Digitale Schaltungstechnik/ Zeitverzögerung

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RC-Glied erster Ordnung[Bearbeiten]

In der Elektronik nimmt man für Zeitabhängigkeiten gerne Widerstand und Kondensator. Für eine Verzögerung ist das nicht anders: Delay with RC.svg
Die Idee ist einfach: Das Laden (und auch das Entladen) des Kondensators braucht Zeit. Diesen Effekt wollen wir uns nun zu Nutze machen.
Sehen wir uns das Impulsdiagramm an: Rc delay.png
Natürlich gefallen unserer Digitaltechnik solche runden Flanken nicht.
Um dieses Problem zu lösen, können wir einen Schmitt-Trigger oder einen Komparator verwenden: Digital Delay with RC.svg
Der Buffer am Eingang dient dazu, die sonstige Logik zu entlasten.
Auch hier interessiert uns wieder das Impulsdiagramm: Rc delay Schmitt-Trigger.png
Wie wir sehen, haben wir nun die gewünschte Verzögerung erreicht.
Die Schaltung hat natürlich nicht nur Vorteile:
Kurze Pulse werden beispielsweise verschluckt: RC Delay Short Input Pulse.png
Das kann aber auch ein Vorteil sein (Stichwort Entprellung von (mechanischen) Schaltern)
Ein- und Ausschaltverzögerung sind nicht unbedingt Symmetrisch, das heisst, dass Einschalten kann schneller gehen als das Ausschalten oder umgekehrt.

RC Delay Circuit.png

RC-Glied höherer Ordnung[Bearbeiten]

Damit kurze Impulse nicht mehr verschluckt werden, gibt es mehrere Lösungen. Einfach aber nicht elegant ist die Verwendung von RC-Gliedern höherer Ordnung:

RC-RC-RC-RC Delay Circuit.png RC-RC-RC-RC Delay.png RC-RC-RC-RC Delay Short Input Pulse.png

Man sieht schnell: Der Aufwand steigt extrem an.

mehrere einfache Verzögerungen[Bearbeiten]

Eine ähnliche Möglichkeit ist es, einfach mehrere der simplen Einschaltverzögerungen hintereinander zu schalten:

Der Aufwand steigt auch hier extrem an, auch wenn die Schaltung ein Stückweit modularer ist.

lange Leitung[Bearbeiten]

Eine sehr spezielle Lösung ist es, einfach eine (sehr) Lange Leitung zu verwenden. Der elektrische Impuls breitet sich auf einem Kabel mit 2/3 Lichtgeschwindigkeit aus, also mit 200'000km/s.