Pull-up Pull-down Widerstandsproblematik bei Gatter

[A. S. (algore87)]

Hallo zusammen,

ich studiere im 1. Semester Informatik und im Fach technische Grundlagen 
der Informatik behandeln wir digitale Schaltungen. Im Praktikum 
realisieren wir diese mit einem Digiboard. Zuletzt wurde ein RAM 
angesteuert und beschrieben. Die Adresse und die Datenleitungen werden 
über jeweils ein Codierschalter angesteuert. In der Beschreibung des 
Digiboards bin ich auf folgende Passage gestoßen (siehe Anhang).

Ist es problematisch ein digitaler Baustein, dessen Ausgänge per 
Pull-down Widerstand auf Masse gezogen werden, direkt mit einem Baustein 
dessen Eingänge per Pull-up Widerstand auf VCC gezogen werden zu 
verbinden, weil bei gleichen Pull-Widerständen ein Spannungsteiler 
entsteht und somit Ausgänge und Eingänge (hier VCC = 5 Volt) auf 2.5 
Volt liegen und dies ein undefinierter Zustand darstellt? Oder ist der 
somit ständig fließende Strom von VCC zur Masse problematisch?

Wieso verspricht ein Treiberbaustein dann Abhilfe? Der Treiberbaustein 
unterbricht ja die direkte Verbindung zwischen Ausgang des 1. Bausteins 
und Eingang des 2. Bausteins, solange man ihn nicht explizit 
durchsteuern lässt, d.h. somit fließt kein ständiger Strom. Das löst 
zwar die zweite Problematik, inwiefern wirkt sich das ganze auf die 1. 
aus?

Hoffe es ist verständlich was meine Frage ist.

Mit freundlichen Grüßen,
Al

[HildeK (Gast)]

A. S. schrieb:
> Ist es problematisch ein digitaler Baustein, dessen Ausgänge per
> Pull-down Widerstand auf Masse gezogen werden, direkt mit einem Baustein
> dessen Eingänge per Pull-up Widerstand auf VCC gezogen werden zu
> verbinden, weil bei gleichen Pull-Widerständen ein Spannungsteiler
> entsteht und somit Ausgänge und Eingänge (hier VCC = 5 Volt) auf 2.5
> Volt liegen und dies ein undefinierter Zustand darstellt?

Welche Bausteine haben am Ausgang einen Pulldown? Welchen Sinn soll der 
haben? Ausgang sind meistens als PushPull ausgeführt oder es sind 
OpenCollector- oder OpenDrain-Ausgänge. Im letzteren Fall hätten sie 
aber einen Pullup.
PushPull-Ausgänge müssen nur ein wenig mehr Strom treiben, wenn sie 
einen Pulldown sehen würden. Der Pegel wäre trotzdem ein ordentliches 
HIGH oder LOW.
Anders sieht das aus, wenn man Tri-State-Ausgänge hat. Dann wird in der 
Tat durch die beiden Widerstände ein unzulässiger Pegel erzeugt.

Der von dir gepostete Anhang ist für mich eh etwas wirr. Ein Bild, wie 
der Switch wirklich verschaltet ist, würde helfen.
Ich kenne keine Logikfamilie, die 1k-Pullups eingebaut hat. Es gibt zwar 
Bausteine (meist FPGAs), die im Resetzustand oder auch danach per 
Konfiguration einen Pullup oder manchmal auch einen Pulldown haben 
können, die sind aber fast immer deutlich über 10k, meist sogar eher bei 
100k.

A. S. schrieb:
> Wieso verspricht ein Treiberbaustein dann Abhilfe?

Weil die üblicherweise (wie eben fast alle Logikbausteine) am Eingang 
keinerlei Pullwiderstand haben.

A. S. schrieb:
> Oder ist der
> somit ständig fließende Strom von VCC zur Masse problematisch?

Nur, wenn du dir den Strom nicht leisten kannst (Batteriebetrieb z.B.).

[Easylife (Gast)]

A. S. schrieb:
> Oder ist der
> somit ständig fließende Strom von VCC zur Masse problematisch?

Nein.

Es ist so, wie du es beschreibst.

Codierschalter geschlossen -> Output des Schalters ist mit HIGH 
verbunden (niederohmig).
Codierschalter offen -> Output ist über 1K mit GND verbunden -> 
"hochohmig".

Wenn nun vor einem Gatter ein Pull-Up ähnlicher Größe sitzt, kann der 
Codierschalter keine eindeutige "0" mehr erzeugen, da sich dann die 
Spannung einstellt, die durch den Pullup am Gatter und dem 1K Pulldown 
des Schalters entsteht.

"Als Abhilfe wird empfohlen, ein zu- sätzliches Gatter als Treiber zwi- 
schen den Codierschalter und das betreffende Gatter zu schalten."

meint folgendes:

Nicht alle Gatter auf deinem Evalboard haben Pullups. Es gibt Gatter, 
die gar keinen haben, oder er ist wahlweise zuschaltbar.

z.B. (33)
"UND/NAND-Gatter mit drei Eingän-gen und zusätzlich zuschaltbaren 
Pull-up-Widerständen (über 2-mm- Verbindungsstecker)"

Du sollst dann eines dieser Gatter nehmen, um das Schaltersignal 
"aufzubereiten". z.B. ein AND, ein Eingang an deinen Schalter, die 
anderen Eingänge an HIGH, und den Ausgang dieses ANDs kannst du dann an 
das Gatter legen, das den festen Pullup vor dem Eingang hat.

[A. S. (algore87)]

Vielen Dank für die schnelle Antwort!