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meist zu ungenau. Zeitgenaue Oszillatoren verwenden einen Quarz oder einen
anderen mechanischen Schwinger als frequenzbestimmendes Element. Abbil-
dung 4.53 a zeigt eine gebräuchliche Oszillatorschaltung mit einem Quarz. Der
Quarz verhält sich elektrisch wie ein Schwingkreis. Er bildet die Rückkopplung
des ersten Inverters, der hier als Verstärker arbeitet. Die beiden Kapazitäten
dienen zur Phasenverschiebung. Der zweite Inverter verbessert die Signalform.
Die relative Abweichung zwischen der Ist- und der Soll-Frequenz eines solchen
Oszillators liegt in der Größenordnung von 10
5
bis 10
4
. Das ist für den Takt
einer digitalen Schaltung ausreichend genau.
Oszillator-
schaltkreis
Quarz
T
digitalerSchaltkreis
Quarz
C
2
U
V
xtlin
C
1
C
2
C
1
xtlout
C
1
=C
2
≈
20pF
a)
b)
Abb. 4.53. Quarzstabilisierter Taktgenerator a) Schaltung b) Schaltkreis mit
Quarz- oder Oszillatoranschlüssen
Quarze und andere mechanische Schwinger gibt es als Einzelbauteile oder
komplett mit Beschaltung als Oszillatorschaltkreise. Hochintegrierte Schalt-
kreise, die einen frequenzstabilen Takt benötigen, haben meist die Inverter für
den Oszillator mit auf dem Chip, so dass extern nur noch der mechanische
Schwinger angeschlossen werden muss. Alternativ kann an dem Schaltkreis-
anschluss, der auf den Eingang des ersten Inverters führt, auch ein externes
Taktsignal von einem Oszillatorschaltkreis oder einer anderen Taktquelle ein-
gespeist werden (Abb. 4.53 b).
Taktnetze
Taktsignale müssen die Takteingänge von Hunderten oder Tausenden von an-
geschlossenen Speicherzellen treiben. Die große Anzahl von Lasten und der
geringe zulässige Taktversatz erfordern spezielle Treiber und spezielle Lei-
tungsführungen (Abb. 4.54). In programmierbaren Logikschaltkreisen gibt es
spezielle Taktverteilernetze. In der Spartan- und Virtex-Familie erfolgt die
Einspeisung von Taktsignalen in diese Netze mit BUFG-Treibern. Der Ent-
wurf der Taktnetze erfordert einen weit tieferen Einblick in das elektrische
Verhalten der Gatter und Leitungen als alle anderen Entwurfsaufgaben in der
Digitaltechnik zusammen.
Taktteiler
Takte mit einer geringeren Frequenz werden mit Taktteilern erzeugt. Ein Takt-
teiler ist ein autonomer Automat mit dem Ausgabetakt als Zustandssignal
