Rückkopplung: Schaltungen mit Gedächtnis

Eine Schaltung, die sich etwas merkt

Die Kettensäge bekommt einen Not-Aus-Knopf k. Wird er auch nur kurz gedrückt, darf die Betriebsleuchte nie wieder leuchten – auch nicht, wenn man k wieder loslässt. Bisher hängt jeder Ausgang nur davon ab, was jetzt an den Eingängen anliegt. Hier muss sich die Schaltung etwas merken.

Der Trick: Man führt einen Ausgang zurück an einen Eingang – eine Rückkopplung.

0t≥1x
ODER-Gatter mit Rückkopplung
Ausprobieren

Ausprobieren: Drücke den Taster t (gedrückt halten = 1, loslassen = 0). Was passiert mit x? Wie bekommst du x wieder aus?

Multiple Choice

Aufgabe 1: Was beobachtest du?

Rückkopplung als Speicher

Wird ein Ausgang an einen Eingang derselben Schaltung zurückgeführt, kann die Schaltung einen Zustand halten: Sie speichert ein Bit. So eine Speicherschaltung heißt Flipflop.

Das RS-Flipflop aus zwei NOR-Gattern hat zwei Taster: S (set) setzt den Speicher Q auf 1, R (reset) setzt ihn auf 0. Sind beide 0, behält Q seinen Wert.

0S0R≥1≥1Q
RS-Flipflop aus zwei NOR-Gattern
Ausprobieren

Ausprobieren: Setze und lösche das Flipflop mit S und R. Beobachte die Leitungen.

Zuordnen

Aufgabe 2: Was gilt beim RS-Flipflop?

S = 0, R = 0
S = 0, R = 1
S = 1, R = 0
Schaltung bauen

Aufgabe 3: Baue einen Speicher mit Löschtaste: Taster t schaltet x ein, x bleibt an, bis der Taster r gedrückt wird. Danach bleibt x aus, bis wieder t gedrückt wird.

Freitext

Aufgabe 4: Erläutere, wie die Rückkopplung in deiner Schaltung aus Aufgabe 3 das Bit speichert.

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✏️ Übungen zu diesem Kapitel

1 freiwillige Aufgabe zum Üben und Weiterdenken.

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