssimulation und Instrument-Bauteilbibliothek mit: Multimeter, Funktionsgenerator, Wattmeter, 2- und 4-Kanal-Oszilloskop, Frequenzzähler, Bitmuster-Generator, Logikanalysator, Logikkonverter, Kennlinienschreiber (I-U-Analysator), Klirrfaktormessgerät, Spektrumanalysator, Netzwerkanalysator, HP-Funktionsgenerator, HP-Multimeter, HP-Oszilloskop, Tektronix-Oszilloskop Spannung, Strom und Widerstand Kondensator Spulen, Transformatoren, Relais und Lautsprecher Zusammengesetzte Wechselstromkreise Dioden und ihre praktischen Anwendungen Grundlagen und praktische Schaltungslehre des Transistors Schaltungen mit Feldeffekttransistoren und MOSFETs Thyristoren und TRAICs Drehstrom, Wechselstrom und VDE-Vorschriften Analoge Schaltungstechnik mit Operationsverstärkern Aktive Filterschaltungen Grundfunktionen der TTL-Schaltungstechnik Grundfunktionen der CMOS-Schaltungstechnik Praktische Schaltungstechnik mit TTL- und CMOS-Bausteinen Mikrocontroller Schaltungsentwicklung (Multisim) und Platinenlayout (Ultiboard) FRANZIS FRANZIS FRANZIS * Gutschein über kostenloser Download der Simulationsoftware NI Multisim - Schülerund Studentenversion im Buch enhalten Der Autor: Dipl.-Ing. Herbert Bernstein ist Dozent an einer Technikerschule und an der IHK Für die Zielgruppen: Schüler der Elektrotechnik/Elektronik Studenten der Elektrotechnik, Informatik und Physik Weiterbildung für Facharbeiter, Meister, Techniker und Ingenieure Hobby-Elektroniker ISBN 978-3-7723-5315-4 PC-Elektronik Labor 5315-4 U1+U4:5315-4 U1+U4 Euro 49,95 [D] Besuchen Sie uns im Internet: www.franzis.de Bernstein PC & ELEKTRONIK Herbert Bernstein NEU! Jetzt zusätzlich mit Mikrocontroller und Platinenlayout Das ganze Wissen der Elektonik auf über 1.400 Seiten 6. überarbeitete Nachauflage PC-Elektronik Labor Praxisnahes Lernen mit dem PC als Simulationssystem inkl.* NI Multisim Schüler- und Studentenversion mit über 1.000 Simulationsbeispiele

Vorwort Seit 1970 hat die Mikroelektronik, der 8-, 16-, 32- und 64-Bit-Mikroprozessor und der 8-, 16-, 32- und 64-Bit-Mikrocontroller in einer beispiellosen Entwicklung praktisch in allen Bereichen der Elektrotechnik, Elektronik, Mechatronik und Physik Einzug gehalten. Dementsprechend groß ist auch die Anzahl der Schüler, Auszubildenden und Studenten aller Studienzweige, die in Vorbereitung auf das Berufsleben, auf ein entsprechendes Studium oder nur zum eigenen Interesse, sich in die Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik einarbeiten wollen oder müssen. Genau an diesen Leserkreis wendet sich das vorliegende Buch. Ziel und Aufgabe dieses Buches ist es aber nicht, eine Übersicht über die Komponenten, Schaltungstechniken und Verfahren der Elektronik zu vermitteln. Im Vordergrund steht vielmehr der Wunsch, beim Leser das Verständnis für die Funktionsweise einfacher elektronischer Grundelemente zu entwickeln und zu fördern. Besonders wichtig in diesem Zusammenhang ist die Möglichkeit einer experimentellen Überprüfung der Funktionen bzw. des Zusammenwirkens einzelner Schaltungselemente. Gerade im spielerisch-experimentellen und deshalb oft kreativen Umgang mit elektronischen Komponenten liegt die Bedeutung der häufig unterbewerteten Bastelpraxis. Diese ersten handgerechten Kontakte des Elektronikeinstieges mit Transistoren, FET- und MOSFET, Thysistoren, Operationsverstärkern, TTL/CMOS-Bausteinen, Mikrocontrollern und Platinenlayout erfolgen zumeist in privater und schulischer Umgebung. Die einzelnen Versuche sind mithilfe der Simulation mit ihren zahlreichen Bausteinen und Messgeräten durchzuführen, die selbst einem Entwicklungsingenieur im Forschungslabor nicht zur Verfügung stehen. Wer hat schon einen Messgerätepark von über 100.000 Euro zur Verfügung? Wer hat schon einen Funktionsgenerator von 1 mhz bis 1 THz zur Überprüfung der Sinusform einer Signalspannung, ein 2- und 4-Kanal-Oszilloskop mit einem Frequenzbereich von Gleichstrom bis über 10 THz, einen Logikanalyser mit 32 Eingangskanälen, Bode-Plotter für den Frequenz- und Phasengang für Filterschaltungen und Operationsverstärker, ein Klirrfaktormessgerät, ein Frequenzmessgerät usw. Damit lassen sich analoge, digitale und analoge/digitale Schaltungen aller Art abgleichen und messen. Die Simulationssoftware von Electronics Workbench (EWB) wurde 1989 speziell nach den technischen und ergonomischen Anforderungen in Kanada entwickelt. Seit dieser Zeit wurde EWB kontinuierlich weiterentwickelt und steht jetzt in der Version 10 zur Verfügung. Das Buch ist eine Auswahl meiner langjährigen Lehrererfahrung am Elektronik-Zentrum München, Haus Metallischer Handwerke, Technikerschule, IHK, Telekom, Eisenbahnerfachschule und Siemens.

Vorwort Die Zeichnungen fertigte meine Frau Brigitte an, die auch das Manuskript vor dem Lektorat in lesbare Form brachte. Der Autor wünscht viel Spaß und guten Erfolg allen, die sich in die Thematik der Simulation einarbeiten wollen oder müssen.

Inhalt 1 Einführung in die Schaltungssimulation.............................. 27 1.1 Modelle für lineare und nicht lineare Bauteile................... 27 1.1.1 Modelle für digitale Bausteine............................... 29 1.1.2 Erstellung von Bibliotheken und Modellen..................... 31 1.2 Quellen-Bauteilbibliothek................................... 34 1.2.1 Spannungs- und Stromquellen............................... 35 1.2.2 Einstellbare Signalquellen.................................. 40 1.2.3 Kontrollierbare Funktionsblöcke.............................. 47 1.2.4 Kontrollierbare Spannungsquellen............................ 50 1.3 Basis-Bauteilbibliothek..................................... 52 1.3.1 Virtuelle Bauelemente...................................... 53 1.3.2 Reale Bauelemente........................................ 66 1.3.3 Messgeräte und Anzeigeelemente............................ 69 1.3.4 Bauteilbibliothek Verschiedenes........................... 78 1.4 nstrument-bauteilbibliothek................................. 88 1.4.1 Multimeter............................................... 89 1.4.2 Funktionsgenerator........................................ 92 1.4.3 Wattmeter................................................ 94 1.4.4 Zwei-Kanal-Oszilloskop..................................... 96 1.4.5 Vier-Kanal-Oszilloskop.................................... 100 1.4.6 Bode-Plotter............................................. 101 1.4.7 Frequenzzähler........................................... 104 1.4.8 Bitmuster-Generator...................................... 105 1.4.9 Logikanalysator.......................................... 107 1.4.10 Logikkonverter........................................... 110 1.4.11 Kennlinienschreiber (I-U-Analysator)......................... 112 1.4.12 Klirrfaktormessgerät...................................... 113 1.4.13 Spektrumanalysator...................................... 116 1.4.14 Netzwerkanalysator....................................... 116 1.4.15 HP-Funktionsgenerator.................................... 118 1.4.16 HP-Multimeter........................................... 119 1.4.17 HP-Oszilloskop........................................... 120 1.4.18 Tektronix-Oszilloskop..................................... 122 1.4.19 LabView-Messgeräte...................................... 123 1.4.20 Tastkopf................................................ 123

Inhalt 2 Spannung, Strom und Widerstand.................................. 125 2.1 Spannung............................................... 125 2.1.1 Simulierte Quellen........................................ 127 2.1.2 Gesteuerte Spannungs- und Stromquellen.................... 128 2.1.3 Funktionsgenerator....................................... 130 2.1.4 Oszilloskop.............................................. 134 2.1.5 Simuliertes Oszilloskop.................................... 136 2.1.6 Messanordnung und einfache Messübungen.................. 139 2.2 Widerstände............................................. 141 2.2.1 Leiterwerkstoffe.......................................... 143 2.2.2 Eigenschaften von Widerständen............................ 145 2.2.3 Bauarten von Widerständen................................ 150 2.2.4 Aufbau einer simulierten Schaltung.......................... 154 2.2.5 Reihenschaltung von Widerständen.......................... 155 2.2.6 Parallelschaltung von Widerständen......................... 158 2.2.7 Gemischte Schaltungen.................................... 159 2.2.8 Potentiometer und Einsteller................................ 162 2.2.9 Spannungsteiler.......................................... 165 2.2.10 Brückenschaltung........................................ 167 2.3 Ohmsches Gesetz........................................ 169 2.3.1 Vorwiderstand........................................... 170 2.3.2 Kenngrößen von Spannungsquellen.......................... 171 2.3.3 Spannungs-, Strom- und Leistungsanpassung................. 173 2.3.4 1. Kirchhoffscher Satz (Knotenpunktregel).................... 174 2.3.5 2. Kirchhoffscher Satz (Maschenregel)........................ 175 2.3.6 Reihen- und Parallelschaltung von Spannungsquellen........... 176 2.4 Messschaltungen......................................... 179 2.4.1 Messbereichserweiterung bei Spannungsmessern.............. 179 2.4.2 Messbereichserweiterung bei Strommessern.................. 181 2.4.3 Widerstandsmessung..................................... 183 2.4.4 Messungen an Spannungsteilern............................ 186 2.4.5 Dezibel-Messung......................................... 188 2.4.6 Messungen von Spannungsfällen an Leitungen................ 189 2.4.7 Messung von Gleich- und Wechselspannung.................. 190 2.4.8 Oszillografische Spannungs- und Frequenzmessung............ 191 2.4.9 Frequenzmessung mit Lissajous-Figuren...................... 193 2.4.10 Strom-Spannungs-Kennlinie................................ 194 2.5 Widerstandserwärmung bei Reihen- und Parallelschaltung....... 196 3 Kondensator................................................... 201 3.1 Physikalische Grundlagen.................................. 202 3.1.1 Elektrisches Feld......................................... 205 3.1.2 Kondensatoren an Gleichspannung.......................... 205

Inhalt 3.1.3 Aufbau von Festkondensatoren............................. 208 3.1.4 Aufbau von Kunststoffkondensatoren........................ 210 3.1.5 Elektrolytkondensatoren................................... 212 3.1.6 Veränderbare Kondensatoren............................... 214 3.2 Kondensator an Rechteckspannung.......................... 215 3.2.1 Vorgänge am RC-Glied..................................... 215 3.2.2 RC-Glied an symmetrischer Rechteckspannung................. 217 3.2.3 Integrierglied an unsymmetrischer Rechteckspannung.......... 219 3.2.4 Differenzierglied.......................................... 221 3.2.5 Nadelimpulsgenerator..................................... 223 3.2.6 KO-Tastkopf mit frequenzkompensiertem Spannungsteiler....... 224 3.3 Kondensator an Wechselspannung.......................... 226 3.3.1 Kapazitätsmessung durch Strom und Spannung................ 227 3.3.2 Kapazitätsmessung durch Spannungsvergleich................ 228 3.3.3 Parallelschaltung von Kondensatoren........................ 229 3.3.4 Reihenschaltung von Kondensatoren......................... 230 3.3.5 Kapazitive Blindleistung................................... 231 3.3.6 Wirkleistung und Phasenverschiebung....................... 233 3.3.8 Reihenschaltung von Kondensator und Widerstand............. 237 3.3.9 Parallelschaltung von Kondensator und Widerstand............. 239 3.4 Filterschaltungen mit Widerständen und Kondensatoren......... 242 3.4.1 RC-Tiefpass.............................................. 243 3.4.2 Arbeiten mit dem Bode-Plotter.............................. 245 3.4.3 RC-Hochpass............................................ 246 4 Spulen, Transformatoren, Relais und Lautsprecher.................... 249 4.1 Physikalische Grundlagen.................................. 249 4.1.1 Magnetischer Fluss und magnetische Feldstärke............... 250 4.1.2 Magnetische Feldstärke und magnetische Flussdichte........... 251 4.1.3 Hysterese............................................... 253 4.1.4 Permeabilität............................................ 255 4.1.5 Magnetische Kernformgrößen............................... 256 4.1.6 Magnetischer Widerstand.................................. 256 4.2 Aufbau und Wirkungsweise von Spulen....................... 259 4.2.1 Luftspulen.............................................. 259 4.2.2 Spulen mit magnetisierbarem Kern.......................... 260 4.2.3 Blechkerne.............................................. 262 4.2.4 Ferritkerne.............................................. 264 4.2.5 Ferritkerne mit und ohne Luftspalt........................... 265 4.2.6 Kerne für Filteranwendungen............................... 267 4.3 Spule an Gleichstrom..................................... 269 4.3.1 Messung einer idealen Spule............................... 269

10 Inhalt 4.3.2 Spule an Rechteckspannung................................ 272 4.3.3 Reihenschaltung von Spulen................................ 274 4.3.4 Parallelschaltung von Spulen............................... 275 4.4 Spule im Wechselstromkreis................................ 275 4.4.1 Messung einer idealen Spule............................... 275 4.4.2 Messung einer realen Spule................................ 276 4.4.3 Reihenschaltung von Widerstand und Spule................... 277 4.4.4 Parallelschaltung von Widerstand und Spule.................. 280 4.5 Filterschaltungen mit Widerstand und Spule................... 283 4.5.1 RL-Tiefpass.............................................. 283 4.5.2 RL-Hochpass............................................. 284 4.6 Transformatoren und Übertrager............................. 285 4.6.1 Funktionsweise.......................................... 286 4.6.2 Kleintransformatoren...................................... 288 4.6.3 Simulation eines idealen Transformators...................... 290 4.6.4 Berechnung eines Transformators........................... 292 4.6.5 Innenwiderstand eines Transformators....................... 294 4.6.6 Kopplung mit Übertragern und Transformatoren................ 294 4.7 Relais.................................................. 297 4.7.1 Aufbau eines Relais....................................... 297 4.7.2 Simuliertes Relais........................................ 299 4.8 Lautsprecher............................................ 300 4.8.1 Aufbau eines Lautsprechers................................ 300 4.8.2 Simulation eines Lautsprechers............................. 302 5 Zusammengesetzte Wechselstromkreise............................ 303 5.1 Reihen- und Parallelschaltung von Widerstand, Kondensator. und Spule............................................... 303 5.1.1 Reihenschaltung von R, C und L............................. 303 5.1.2 Simulation einer RCL-Reihenschaltung........................ 305 5.1.3 Parallelschaltung von R, C und L............................. 309 5.1.4 Simulation einer RCL-Parallelschaltung....................... 311 5.1.5 Leistung im Wechselstromkreis............................. 313 5.1.6 Kompensationsschaltung für den Einphasenbetrieb............ 315 5.2 Schwingkreise........................................... 319 5.2.1 Simulation eines idealen Reihenschwingkreises............... 320 5.2.2 Simulation eines idealen Parallelschwingkreises............... 321 5.2.3 Realer Schwingkreis....................................... 322 5.2.4 Güte und Bandbreite...................................... 324 5.2.5 Simulation realer Widerstände.............................. 326 5.2.6 Simulation eines realen Kondensators........................ 328 5.2.7 Simulation einer realen Spule............................... 330

Inhalt 11 5.3 Filterschaltungen......................................... 333 5.3.1 CL-Bandpass............................................. 333 5.3.2 CL-Bandsperre........................................... 334 5.3.3 Kritische Bandfilter....................................... 335 5.3.4 Einfache LC- und CL-Glieder................................. 337 5.3.5 T- und π-filter............................................ 338 5.3.6 m-filter................................................. 340 5.4 Phasenschieber.......................................... 343 5.4.1 RC-Tiefpass-Phasenkette................................... 343 5.4.2 RC-Hochpass-Phasenkette................................. 344 5.4.3 RC-Bandpass............................................ 345 5.4.4 RC-Bandsperre........................................... 346 5.4.5 Phasenschieberbrücke.................................... 347 5.5 Bandfilter............................................... 348 5.5.1 Induktive Kopplung....................................... 349 5.5.2 Kapazitive Kopfpunktkopplung.............................. 350 5.5.3 Filter mit kapazitiver Fußpunktkopplung...................... 351 6 Dioden und ihre praktischen Anwendungen.......................... 352 6.1 Grundlagen der Halbleitertechnik............................ 352 6.1.1 Eigenschaften von Halbleitermaterial......................... 353 6.1.2 Stromfluss in einem Halbleiter.............................. 355 6.2 Aufbau von Dioden....................................... 361 6.2.1 Raumladung und Raumladeschicht.......................... 361 6.2.2 pn-übergang unter verschiedenen äußeren Bedingungen........ 364 6.2.3 pn-übergang in Sperrrichtung............................... 364 6.2.4 pn-übergang in Durchlassrichtung........................... 366 6.2.5 Kennlinien von Dioden.................................... 367 6.2.6 Farbkennzeichnung von Kleinsignaldioden nach JEDEC und. Pro-Electron............................................. 368 6.2.7 Montage- und Lötvorschriften............................... 371 6.2.8 Wärmeableitung.......................................... 372 6.2.9 Standard-Dioden......................................... 373 6.3 Untersuchung von Dioden.................................. 376 6.3.1 Statische Aufnahme der Kennlinie........................... 376 6.3.2 Statischer und dynamischer Innenwiderstand................. 378 6.3.3 Dynamische Aufnahme der Kennlinie......................... 380 6.3.4 Aufbau von Datenblättern.................................. 382 6.3.5 Begriffserklärungen zu Dioden.............................. 384 6.3.6 Simulation von Dioden.................................... 387 6.3.7 Parameter einer realen Diode............................... 390 6.4 Z-Dioden................................................ 392

12 Inhalt 6.4.1 Statische Kennlinienaufnahme einer Z-Diode.................. 392 6.4.2 Dynamische Kennlinienaufnahme von Z-Dioden................ 395 6.5 Leuchtdioden............................................ 396 6.5.1 Wirkungsweise von Leuchtdioden........................... 397 6.5.2 Aufbau von Leuchtdioden.................................. 399 6.5.3 Simulation von Leuchtdioden............................... 401 6.6 Kapazitätsdioden......................................... 402 6.6.1 Wirkungsweise von Kapazitätsdioden........................ 403 6.6.2 Frequenzabstimmung mit Kapazitätsdiode.................... 405 6.7 Gleichrichterschaltungen................................... 406 6.7.1 Einweggleichrichtung...................................... 408 6.7.2 Zweiweggleichrichtung.................................... 411 6.7.3 Brückengleichrichtung..................................... 413 6.7.4 Drehstrom-Einweggleichrichtung............................ 416 6.7.5 Drehstrom-Brückengleichrichtung........................... 418 6.8 Gleichrichterschaltungen mit Ladekondensator................ 418 6.8.1 Einweggleichrichter mit Ladekondensator..................... 419 6.8.2 Einweggleichrichter mit Ladekondensator für negative. Ausgangsspannung....................................... 424 6.8.3 Zweiweggleichrichtung mit Ladekondensator.................. 425 6.8.4 Brückengleichrichtung mit Ladekondensator.................. 426 6.8.5 Brückengleichrichtung mit Ladekondensator und 100-Hz-Zeitbasis... 427 6.8.6 RC-Siebschaltungen....................................... 428 6.8.7 LC-Siebschaltung......................................... 431 6.9 Spannungsvervielfacherschaltungen......................... 433 6.9.1 Delon- oder Greinacher-Schaltung........................... 433 6.9.2 Villard-Schaltung......................................... 435 6.9.3 Kaskadenschaltung....................................... 436 6.10 Begrenzerschaltungen..................................... 437 6.10.1 Positive Klipper-Schaltung mit Diode......................... 437 6.10.2 Negative Klipper-Schaltung mit Diode........................ 438 6.10.3 Bidirektionale Klipper-Schaltung mit Dioden................... 439 6.10.4 Positive Klipper-Schaltung mit Z-Diode....................... 439 6.10.5 Negative Klipper-Schaltung mit Z-Diode....................... 440 6.10.6 Bidirektionale Klipper-Schaltung mit Z-Dioden................. 442 6.10.7 Differenzierglied mit Amplitudenbegrenzung.................. 442 6.11 Elektronische Schalterfunktionen mit Dioden.................. 444 6.11.1 Diode als Schalter........................................ 444 6.11.2 Diode als Wechselstromschalter............................. 445 6.11.3 Diodenschalter Typ I und II................................. 446 6.11.4 Dioden als Entkopplungselemente........................... 450 6.11.5 Diodendecoder.......................................... 450 6.11.6 ODER-Gatter in RDL-Technik................................. 452

Inhalt 13 6.11.7 UND-Gatter in RDL-Technik................................. 453 6.11.8 Freilaufdiode............................................ 454 6.12 Spannungsstabilisierung mit Z-Dioden....................... 456 6.12.1 Simulierte Z-Dioden....................................... 457 6.12.2 Einfache Spannungsstabilisierung........................... 458 6.12.3 Stabilisierung bei Eingangsschwankungen.................... 460 6.12.4 Z-Diode zur Unterdrückung von Brummspannungen............. 461 7 Grundlagen und praktische Schaltungslehre des Transistors............ 463 7.1 Aufbau, Herstellung und Bezeichnungen...................... 464 7.1.1 Wirkungsweise des npn-transistors.......................... 466 7.1.2 Statische Kennlinienaufnahme eines npn-transistors in. Emitterschaltung......................................... 468 7.1.3 Dynamische Kennlinienaufnahme eines npn-transistors in. Emitterschaltung......................................... 473 7.1.4 Untersuchung der Verstärkerwirkung eines npn-transistors....... 476 7.1.5 Untersuchung der Verstärkerwirkung eines pnp-transistors....... 480 7.1.6 Emittergrundschaltung eines npn-transistors.................. 481 7.1.7 Kollektorgrundschaltung eines npn-transistors................. 483 7.1.8 Basisgrundschaltung eines npn-transistors.................... 485 7.2 Verstärkerschaltungen mit Transistor......................... 487 7.2.1 Ruhestromeinstellung für den A-Betrieb...................... 487 7.2.2 Ruhestromeinstellung für den A-Betrieb durch. Spannungsteiler.......................................... 489 7.2.3 Ruhestromeinstellung und Temperaturstabilisierung durch. Stromgegenkopplung..................................... 490 7.2.4 Ruhestromeinstellung für den A-Betrieb durch. Spannungsgegenkopplung................................. 493 7.3.1 Kapazitive Signalkopplung................................. 494 7.3.2 Kapazitive Signalkopplung mit wechselstromgegengekoppelter. Transistorstufe........................................... 498 7.3.3 Kapazitive Signalkopplung mit spannungsgegengekoppelter. Transistorstufe........................................... 501 7.3.4 Transistorstufe mit Bootstrap-Schaltung...................... 503 7.3.5 Zweistufiger Verstärker mit Gleichstromkopplung............... 505 7.3.6 Zweistufiger Verstärker mit komplementären Transistoren........ 506 7.3.7 Zweistufiger Verstärker mit kapazitiver Kopplung............... 508 7.3.8 Zweistufiger Verstärker mit gemeinsamer. Arbeitspunktstabilisierung................................. 509 7.3.9 Zweistufiger komplementärer Verstärker mit gemeinsamer. Arbeitspunktstabilisierung................................. 510 7.3.10 Zweistufiger Verstärker mit Emitterfolger...................... 511 7.3.11 Verstärker in Basisschaltung................................ 512

14 Inhalt 7.4 Transistor als Schalter..................................... 514 7.4.1 Statische Schaltstufe mit einem ohmschen Verbraucher......... 516 7.4.2 Dynamische Schaltstufe mit einem ohmschen Verbraucher....... 519 7.4.3 Schalten einer ohmschen Last mit Transistor.................. 520 7.4.4 Schalten einer induktiven Last mit Transistor.................. 521 7.4.5 Schalten einer kapazitiven Last mit Transistor.................. 523 7.5 NF-Verstärker............................................ 524 7.5.1 Zweistufiger Vorverstärker.................................. 526 7.5.2 Vorverstärker mit Klangregler............................... 532 7.5.3 Rauscharmer NF-Vorverstärker.............................. 534 7.5.4 Leistungsverstärker im A-Betrieb............................ 536 7.5.5 Leistungsverstärker mit Trafo im Eintakt-A-Betrieb.............. 540 7.5.6 Leistungsverstärker mit verbessertem Eintakt-A-Betrieb......... 541 7.5.7 Gegentaktverstärker mit Trafo im B-Betrieb.................... 543 7.5.8 Komplementärer Leistungsverstärker im B-Betrieb.............. 545 7.5.9 Komplementärer Leistungsverstärker im AB-Betrieb............. 548 7.5.10 Leistungsverstärker mit Darlington-Stufe im A-Betrieb........... 549 7.6 Differenzverstärker....................................... 553 7.6.1 Statisches und dynamisches Verhalten....................... 553 7.6.2 Differenzverstärker mit Konstantstromquelle.................. 555 7.6.3 Differenzverstärker als Regeleinheit.......................... 557 7.7 Stabilisierungsschaltungen für Spannungen und Ströme......... 559 7.7.1 Einfache Serienstabilisierungsschaltung...................... 560 7.7.2 Einstellbares Netzgerät.................................... 561 7.7.3 Geregeltes Netzgerät...................................... 563 7.7.4 Verbesserte Konstantspannungsquelle....................... 566 7.7.5 Elektronische Netzgeräte mit Darlington-Stufe................. 567 7.7.6 Elektronische Sicherung................................... 569 7.7.7 Kurzschlussfeste Stabilisierungsschaltung.................... 574 7.7.8 Einstellbares Netzgerät für positive bis negative Spannung....... 576 7.7.9 Parallelstabilisierung...................................... 577 7.7.10 Konstantstromquellen..................................... 579 7.8 Digitale Transistorschaltungen.............................. 582 7.8.1 NICHT-Gatter............................................. 582 7.8.3 NOR-Gatter in DTL- und RTL-Technik.......................... 586 7.8.4 Äquivalenz-Gatter in RTL-Technik............................ 589 7.8.5 RS-Kippglieder (Flipflops) in RTL-Technik...................... 590 7.8.6 Astabiles Kippglied (Rechteckgenerator)...................... 591 7.8.7 Monostabiles Kippglied.................................... 593 7.8.8 Schmitt-Trigger........................................... 595 7.9 Signalgeneratoren........................................ 597 7.9.1 Rechteckgenerator........................................ 597 7.9.2 Blinkschaltung........................................... 599 7.9.3 Sperrschwinger.......................................... 601

Inhalt 15 7.9.4 Impulsgenerator.......................................... 603 7.9.5 LC-Oszillatoren........................................... 604 7.9.6 RC-Phasenschiebergenerator............................... 607 7.9.7 Wien-Brückengenerator.................................... 609 7.10 Zeitgeberschaltungen..................................... 610 7.10.1 Relais mit Anzugsverzögerung.............................. 611 7.10.2 Relais mit Abfallverzögerung................................ 612 8 Schaltungen mit Feldeffekttransistoren und MOSFETs................. 615 8.1 Sperrschicht-FET.......................................... 617 8.1.1 Untersuchung eines n-kanal-fets............................ 618 8.1.2 FET-Verstärker in Sourceschaltung........................... 621 8.1.3 FET-Verstärker in Drainschaltung............................. 624 8.1.4 FET-Verstärker in Gateschaltung............................. 626 8.2 Schaltungstechnik mit Feldeffekttransistoren.................. 627 8.2.1 Konstantstromquelle mit FET............................... 627 8.2.2 FET-Vorverstärker......................................... 629 8.2.3 FET-Vorverstärker mit Stromgegenkopplung................... 632 8.2.4 Zweistufiger FET-Vorverstärker.............................. 634 8.2.5 FET-Vorverstärker mit Klangregler............................ 635 8.2.6 Messvorverstärker....................................... 637 8.2.7 Feldeffekttransistor als Analogschalter....................... 640 8.2.8 Differenzverstärker mit Konstantstromquelle.................. 641 8.2.9 Differenzverstärker mit Darlington-FET-Eingängen.............. 642 8.2.10 Differenzverstärker in FET-Technologie........................ 643 8.3 MOSFET-Transistoren...................................... 644 8.3.1 Aufbau und Wirkungsweise................................. 645 8.3.2 Sourceschaltung mit n-kanal-anreicherungstyp................ 648 8.3.3 Zweistufiger Vorverstärker.................................. 652 8.3.4 Drainschaltung mit n-kanal-mosfet-anreicherungstyp.......... 652 8.3.5 Sourceschaltung mit n-kanal-verarmungstyp.................. 653 8.3.6 MOSFET als Analogschalter................................. 654 8.3.7 CMOS-Analogschalter..................................... 656 8.3.8 NICHT-Gatter in CMOS-Technik.............................. 657 8.3.9 NAND-Gatter in CMOS-Technik.............................. 659 8.3.10 NOR-Gatter in CMOS-Technik................................ 660 9 Thyristoren und TRIACs........................................... 662 9.1 Vierschichtdiode......................................... 663 9.2 Unijunktiontransistor und programmierbarer. Unijunktiontransistor...................................... 667 9.3 Optokoppler............................................. 675 9.4 Thyristor................................................ 677

16 Inhalt 9.4.1 Gleichstromzündung eines Thyristors...................... 680 9.4.2 Wechselstromzündung eines Thyristors.................... 683 9.4.3 Impulszündung des Thyristors............................ 685 9.4.4 Dynamisches Verhalten von Thyristoren.................... 687 9.4.5 Löschverfahren........................................ 690 9.4.6 Reihen- und Parallelschaltung von Thyristoren............... 693 9.4.7 Schutzschaltungen..................................... 695 9.5 Thyristor als Leistungsschalter............................ 697 9.5.1 Schaltende Leistungssteuerung........................... 699 9.5.2 Prinzip der Phasenanschnittsteuerung..................... 700 9.5.3 Phasenanschnittsteuerung mit Thyristor.................... 704 9.5.4 Phasenanschnittsteuerung mit zwei Thyristoren.............. 706 9.5.5 Phasenanschnittsteuerung mit Thyristor im Gleichstromkreis... 707 9.5.6 Phasenanschnittsteuerung mit Thyristor im Wechselstromkreis 709 9.5.7 Nullspannungsschalter mit Thyristor....................... 711 9.5.8 Schwingungspaketschalter............................... 712 9.6 Leistungselektronik mit TRIACs............................ 715 9.6.1 Aufbau eines DIACs..................................... 715 9.6.2 Aufbau eines TRIACs.................................... 717 9.6.3 Phasenanschnitt mit DIAC und TRIAC....................... 721 9.6.4 Kühlung für Thyristoren und TRIACs........................ 723 9.6.5 Thermische Ersatzschaltung.............................. 727 10 Drehstrom, Wechselstrom und VDE-Vorschriften..................... 731 10.1 Drehstrom............................................ 734 10.1.1 Sternschaltung bei symmetrischer Belastung................ 735 10.1.2 Sternschaltung mit angeschlossenem Nullleiter.............. 739 10.1.3 Unsymmetrische Belastungen in einer Sternschaltung........ 742 10.1.4 Dreieckschaltung mit verschiedenen Belastungen............ 748 10.1.5 Stern-Dreieck-Schaltung................................. 754 10.1.6 Drehstromleistung...................................... 756 10.2 Schutzmaßnahmen..................................... 763 10.2.1 Stromschlag........................................... 764 10.2.2 Fehlerstromkreis....................................... 767 10.2.3 Leitungsschutz-Sicherungen.............................. 773 10.3 Verteilungssysteme..................................... 774 10.3.1 TN-Verteilungssystem................................... 775 10.3.2 Erdung und Schutzleiter nach DIN VDE 0100 Teil 540......... 777 10.3.3 TT-Netz............................................. 781 10.3.4 Schutz durch Fehlerstrom-Schutzschalter (RCD).............. 786

Inhalt 17 11 Analoge Schaltungstechnik mit Operationsverstärkern............... 790 11.1 Analoge Verstärkerfamilien............................... 791 11.1.1 Vergleich zwischen diskreten, hybriden und integrierten. Verstärkerschaltungen.................................. 792 11.1.2 Technologien für Verstärker.............................. 794 11.1.3 Interner Schaltungsaufbau von Operationsverstärkern........ 797 11.1.4 Betriebsarten eines Operationsverstärkers.................. 799 11.1.5 Übertragungscharakteristik bei Operationsverstärkern........ 801 11.1.6 Betriebsarten für eine Mit- und Gegenkopplung.............. 802 11.1.7 Invertierender Betrieb................................... 804 11.1.8 Nicht invertierender Betrieb.............................. 806 11.2 Lineare Schaltungsbeispiele.............................. 809 11.2.1 Addierer oder Summierer................................ 810 11.2.2 Addierer als NF-Mischpult................................ 812 11.2.3 Subtrahierer oder Differenzverstärker...................... 813 11.2.4 Integrator............................................. 815 11.2.5 Differenzierer.......................................... 820 11.3 Statische Schaltungen mit Operationsverstärkern............ 822 11.3.1 Operationsverstärker als Komparator...................... 822 11.3.2 Spannungsvergleicher im gesättigten Verstärkerbetrieb....... 824 11.3.3 Fenster-Komparator..................................... 826 11.3.4 Schmitt-Trigger......................................... 827 11.3.5 Schmitt-Trigger mit erweiterten Funktionen.................. 829 11.3.6 Schmitt-Trigger in nicht gesättigter Betriebsart............... 831 11.3.7 Zweipunktregler........................................ 833 11.3.8 Dreipunktregler........................................ 834 11.4 Netzgeräte mit Operationsverstärker....................... 835 11.4.1 Wahl der richtigen Spannungsreferenz..................... 835 11.4.2 Einfache Referenzspannungsquellen....................... 836 11.4.3 Konstantspannungsquellen.............................. 839 11.4.4 Einstellbares Netzgerät.................................. 842 11.4.5 Einstellbares Netzgerät mit gepuffertem Ausgang............ 846 11.4.6 Einstellbares Netzgerät mit Lgstransistor................... 847 11.4.7 Einfaches Netzgerät für negative Ausgangsspannung......... 849 11.4.8 Parallelstabilisierung mit Operationsverstärker.............. 850 11.4.9 Parallelstabilisierung für höhere Ausgangsströme............ 851 11.4.10 Konstantstromquelle mit Operationsverstärker............... 852 11.4.11 Konstantstromquelle mit Transistor........................ 853 11.5 Messtechnik mit Operationsverstärker...................... 855 11.5.1 Verstärker mit differentiellem Ausgang..................... 856 11.5.2 Differentieller Verstärker mit differentiellem Ausgang.......... 857 11.5.3 Instrumentenverstärker.................................. 857

18 Inhalt 11.5.4 Strom-Spannung- und Spannung-Strom-Wandler............. 859 11.5.5 Spannung- und Strommessung............................ 861 12 Signalgeneratoren, Oszillatoren und Zeitglieder..................... 864 12.1 Rechteckgeneratoren.................................... 865 12.1.1 Grundschaltung eines OP-Rechteckgenerators............... 865 12.1.2 Impulsgenerator........................................ 867 12.1.3 Einstellbarer Impulsgenerator............................. 869 12.1.4 Rechteckgenerator mit Feldeffekttransistor.................. 870 12.2 Monostabile Kippglieder................................. 871 12.3 Sinusgeneratoren....................................... 874 12.3.1 Sinusgenerator mit RC-Phasenschieber..................... 876 12.3.2 Sinusgenerator mit Wien-Robinson-Brücke.................. 879 12.3.3 Quarz-Oszillator........................................ 881 12.3.4 Sinusgenerator mit LC-Glied.............................. 887 12.4 Dreieck- und Sägezahngeneratoren........................ 890 12.4.1 Dreieck-Rechteck-Generator.............................. 890 12.4.2 Sägezahngenerator..................................... 891 12.5 Funktionsgeneratoren................................... 892 12.6 Schaltungen mit dem Zeitgeberbaustein 555................ 896 12.6.1 Innenleben und Anschlussschema......................... 897 12.6.2 Rechteckgenerator mit dem Baustein 555................... 899 12.6.3 Monoflop mit dem Baustein 555.......................... 901 12.6.4 Nachtriggerbares Monoflop mit dem Baustein 555............ 902 12.6.5 Schmitt-Trigger mit dem Baustein 555...................... 903 12.6.6 Symmetrisches Tastverhältnis für den Baustein 555........... 904 12.6.7 Einstellbarer Rechteckgenerator........................... 907 12.6.8 Rechteckgenerator mit einstellbarem Tastverhältnis........... 908 13 Aktive Filterschaltungen........................................ 910 13.1 Filterklassen........................................... 910 13.1.1 Vergleich zwischen den passiven Filtergrundschaltungen...... 911 13.1.2 Passiver Hoch- und Tiefpass 1. Ordnung.................... 913 13.1.3 RC-Filter nach Gauß..................................... 915 13.1.4 Filter nach Gauß, Bessel, Butterworth, Cauer und Tschebyscheff 918 13.1.5 Amplitudengang von Filtern............................... 920 13.2 Aktive Tief- und Hochpassfilter............................ 922 13.2.1 Aktiver Tiefpass 1. Ordnung............................... 922 13.2.2 Aktiver Hochpass 1. Ordnung............................. 925 13.2.3 Aktives Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Zweifachgegenkopplung.. 926 13.2.4 Aktives Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Einfachmitkopplung...... 929 13.2.5 Aktives Hochpassfilter 2. Ordnung......................... 930

Inhalt 19 13.2.6 Umwandlung von Tiefpass- in Hochpassfilter................ 932 13.3 Aktive Bandpass- und Bandsperrfilter...................... 934 13.3.1 Selektiver Verstärker mit Schwingkreis...................... 934 13.3.2 Selektives Filter 2. Ordnung in Gegenkopplung............... 935 13.3.3 Selektives Filter 2. Ordnung in Mitkopplung................. 936 13.3.4 Aktive Bandsperre mit T-Filter............................. 937 13.3.5 Bandsperre mit T-Filter................................... 938 13.4 Einstellbare Filter....................................... 939 13.4.1 Einstellbares Tiefpassfilter................................ 939 13.4.2 Einstellbares Hochpassfilter.............................. 940 13.4.3 NF-Vorverstärker mit Klangnetzwerk........................ 942 13.4.4 Einstellbares Bandsperrfilter.............................. 944 13.5 Allpassfilter............................................ 946 13.5.1 Allpassfilter 1. Ordnung.................................. 946 13.5.2 Allpassfilter 2. Ordnung.................................. 948 13.6 Aktives Tiefpassfilter höherer Ordnung...................... 949 13.6.1 Berechnungsbeispiele für aktive Tiefpassfilter............... 949 13.6.2 Aktives Tiefpassfilter 3. Ordnung.......................... 952 13.6.3 Aktives Tiefpassfilter 4. Ordnung.......................... 954 13.6.4 Aktive Tiefpassfilter bis zur 10. Ordnung.................... 955 13.7 Kontinuierliche Filterschaltungen.......................... 957 13.7.1 Ein-Verstärkerfilter nach Sallen-Key........................ 958 13.7.2 Multiverstärkerfilter..................................... 960 13.7.3 Universalfilter (state variable-filter)........................ 962 14 Grundfunktionen der TTL-Schaltungstechnik........................ 964 14.1 Arbeiten mit der TTL-Bibliothek........................... 967 14.1.1 Untersuchung des NAND-Gatters 7400..................... 967 14.1.2 Untersuchung des NAND-Gatters 7403N.................... 975 14.1.3 Untersuchung des AND-Gatters 7408...................... 977 14.1.4 Untersuchung des ODER-Gatters 7432..................... 978 14.1.5 Untersuchung des NICHT-Gatters 7404..................... 980 14.1.6 Untersuchung des Exklusiv-ODER-Gatters 7486.............. 981 14.1.7 Untersuchung des Inklusiv-ODER-Gatters................... 983 14.2 Beispiele zur Booleschen Algebra......................... 984 14.2.1 Verknüpfung von Eingangsvariablen....................... 984 14.2.2 Inhibition und Implikation............................... 987 14.2.3 Aufbau einer Antivalenz- bzw. Exklusiv-ODER-Funktion....... 988 14.2.4 Aufbau einer Äquivalenz- bzw. Inklusiv-ODER-Funktion........ 988 14.2.5 UND/ODER/NICHT-Gatter................................ 989 14.2.6 Digitaler Komparator.................................... 992 14.2.7 Größer-Gleich-Kleiner-Vergleicher......................... 994

20 Inhalt 14.2.8 Halbaddierer.......................................... 996 14.2.9 Halbsubtrahierer....................................... 997 14.2.10 Volladdierer........................................... 998 14.2.11 Elektronische Weiche.................................. 1001 14.2.12 Digitaler Polumschalter................................. 1002 14.2.13 Digitaler Drehschalter.................................. 1002 14.3 Codierer............................................. 1005 14.3.1 Dezimal- zu BCD-Codierer mit ODER-Gatter................. 1006 14.3.2 Dezimal- zu BCD-Codierer 74147......................... 1008 14.3.3 Dezimal-zu-Aiken-Codierer.............................. 1012 14.3.4 BCD-zu-Dezimal-Decoder 7442.......................... 1014 14.4 Anzeigeeinheiten mit Decoder........................... 1017 14.4.1 7-Segment-Anzeige ohne und mit 7-Segment-Decoder....... 1018 14.4.2 Pegel- und Signalauswertung mit 7-Segment-Anzeige........ 1024 14.4.3 Dezimal- zu-gray-codierer.............................. 1026 14.5 Schaltkreise in TTL-Technik.............................. 1026 14.5.1 BCD- zu-dezimal-decoder/anzeigentreiber 7445. (o.c., 30 V, 80 ma)....................................... 1027 14.5.2 BCD- zu-7-segment-decoder/anzeigentreiber 7446. (o.c., 30 V)............................................ 1029 14.5.3 Drei-Bit-Binärdecoder/Demultiplexer (3 zu 8) 74138......... 1030 14.5.4 Zwei 2-Bit-Binärdecoder/Demultiplexer 74139............. 1033 14.5.5 BCD-zu-Dezimal-Decoder/Anzeigentreiber 74145........... 1036 14.5.6 Binärer 8- zu-3-prioritätscodierer 74148................... 1038 14.5.7 Zwei 2-Bit-Binärdecoder/Demultiplexer 74155............. 1040 14.6 Speicherschaltungen und spezielle Schaltfunktionen........ 1042 14.6.1 Bistabile Kippschaltungen bzw. Flipflops.................. 1044 14.6.2 NAND- und NOR-Flipflop................................ 1045 14.6.3 NAND- und NOR-Speicherflipflop......................... 1046 14.6.4 D-Flipflop............................................ 1049 14.6.5 JK-Flipflop............................................ 1050 14.6.6 Master-Slave-Flipflop.................................. 1055 14.6.7 JK-Master-Slave-Flipflop 7472........................... 1057 14.6.8 D-Flipflop mit Preset und Clear........................... 1061 14.6.9 Untersuchung und Anwendungen des TTL-Bausteins 7475. (Latch-Funktion)...................................... 1064 14.6.10 Untersuchung und Anwendungen des TTL-Bausteins 74116. (Latch-Funktion)...................................... 1065 14.6.11 Untersuchung und Anwendungen des TTL-Bausteins 74279. (Latch-Funktion)...................................... 1067 14.6.12 Untersuchung und Anwendungen des TTL-Bausteins 74373. (Latch-Funktion)...................................... 1070

Inhalt 21 15 Grundfunktionen der CMOS-Schaltungstechnik.................... 1072 15.1 Kenndaten über die CMOS-Technik....................... 1073 15.1.1 Invertierender CMOS-Buffer 4049........................ 1079 15.1.2 Nicht invertierender CMOS-Buffer 4050................... 1084 15.1.3 Nicht invertierender und invertierender CMOS-Buffer 4041..... 1086 15.1.4 CMOS-NAND-Gatter 4011............................... 1087 15.1.5 CMOS-NOR-Gatter 4001................................ 1088 15.1.6 Elektronische Schalter mit mechanischer Auslösung......... 1093 15.1.7 NOR- und NAND-Flipflops............................... 1094 15.1.8 Sensorenschaltung mit CMOS-Bausteinen................. 1097 15.2 Digitaler Analogschalter................................ 1099 15.2.1 Bilateraler Schalter (Analogschalter)...................... 1100 15.2.2 Arbeitsweise von Analogschaltern........................ 1102 15.2.3 Analoge Frequenzweiche............................... 1103 15.2.4 Programmierbare Eingangsstufen........................ 1104 15.3 Komplexe CMOS-Schaltkreise........................... 1105 15.3.1 BCD-zu-Dezimal-Decoder 4028.......................... 1106 15.3.2 8- zu-3-prioritätscodierer 4532.......................... 1108 15.3.3 4-Bit-Volladdierer..................................... 1110 15.3.4 Sechsfach-Buffer/Logikpegel-Konverter................... 1111 15.3.5 CMOS-Zähler 4017 (Dekadenzähler/Teiler)................. 1111 15.3.6 CMOS-Zähler 4024 (7-stufiger Binärzähler)................ 1115 15.3.7 CMOS-Zähler 4040 (12-stufiger Binärzähler)............... 1116 15.3.8 CMOS-Zähler 4510 (programmierbarer BCD-Zähler).......... 1117 15.3.9 CMOS-Zähler 4516 (programmierbarer 4-Bit-Binärzähler)..... 1118 15.3.10 CMOS-Zähler 4518 (synchroner BCD-Zähler)............... 1119 15.3.11 CMOS-Zähler 4018 (Zähler/Teiler)........................ 1120 15.3.12 CMOS-Zähler 4020 (14-stufiger Binärzähler/Teiler).......... 1121 15.3.13 CMOS-Zähler 4029 (voreinstellbarer Vor-/Rückwärtszähler)..... 1122 15.4 Schieberegister....................................... 1126 15.4.1 Schieberegister mit seriellem Ein- und Ausgang............. 1127 15.4.2 4-Bit-Schieberegister mit seriellem Ein- und Ausgang........ 1129 15.4.3 Schieberegister mit seriellem Eingang und parallelem. Ausgang............................................. 1131 15.4.4 Schieberegister mit parallelem Eingang und seriellem. Ausgang............................................. 1133 15.4.5 Schieberegister mit parallelem Ein- und Ausgang........... 1134 15.4.6 Schieberegister als Ringzähler nach dem Libaw-Craig-Code.... 1134 15.4.7 8-Stufen-Schieberegister 4014 mit Paralleleingang und. Serienausgang....................................... 1137 15.4.8 Statisches CMOS-Schieberegister 4015................... 1139 15.4.9 8-Stufen-Schieberegister 4021........................... 1141

22 Inhalt 15.4.10 Universalschieberegister 4035........................... 1143 15.4.11 Vierphasen-Taktgenerator............................... 1146 16 Praktische Schaltungstechnik mit TTL- und CMOS-Bausteinen........ 1147 16.1 Monostabile Kippschaltung oder Monoflop................ 1147 16.1.1 Monoflops mit NAND- und NOR-Gattern................... 1148 16.1.2 Einfache Monoflops mit NAND- und NOR-Gattern............ 1152 16.1.3 Integriertes Monoflop 74121............................ 1155 16.1.4 Integriertes retriggerbares Monoflop 74123................ 1157 16.1.5 Monoflops für extrem kurze Verzögerungszeiten............ 1158 16.1.6 Verzögerungen von Impulsflanken durch ein Monoflop....... 1160 16.1.7 Impulsverzögerungen durch zwei Monoflops............... 1162 16.1.8 Sequentielle Laufzeitschaltung.......................... 1164 16.2 Rechteckgeneratoren.................................. 1165 16.2.1 Grundschaltungen eines Rechteckgenerators............... 1166 16.2.2 Rechteckgenerator mit Start-Stopp-Eingang................ 1168 16.2.3 Rechteckgenerator mit Monoflop......................... 1169 16.2.4 Rechteckgenerator mit Schmitt-Trigger..................... 1172 16.2.5 Rechteckgenerator mit simulierten CMOS-NICHT-Gattern..... 1174 16.2.6 Quarzstabilisierter Rechteckgenerator..................... 1176 16.3 Frequenzteiler und Zähler............................... 1179 16.3.1 Codes von Zählern.................................... 1181 16.3.2 Frequenzteiler 1:2..................................... 1182 16.3.3 Frequenzteiler 1:4..................................... 1183 16.3.4 Frequenzteiler 1:8..................................... 1186 16.3.5 Frequenzteiler 1:16.................................... 1187 16.3.6 Vor- und Rückwärtszähler............................... 1189 16.3.7 Teiler mit negativ-flankengetriggerten JK-Flipflops........... 1190 16.3.8 Frequenzteiler 1:3..................................... 1191 16.3.9 Frequenzteiler 1:5..................................... 1192 16.3.10 Frequenzteiler 1:6..................................... 1194 16.3.11 Frequenzteiler 1:10.................................... 1195 16.3.12 Dezimalzähler 7490 und 74290.......................... 1197 16.3.13 Modulo-100-Zähler mit zweistelliger Anzeige............... 1202 16.3.14 Modulo-60-Zähler mit zweistelliger Anzeige................ 1203 16.3.15 Modulo-24-Zähler mit zweistelliger Anzeige................ 1204 16.3.16 Modulo-12-Zähler mit zweistelliger Anzeige................ 1205 16.4 Schaltungstechnik mit DA- und AD-Wandler................ 1206 16.4.1 Vierstufiger Sinusgenerator............................. 1209 16.4.2 Treppenstufengenerator................................ 1211 16.4.3 Integrierte D/A-Wandler................................ 1215 16.4.4 AD-Wandler nach dem Zählverfahren...................... 1216 16.4.5 A/D-Wandler mit Nachlaufsteuerung...................... 1219