Triúir Shmidt: Cén tada é agus conas oibríonn sé?

Réimse: Bunús Eileacraíochta

China

Cén é an Schmitt Trigger?

Is amplifier a circuit comhdarála le histéiréis atá curtha i bhfeidhm trí churais fógraíochta dearfach a chur ar an ionchur neamhionann de chomhdháilí nó ampladóir dhifríochtmheasartha. Úsáideann an Schmitt Trigger dhá thairiscint idirghnéitheach éagsúil chun toradh a sheachaint ó ghréas sa tsínal ionchuir. An t-imirce seo ón dhuine dhá thairiscint aithnítear mar histéiréis.

Inventáladh an Schmitt Trigger ag an eolaí Meiriceánach Otto H Schmitt i 1934.

Tá aon tairiscint amháin i gcomhdháil gnách. Agus déanann sé comhdháil idir an tairiscint sin agus an tsínal ionchuir. Ach, má tá gréas sa tsínal ionchuir, is féidir go mbeadh tionchar aige ar an tsínal aschur. a schmitt trigger.png

Sa dhearglantas thuas, mar gheall ar an nggréas ag A agus B, trasnaíonn an tsínal ionchuir (V1) an leibhéal an tsínail réamhscoite (V2). Le linn an tréimhse seo, is í V1 níos ísle ná V2 agus an tsínal aschur íseal.

Mar sin, is féidir leis an ggréas sa tsínal ionchuir tionchar a bheith aige ar an tsínal aschur den comhdháilí. Níl cosaint ar an gcomhdháilí ón ggréas.

Tá an "trigger" sa ainm "Schmitt Trigger" mar gheall ar an téacs nach raibh athrú ar an tsínal aschur go dtí go mbeadh an tsínal ionchuir tar éis athrú go leor chun "trigger" a dhéanamh.

Cén chaoi a oibríonn an Schmitt Trigger?

Tugann an Schmitt trigger torthaí cothroimeach fiú más gréasaí an tsínal ionchuir. Úsáideann sé dhá thairiscint voltáil; ceann de na thairiscintí uachtaracha (VUT) agus an dara tairiscint ísle (VLT).

Fanann an tsínal aschur don Schmitt trigger íseal go dtí go trasnaíonn an tsínal ionchuir VUT. Nuair a trasnaíonn an tsínal ionchuir an teorainn VUT, fanann an tsínal aschur don Schmitt trigger ard go dtí go mbaineann an tsínal ionchuir leis an leibhéal VLT.

Roghnaímis an tSeans anseo chun tuiscint a fháil ar an gcaoi a n-oibríonn an Schmitt trigger. Déanaimis achoimre go bhfuil an tsínal ionchuir tosaigh a bhuaileadh a bhfuil a luach zero.

Eifeacht na n-éadach le Schmitt Trigger

Anseo, tá súgán agam gur níl an chéad seinn isteach ar bith ag tús agus go n-ardóidh sé de réir a chéile mar a léirítear sa dhuais uachtarach.

Fanann an seinn amach ón Schmitt trigger íseal go dtí an pointe A. Ag an pointe A, críonann an seinn isteach os cionn an limistéir threisheach (VUT) agus déanann sé seinn amach ard.

Fanann an seinn amach ard go dtí an pointe B. Ag an pointe B, críonann an seinn isteach faoi an treisheach íseal. Agus déanann sé seo an seinn amach íseal.

Agus arís, ag an pointe C, nuair a críonann an seinn isteach os cionn an treisheach ard, is ard an seinn amach.

Sa stádas seo, is féidir linn a fheiceáil gur éadach an seinn isteach. Ach ní dhéanann na néide éadaigh aon tionchar ar an seinn amach.

Cicruit Schmitt Trigger

Úsáideann an cicruit Schmitt trigger feedback dearfach. Mar sin, is eol don chicruit seo freisin mar chicruit comhparáid regeneraithe. Is féidir an cicruit Schmitt Trigger a dhearadh le cabhair ó Op-Amp agus Transistor. Agus is é a bhaint as:

Cicruit Schmitt trigger bunaithe ar Op-amp
Cicruit Schmitt trigger bunaithe ar Transistor

Cicruit Schmitt Trigger bunaithe ar Op-Amp

Is féidir an cicruit Schmitt trigger a dhearadh le cabhair ó Op-Amp in dhá modh. Má tá an seinn isteach ceangailte ag an bpuint inbhéartach den Op-Amp, is eol dó mar Inverting Schmitt Trigger. Agus má tá an seinn isteach ceangailte ag an bpuint neamhbhéartach den Op-Amp, is eol dó mar Non-inverting Schmitt Trigger.

Inverting Schmitt Trigger

In a Schmitt trigger of this type, the input is given at the inverting terminal of the op-amp and there is positive feedback from the output to the input.

Anois, lig sinn ar eolas conas oibríonn an circuit seo. Ag point A, tá an voltag é V agus an voltag réamhshocraithe (voltag isteach) é Vin. Má tá an voltag réamhshocraithe Vin níos mó ná V, beidh an t-ionradh den chircuit íseal. Agus má tá an voltag réamhshocraithe Vin níos lú ná V, beidh an t-ionradh den chircuit ard.

$V_{in} > V \quad V_{out} = V_L$

$V_{in} < V \quad V_{out} = V_H$

Anois, déan cómhréim na feidhme V.

Ag úsáid Dlí Cuirte Kirchhoff (KCL),

$\frac{V-0}{R_1} + \frac{V-V_{out}}{R_2} = 0$

$\frac{V}{R_1} + \frac{V}{R_2} - \frac{V_{out}}{R_2} = 0$

$V(\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}) = \frac{V_{out}}{R_2}$

$V (\frac{R_1 + R_2}{R_1 R_2}) = \frac{V_{out}}{R_2}$

$V = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \times V_{out}$

Anois, déanaimis a rá go bhfuil an túsáras den Sciméadrú agus é ar Ard. Sa staid seo

$V_{out} = V_H \quad and \quad V=V_1$

Mar sin, ón an chothromóid thuas;

$V_1 = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \times V_{H}$

Nuair a bhíonn an tseinal isteach níos mó ná V1, téann an tseirbhís amach den scileadh Schmitt go ísle. Mar sin, is vóltaime teorainne uachtarach (VUT) é V1.

$V_{UT} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \times V_{H}$

Fanfaidh an tseirbhís amach go hísle go dtí go mbeidh an tseinal isteach níos lú ná V. nuair a bhíonn an tseirbhís amach den scileadh Schmitt íseal, ina staid seo,

$V_{out} = V_L \quad and \quad V=V_2$

$V_2 = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \times V_{L}$

Anois, fanachtar an t-outputs ar airde go dtí gur níos lú an t-inisignál ná V2. Mar sin, is eol don V2 mar voltagh íochtarach (VLT)).

$V_{LT} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \times V_{L}$

Scuabaire Schmitt Neamhdhaiteach

I scuabaire Schmitt neamhdhaiteach, cuireann an t-inisignál ar an tearmán neamhdhaiteach den Op-Amp. Agus cuireann feedback dearfach ón t-outputs chuig an t-inisignál. Tá an tearmán dhaiteach den Op-Amp ceangailte leis an tearmán talaimh. Seo a leanas an diagram ciorcalach do scuabaire Schmitt neamhdhaiteach.

Sa chiorcal seo, beidh an t-outputs ar airde nuair a bheidh an voltagh V níos mó ná zero. Agus beidh an t-outputs ar íochtar nuair a bheidh an voltagh V níos lú ná zero.

$V>0 , V_{out} = V_H$

$V<0 , V_{out} = V_L$

Anois, lig sinn air a chur ar an cothromóideachán voltaí V. Le haghaidh sin, cuireann muid KCL i bhfeidhm ag an nód sin.

$\frac{V-V_{in}}{R_1} + \frac{V-V_{out}}{R_2} = 0$

$\frac{V}{R_1} - \frac{V_{in}}{R_1} + \frac{V}{R_2} - \frac{V_{out}}{R_2} = 0$

$V \left(\frac{R_1 + R_2}{R_1 R_2} \right) = \frac{V_{in}}{R_1} + \frac{V_{out}}{R_2}$

$V = \frac{R_2}{R_1 + R_2} V_{in} + \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_{out}$

Anois, déanaimis a rá go bhfuil an t-ionradh ón Op-Amp íseal. Mar sin, is é an voltagh ionradh den scigiméadr VL. Agus is cosúil le V an voltagh V1.

In áite seo,

$V_{out} = V_L \quad and \quad V = V_1$

Ón chothromóid seo,

$V_1 = \frac{R_2}{R_1 + R_2} V_{in} + \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_{L}$

Nuair a bheas an voltais V1 níos mó ná neamh, beidh an t-ionradh ar airde. I réimse seo,

$\frac{R_2}{R_1 + R_2} V_{in} > - \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_{L}$

$V_{in} > -\frac{R_1}{R_2} V_L$

Nuair a bhíonn an chéad chomhdháil seo sásaithe, beidh an t-ionradh ar airde. mar sin, díríonn an chothromóid seo ar luach an uachtarshreasa voltais (VUT).

$V_{UT} = - \frac{R_1}{R_2} V_L$

Anois, déanaimis a rá go bhfuil an t-ionradh den scigiméadar trigger ar airde. Agus is cosúil le V an voltais V2.

$V_{out} = V_H \quad and \quad V = V_2$

Ós cíosamhail an voltaíochta V.

$V2 = \frac{R_2}{R_1 + R_2} V_{in} + \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_{H}$

Becfidh an taiscéalaire Schmitt íseal nuair a bheidh an voltaí V2 níos ísle ná neamhnialas. In ionad seo,

$\frac{R_2}{R_1 + R_2} V_{in} < - \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_{H}$

$\[ V_{in} < -\frac{R_1}{R_2} V_H$

An chuid uachtarach den chod seo a thugann luach fógra íos an fhreagairt (VLT).

$V_{LT} = -\frac{R_1}{R_2} V_H$

Schmitt Trigger bunaithe ar tránsistoirí

Is féidir an circuit Schmitt Trigger a dhearadh le cabhair dhá thránsistoir. Tá diagram an chircuite bunaithe ar tránsistoirí sna ciorcal thíos.

Vin = voltáil isteach
Vref = Voltáil réamhscoithe = 5V

Maidir linn, ag tosú, is é voltáil isteach Vin níl. Tugtar an voltáil isteach chuig bonn an tránsistoir T1. Mar sin, sa staid seo, oibríonn an tránsistoir T1 i réimse na scata agus fánann sé gan a bheith ina ghníomhartha.

Is voltáil nóid é Va agus Vb. Tugtar 5V mar voltáil réamhscoithe. Is féidir linn luach Va agus Vb a ríomh de réir rialacha an díobhálaigh voltaga.

Tá an voltail Vb áirithe don bonn an tránsaistéara T2. Is 1.98V é. Mar sin, tá an tránsaistéar T2 ag condaeáil. Agus mar gheall air seo, is íseal an t-iascaille ón Schmitt trigger. Tá an drochadh ag an imitheoir thart ar 0.7V. Mar sin, is 1.28V an voltail ag bonn an tránsaistéara.

Tá an imitheoir den tránsaistéar T2 ceangailte leis an imitheoir den tránsaistéar T1. Mar sin, oibríonn an dá tránsaistéar ag an sreang céanna ag 1.28V.

Is é seo a chiallaíonn go mbeidh an tránsaistéar T1 ag oibriú nuair a bheidh an voltail isteach 0.7V níos mó ná 1.28V nó níos mó ná 1.98V (1.28V + 0.7V).

Anois, spreagaimid an voltail isteach níos mó ná 1.98V, agus díríonn an tránsaistéar T1 ag condaeáil. Seo a chuirpíonn an drochadh voltail ag bonn an tránsaistéara T2 agus cuireann sé de bharr an tránsaistéar T2. Mar gheall air seo, is ard an t-iascaille ón Schmitt trigger.

Tosaíonn an voltail isteach ag laghdú. Díríonn an tránsaistéar T1 nuair a bheidh an voltail isteach 0.7V níos ísle ná 1.98V agus is 1.28V é. Sa staid seo, fágtar voltail leorach do tránsaistéar T2 ón réamhshocraithe voltail, agus díríonn sé. Seo a dhéanann an t-iascaille ón Schmitt trigger íseal.

Mar sin, sa staid seo, tá dhá threoshlán againn, treoshlán íseal ag 1.28V agus treoshlán ard ag 1.98V.

Schmitt Trigger Oscillator

Is féidir leis an Schmitt Trigger a úsáid mar oscil l ator trí RC integrated circuit aonair a cheangal. Tá an diagram ciorclaithe an Schmitt trigger oscillator mar a léirítear sa figiúr thíos.

Is éard atá ag cur amach ón gciorcal is gealán cossach leanúnach. Agus dépendann an réamhshuimeacha den ghealán ar luach R, C, agus an pointe gríosachta Schmitt Trigger.

$f = \frac{k}{RC}$

Áit a bhfuil k constant agus tá sé idir 0.2 agus 1.

CMOS Schmitt Trigger

Is éard atá ag an gciorcal inbhéartaigh comhshoiligh ná go díríonn sé saincheall contrártha ar an gcúrsa isteach. Mar shampla, má tá an cúrsa isteach ard, is íseal an t-saincheall amach do chiorcal inbhéartaigh simplí. Ach má tá spíceanna (guth) ag an gcúrsa isteach, beidh an t-saincheall amach ag athrú ar spíc. Ní mian linn é sin. Mar sin, úsáidtear CMOS Schmitt trigger.

Gealán Ciorcal Inbhéartaigh Comhshoiligh Shimplí

Sa chéad gealán, níl aon guth ag an gcúrsa isteach. Mar sin, is iontach an t-saincheall amach. Ach sa dara léaráid, tá roinnt guth ag an gcúrsa isteach. Tá an t-saincheall amach freisin ag reagáil ar an guth seo. Chun é seo a sheachaint, úsáidtear CMOS Schmitt trigger.

Léiríonn an diagram ciorcal thíos an tógáil CMOS Schmitt trigger. Consóidtear CMOS Schmitt Trigger as 6 tránsaitireola including PMOS and NMOS transistors.

Ar dtús, ní mian linn a bheith cinnte, cad é PMOS agus NMOS tránsaitireola? Tá na símbiol PMOS agus NMOS tránsaitireola sa léaráid thíos.

Conductaíonn tránsaitireola NMOS nuair atá VG níos mó ná VS nó VD. Agus conductaíonn tránsaitireola PMOS nuair atá VG níos lú ná VS nó VD. In CMOS Schmitt trigger, cuirtear PMOS agus NMOS tránsaitireola amháin i gciorcal inbhéartaigh simplí.

Sa chéad cás, is airde an voltaíoch aisteach. I gcónaí seo, tá an tránsaitheoir PN ar, agus tá an tránsaitheoir NN i bhfad. Agus cruthaítear cosán go dtí an talamh do nód-A. Mar sin, beidh an túsáil den CMOS Schmitt trigger ag baint leis an uimhir zero.

Sa dara cás, is airde an voltaíoch aisteach. I gcónaí seo, tá an tránsaitheoir NN ar, agus tá an tránsaitheoir PN i bhfad. Cruthóidh sé cosán go dtí an voltaí VDD (Airde) do nód-B. Mar sin, beidh an túsáil den CMOS Schmitt trigger airde.

Úsáidí Schmitt Trigger

Is é seo a leanas na úsáidí Schmitt trigger.

Úsáideann Schmitt trigger chun deighleanna sine agus triantánacha a athrú i ndeighleanna cearnacha.
Is é an úsáid is tábhachtaí ná an scileadh éanlais a bhaint as ciúiní dijiteacha.
Úsáideann sé freisin mar ghnáthóg fheidhm.
Úsáideann sé chun oscaradóir a chur i bhfeidhm.
Úsáidtear Schmitt triggers lena n-áirítearciorcal RCchun brúshath a dhíchumasú.

Foinse: Electrical4u.

Teacht i láthair: Maireann an t-iris ina chuid bunaidh, is fiú roinnt a roinnt, más rud é go bhfuil sé i neamhchinneadh déanaigí teagmháil chun é a scrios.

Tabhair leithrinn agus coiméide an údar!

Teama:

Teoiric Chiorcad

Triúr Schmitt

Maidir le heispertí

Electrical4u

China

Réimse eolais

Basic Electrical

Limistéar saineolaíochta

607