logische Verknüpfung mit Transistor und Diode (TTL, DTL)

[Dome (Gast)]

Hallo,

ich möchte mehrere Signale mittels einer einfachen Schaltung verknüpfen. 
Dazu benötige ich:
  3 UND-Gatter mit 3 Eingängen (2 negiert)
  2 ODER-Gatter mit 2 Eingängen

24V = log 1, 0V = log 0

Für die Schaltung habe ich mir 2 verschiedene Möglichkeiten überlegt, 
wovon ich allerdings nicht weiß, welche ich einsetze soll. Vllt könnt 
ihr mir kurz helfen.

Im Anhang auf den Schaltplänen befinden sich rot umrandet jeweils die 
beiden UND-Möglichkeiten und grün umrandet diejenigen für ODER.

Vielen Dank soweit.

[Stefan (Gast)]

Es wäre hilfreich gewesen, die Ein- und AUsgänge zu beschriften.

Die Rechte Schaltung (2) ist einfach zu verstehen.

- Wenn alle drei Eingänge bei T14 high sind, geht der Ausgang an R23 auf 
High.
- Wenn alle drei Eingänge bei T17 high sind, geht der Ausgang an R24 auf 
High.
- Wenn alle drei Eingänge bei T20 high sind, gehen beide Ausgänge auf 
High.

Die linke Schaltung (1) macht etwas ganz anderes.
- Wenn T1=high und T8 oder T9 =low ist, geht der Ausgang an T10/T11 auf 
High.
- Wenn T4=high und T5 oder T6 = low ist, geht der Ausgang an T12/T13 auf 
High.
- Wenn T7=high und T2 oder T3 = low ist, gehen beide Ausgänge auf High.

Unabhängig davon kann man auch Widerstände benutzen, um Verknüpfungen 
herzustellen. Ein Vorschlag, wie man die zweite Schaltung auf weniger 
Transistoren/Dioden reduzieren kann:

Nand-Gatter (Der Ausgang ist Low, wenn alle drei Eingänge High sind):

                          o +Vcc
                          |
                        |/<
e1 o-----[===]-----+----|
                   |    |\
e2 o-----[===]-----+      |
                   |      |
e3 o-----[===]-----+      +-----[===]----| GND
                          |
                          |
                          o
                          a

Nor Gatter (Der Ausgang ist Low, wenn wenigstens ein Eingang High ist):

        +Vcc o----[===]---+-----------o a
                          |
                        |/
e1 o-----[===]---+------|
                 |      |\>
e2 o-----[===]---+        |
                          |
                         GND

Und diese Grundschaltungen kombinierst Du folgendermaßen:

          ______
e1.1 o---|      |          ______
e1.2 o---| Nand |---------|      |
e1.3 o---|______|         | Nor  |------o a1
                    +-----|______|
          ______    |
e2.1 o---|      |   |      ______
e2.2 o---| Nand |---)-----|      |
e2.3 o---|______|   |     | Nor  |------o a2
                    +-----|______| 
          ______    | 
e3.1 o---|      |   | 
e3.2 o---| Nand |---+
e4.3 o---|______|

Mit Nand und Nor Gattern kann man Logikschaltungen oft eleganter 
(Bauteil-sparender) aufbauen, als mit And, Or und Not Gattern.

[Stefan (Gast)]

Ach misst, jetzt bin ich aber durcheinander geraten. Vergiss die Nor 
Gatter, du machst alles nur aus Nand Gattern - nur dann entspricht mein 
Vorschlag der 2. Schaltung.

[jrt (Gast)]

Wenn es noch immer um die Sensoren aus
Beitrag "logische Verknüpfung 24V-Signal"
geht, wird V1b nicht funktionieren.

T8/T5/T2 müssen parallel zu T9/T6/T3 und die Emitter auf GND geschaltet 
werden.
Wenn T11/T13 aktiv sind, wird an T10/T12 die üblicherweise zulässige Vbe 
überschritten (gilt auch andersrum) - Strom wird nur durch R11/R13 
limitiert. Diese sollten jedoch gegen Null gehen (Abhängig von der Last) 
-> Diode in die Emitterleitungen T10-T13. Dann kann man auch T13 
weglassen und die Diode an T12 klemmen.

V2b ist in dieser Hinsicht besser (Vbe-Durchbruch an allen Transistoren, 
Strom durch die Basiswiderstände limitiert).


Warum nimmst du nicht einfach zwei DG408 o.ä.? Die funktionieren auch 
mit 24V und du kannst damit deine Wahrheitstabelle direkt hardcodieren.

Sensor1:A0, Sensor2:A1, Sensor3:A2
Für D1(Bit0): EN, S2 und S5 auf Vcc, alle übrigen auf GND
Für D2(Bit1): EN, S3 und S5 auf Vcc, alle übrigen auf GND

[Dome (Gast)]

Vielen Dank für die hilfreichen Beiträge

 X0 | X1 | X2 || Y0 | Y1
-------------------------
  0 |  0 |  0 ||  0 |  0
  0 |  0 |  1 ||  0 |  0
  0 |  1 |  0 ||  0 |  0
  0 |  1 |  1 ||  1 |  0  --> !X1*X2*X3 (Zustand Q10)
  1 |  0 |  0 ||  0 |  0
  1 |  0 |  1 ||  0 |  1  --> X1*!X2*X3 (Zustand Q01)
  1 |  1 |  0 ||  1 |  1  --> X1*X2*!X3 (Zustand Q11)
  1 |  1 |  1 ||  0 |  0

Dies soll meine Wahrheitstabelle darstellen. Alle Zustände können 
auftreten. Der Einsatz von Multiplexern würde es natürlich schon 
vereinfachen. Mal sehen ob ich einige beziehen kann. Ansonsten muss ich 
eben doch auf die Transistorvariante zurückgreifen, wobei der Einsatz 
von PNPs ausscheidet, da das Eingangssignal nur monodirektionalen 
Stromfluss zulässt. Darüber hinaus war der erste SChaltplan oben auch 
falsch. Ich habe ihn berichtigt und mit Signalen versehen.

Für den Zustand Q10 müssen die Eigangsvariablen X1 und X2 ein positives 
Signal geben. Transistor T1 und T8 schalten dabei durch. Gibt X1 ein 
negatives Signal, so schaltet T9 ebenfalls durch und T11 (Oder-Gatter) 
wird auf GND gezogen, sodass dieser nicht schaltet. Gibt aber X1 ein 
positives Signal, so schaltet T9 nicht durch, dafür aber jetzt T11.

Die Transistoren T1 und T8 verhalten sich wie normale UND Eingänge, der 
Transistor T9 wie ein negierter Eingang. Soviel zumindest in meiner 
Theorie.

[Dome (Gast)]

Ergänzung: Schaltplan vergessen

[jrt (Gast)]

Stimmt die aktuelle Tabelle? Die ursprüngliche Fragestellung ließ eine 1 
für einen aktiven Sensor erwarten.

Was bedeutet "monodirektionaler Stromfluss"? Ist es nun die 0 oder die 
1, welche Z (oder geht was kaputt wenn das Ding sinken bzw. sourcen 
sollte) einnimmt?

Du solltest etwas mehr Details zu den Eingängen (Schalter, Logik...) und 
den an den Ausgängen hängenden Schaltkreisen (Vil, Vih,...) offenbaren.

[Dome (Gast)]

Ja, die aktuelle Tabelle stimmt. Ich bin auch von einer 1 bei aktiv 
ausgegangen, stellte sich jedoch ein invertierter Eingang heraus. Nein 
es geht nichts kaputt, es würde kein Strom fließen können. Bei den 
beiden Signalgebern handelt es sich um PNP-Sensoren, mit einer Diode im 
Signalausgang (siehe Anhang). Der Ausgang geht wiederum auf einen 
Steuerungseingang (siehe Anhang). Dazwischen soll eben nur eine kleine 
Logik zum Einsatz kommen.

Die Beiträge bisher haben mir schon sehr geholfen, speziell der Verweis 
auf den DG408. An Multiplexer oder BCD-Wandler hatte ich auch schon 
gedacht aber bisher nur bis 15V gefunden. Ich kenne mich leider bei 
solchen Spezial-ICs nicht sonderlich gut aus.

Besten Dank an dieser Stelle nochmal an jrt und Stefan.

[Dome (Gast)]

nochmal Ergänzung: Das zweite Foto trifft es nicht sehr prägnant, besser 
hier hier: (siehe Anhang, eigentlich nur Optokoppler-LED)

[jrt (Gast)]

Ich bin nach wie vor der Meinung, dass sich die Logik mit 
Analogschaltern universeller lösen läßt.
Wie dem auch sei - wenn schon diskret, dann würde ich die Schaltung im 
Anhang ausprobieren. Damit werden die weiter oben erwähnten Probleme 
vermieden und sogar ein Transistor gespart. :)

QE1-3 sind die Eingänge mit Tiefpass und Spannungsteiler/Pulldown 
(Schwelle ca. 7V). Wenn die Umgebungsbedingungen es erfordern, könnte 
man hier auch einen Komparator mit Hysterese wie den LM393 einsetzen.

Die Invertierung hat den Vorteil, dass sich die Einzelterme anschließend 
mit einem einzelnen NPN (QA1-QC1) bilden lassen.

QA2 bildet zusammen mit QC2 und RA4 ein Wired-OR für die Kombination 
A+C.

QA3 ist die Ausgangsstufe, wobei mit DA1/2 und RA6 eine einfache 
Strombegrenzung (ca. 50 mA) erreicht wird. Für einen Dauerkurzschluß bei 
höherem Strom muß aber ein Kühlkörper dran.