Tricky Circuit

Das Gatter bemerkt Uneinigkeit

Unterschiede mit XOR finden

XOR bedeutet Exclusive OR, exklusives ODER: Bei verschiedenen Eingängen ist der Ausgang 1. Ein Bit ist eine binäre Ziffer 0 oder 1 für einen niedrigen oder hohen Logikzustand.

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EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

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Warum es funktioniert

Ideale binäre Logik: 0 bedeutet niedrig und 1 hoch, keine gemessene Spannung. Versorgung, Strom, Ausgangslast und Verzögerung fehlen; die Zeichnungen zeigen Funktionen, keine Chipanschlüsse.

A und B sind Eingänge, Y der Ausgang. ⊕ bedeutet XOR. Verschiedene Eingänge ergeben Y = 1, gleiche Y = 0. Eine Wahrheitstabelle nennt das Ergebnis jeder Kombination.

Schwierigkeit

  1. Aufbauen · Aufbauen

    Schalte mit A = 1 und B = 0 ein. Erzeuge Y = 1.

    Brauchst du einen Tipp?

    A = 1; B = 0 → Y = 1

  2. Erforschen · Eingänge ändern

    Stelle A = 1 und B = 1 ein. Erzeuge Y = 0 trotz beider hoher Eingänge.

    Brauchst du einen Tipp?

    A = 1; B = 1 → Y = 0

  3. Selbst lösen · Aufgabe lösen

    Stelle A = 0 und B = 0 ein. Bestätige Y = 0.

    Brauchst du einen Tipp?

    A = 0; B = 0 → Y = 0

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte

Unterschiede mit XOR finden

Stell dir die Prüfung zweier Schalter auf Übereinstimmung vor. XOR macht aus ihren Zuständen eine Meldung über den Unterschied.

Y = A ⊕ B

Es gibt vier Kombinationen. Prüfe alle, um die ganze Regel statt nur einen leuchtenden Ausgang zu erkennen.

Ein nützliches Muster

Eine Eingangsänderung kehrt den Ausgang um. Beide Eingänge zu ändern erhält den Ausgang.

Außerhalb des Modells

XOR bildet das Summenbit eines Addierers und verbindet Bits für eine Paritätsprüfung: Eine Regel hilft beim Rechnen und Fehlererkennen.

Eine typische Falle vermeiden

XOR ist kein gewöhnliches ODER: Zwei Eingänge 1 ergeben 0. Es merkt sich nicht, welcher zuerst wechselte.

Nur A wechselt, B bleibt fest. Y…

  1. wechselt immer
  2. bleibt immer gleich
  3. muss 1 werden
Weiterlesen

Eine Änderung macht gleiche Eingänge verschieden oder verschiedene gleich.

Aufbauen

Stelle A = 1, B = 0 ein und schalte ein. Der Unterschied ergibt Y = 1.

Y = 1

Eingänge ändern

Stelle A = 1, B = 1 ein und schalte ein. Gleichheit ergibt Y = 0.

Y = 0

Einen anderen Weg probieren

Halte B fest und ändere A zweimal. Der Ausgang kehrt zurück. Ändere danach beide Eingänge einmal.

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