Grundlagen

In der Schwachstromelektronik werden heute die beiden Bereiche Analog-Technik und Digital-Technik unterschieden.

Ein einfaches Beispiel für diese beiden Begriffe stellt ein gewöhnlicher Spannungsmesser dar. Wenn man das Messgerät wie in Abb. 1 an eine regelbare Spannungsquelle anschließt, so vergrößert sich der Zeigerausschlag mit zunehmender Spannung. Dabei wird einem bestimmten Spannungswert genau eine Zeigerstellung zugeordnet. Dieser gleichmäßige Anstieg oder Abfall des Zeigers wird analoges Verhalten genannt.

Dabei ist jeder Zwischenwert der Spannung innerhalb des Messbereiches des Spannungsgerätes möglich. Der Ausschlag des Messgerätes entspricht dabei der angelegten Spannung, oder anders ausgedrückt: die angelegte Spannung ist analog zum Zeigerausschlag.

Abb. 2 zeigt ein typisches Diagramm für analoges Verhalten. Hier ist der Zeigerausschlag des Messgerätes in Abhängigkeit der Zeit t dargestellt. Es ist deutlich zu sehen, dass jeder beliebige Zwischenwert des Ausschlags eingestellt werden kann.

Bei der Digital-Technik dagegen wird die Information, die bei der Analog-Technik durch den Kurvenverlauf gegeben ist (Zeigerausschlag), durch das Ablesen auf der Skala bestimmt. Man ordnet eben jedem Zeigerstand einen bestimmten Spannungswert zu. Das ist bei fast allen Messgeräten durch die Skala von vornherein schon gegeben. Indem man nun die Skalenstriche abzählt, setzt man das analoge Signal (Ausschlag des Zeigers) in ein digitales Signal (Anzahl der Striche) um.

Dabei hat die Digital-Technik gegenüber der Analog-Technik einen großen Vorteil. Während bei analogen Schaltungen der Spannungsbereich meist genau stimmen muss, braucht man in digitalen Schaltungen nur den richtigen Spannungsbereich einzuhalten. Dies bringt eine erhöhte Stabilität der digitalen Schaltungen mit sich.

Die beiden Spannungsbereiche, die in der Digital-Technik verwendet werden, heißen L-Bereich (von engl.: low = niedrig) und H-Bereich (von engl.: high = hoch). Hier werden für die Beispiele eine Versorgungsspannung U_v = 5V und die beiden Spannungsbereiche mit 0V bis +0,5V für L (low) und +2,5V bis +5V für H (high) festgelegt, da diese Spannungsbereiche außerdem gerade für TTL-Schaltungen (TTL = Transistor-Transistor-Logik) oft benötigt werden.

In der mathematischen Beschreibung von digitalen Schaltungen wird der L-Bereich mit 0 und der H-Bereich mit 1 beschrieben. Dies ist unter anderem für Wahrheitstabellen und KV-Tafeln, die in anderen Kapiteln zur Anwendung kommen, sehr von Vorteil.