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Logikgatter

  
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Logikgatter

Logikgatter sind die essentiellen Grundbausteine digitaler Aufbauten. Während eine sehr einfach analoge Schaltung, ein Lichtschalter, welcher einen Stromkreis schließt und eine Lampe zum leuchten bringt, sein kann, geht es in der Digitaltechnik oft darum mehrere Informationen die über Digitale Eingänge und Ausgänge verarbeitet werden, auszuwerten. Zur einfachen Verdeutlichung kann man eine Alarmanlage aufführen. Digitale Ausgänge sind mit einem Glasbruch-Sensor am Fenster, einem Bewegungsmelder im Raum und einem Bewegungsmelder außerhalb des zu überwachenden Raumes verbunden. Die Sicherheitsfirma möchte nicht, dass wenn nur ein Sensor bzw. Bewegungsmelder ausgelöst wird, das Alarmsignal auslösen, sondern erst wenn 2 und oder 3 Signale auslösen, um Fehlalarm zu vermeiden. Diese Anforderung wird nun mit Logikgattern erfüllt. Logikgatter haben einen bis mehrere Eingänge. Bei den Bausteinen mit mehreren Eingängen werden entsprechende Werte miteinander verglichen. Was auf der Sekundärseite des Logikgatterbausteins letztendlich herauskommt, hat nicht nur mit den Eingangswerten zu tun, sondern steht auch in direktem Zusammenhang mit den eigentlichen Funktionsweise des Bausteines. Jedes Gatter hat eine so genannte Wahrheitstabelle - sie legt fest, was aus welchen Primärseitigen Eingaben resultiert. Beim Und-Gatter (englisch "AND" getauft"), in diesem Fall mit 2 Eingängen, die wir X1 und X2 und einen Ausgang den wir Y nennen. Es gibt vier mögliche Eingangskombinationen: Wenn beide Eingänge auf dem Wert "0" stehen, ist die Ergebniszeile auch auf "0". Die zweite und dritte Kombinationsmöglichkeit sind in dem Fall ähnlich zueinander, wenn einer der beiden Schalter auf "1" steht und der andere auf "0", ist der Y-Wert auch auf "0". Nur bei den Eingangswerten, dass beide Eingänge den Wert "1" liefern, ist es möglich, dass der Ausgabewert "1" ist. Es gibt noch einige weitere Logikgatter, die sich halt von ihrer Wahrheitstabelle und der Anzahl der Eingänge, von diesem Beispiel, unterscheiden: Das Oder-Gatter (engl. OR), das XOR-Gatter, das Nicht-Gatter (engl. NOT), das NAND-Gatter, das NOR-Gatter und das XNOR-Gatter. Aus diesen wenigen Bauteilen kann man theoretisch jede Eingabe-Verarbeitungs-Ausgabe-Anforderung umsetzen. Es ist sogar möglich mit NAND- oder NOR-Gattern die Verschaltung aller anderen Logik-Gatter nachzubilden. Der Vorteil in diesen Systemen ist die Eindeutigkeit durch die diskrete Informationsverarbeitung und eine einfachere Testbarkeit gegenüber analogen Schaltungen.


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