Puffer (Diode)
Aussehen des Puffers
Von oben betrachtet fällt das gelbe Puffer-Schaltzeichen direkt ins Auge. Durch den schwarzen Hintergrund ist der Puffer bereits aus der Distanz erkennbar.
An den Seiten befinden sich jeweils ein Ein- und Ausgang. Dabei ist der Eingang mit dem Wort „IN“ und orangenen Pins am Block und der Ausgang mit dem Wort „OUT“ und roten Pins am Block gekennzeichnet.
Auch von unten lassen sich die Ein- und Ausgänge an den farblichen Pins erkennen. So zeigen die orangenen Pins den Eingang und die roten Pins den Ausgang an.
Funktionalität des Puffers
Der Puffer kann Signale unverändert weiterleiten. Dabei fließen Signale stets in nur eine Richtung, vom Eingang zum Ausgang. Sollte beispielsweise ein High-Signal am Eingang ankommen, wird dies am Ausgang auch als High-Signal weitergegeben. Dadurch eignet sich der Puffer als Eingang und Ausgang für Schaltungen oder selbstgebaute AND-Gatter und OR-Gatter. Der Puffer wird auch dazu verwendet um verschiedene Netzwerktypen (OR-Verbindung, AND-Verbindung) miteinander zu verbinden. Als Experte wirst du lernen, wie das auch mit den E/A Netzwerken funktionieren wird.
Beispiele zur Funktionalität
1. Hier sehen wir zwei AND-Gatter mit jeweils zwei Eingängen. Die Ausgänge der AND-Gatter werden in die zwei Eingänge des OR-Gatters eingespeist.
2. Nun sind die zwei Eingänge des linken AND-Gatters mithilfe der Inverter High geschaltet. Das AND-Gatter gibt deshalb ein High-Signal aus, weil alle Eingänge des linken AND-Gatters High sind. Das rechte AND-Gatter gibt ein Low Signal aus, da kein High-Signal an den Eingängen anliegt. Das OR-Gatter gibt nun ein High Signal aus, da mindestens eins der Eingänge High ist.
1. In dem Beispiel haben wir die Gatter getauscht. Hier sehen wir nun zwei OR-Gatter mit jeweils zwei Eingängen. Die Ausgänge der OR-Gatter werden in die zwei Eingänge des AND-Gatters eingespeist.
2. Die zwei Eingänge des linken OR-Gatters sind nun High geschaltet. Dadurch gibt das linke OR-Gatter ein High-Signal aus, welches in das linke Eingang des AND-Gatters eingeht. Das rechte OR-Gatter gibt kein High-Signal aus, da nicht mindestens eins der Eingänge des OR-Gatters High ist. Das AND-Gatter gibt noch ein Low-Signal aus, da noch das High-Signal des rechten OR-Gatters fehlt.
3. Nun gibt auch das rechte OR-Gatter ein High Signal aus, da mindestens eins der Eingänge High geschaltet ist. Dadurch gibt das AND-Gatter nun ein High Signal aus, da alle Eingänge des AND-Gatters High sind.
1. Dieses Beispiel verdeutlicht die Signalrichtung des Puffers bei Verwendung einer OR-Verbindung. Durch die Weiterleitung des High-Signals des linken Puffers wird das Low-Signal auf der rechten Seite blockiert, da der Puffer nur dann ein Signal weiterleitet wenn das Signal vom Eingang in den Ausgang des Puffers fließt.
Mit dem Puffer kannst du die selbst gebauten OR-Gatter aus OR-Verbindungsblöcken kompakter und übersichtlicher bauen. Wie es kompakt aussehen könnte:
Es geht sogar noch kompakter.
Man kann das Ganze sogar noch kompakter bauen, indem man die Gatter dreidimensional baut.
So würde zum Beispiel ein OR-Gatter mit 9 Eingängen und einem Ausgang aussehen.
So würde das OR-Gatter aussehen, wenn man die Inverter an den Puffern anschließt und somit High-Signal in das OR-Gatter einspeist. Bei dem Beispiel Gatter wären somit 5 Eingänge High und 4 Eingänge Low, was bedeutet, dass das Ausgangssignal High ist.
