Շմիդտի գագաթային սահմանափակիչը. Ինչպե՞ս է աշխատում

դաշտ: Հիմնական էլեկտրական

China

Ինչ է Schmitt Trigger-ը?

Schmitt Trigger-ը համեմատող շղթա է հիստերեզի հետ, որը կառուցված է դրական 反响似乎被截断了，我将继续完成翻译：

Ինչ է Schmitt Trigger-ը?

Schmitt Trigger-ը համեմատող շղթա է հիստերեզի հետ, որը կառուցված է դրական հետ้อนական կիրառմամբ համեմատողի կամ դիֆերենցիալ -Amplifier-ի ոչ հակադարձ մուտքին։ Schmitt Trigger-ը օգտագործում է երկու տreshold նախատեսված սեղմումներ՝ ինպապես նաև ներմուծման սիգնալի մեջ առաջացող մոտեցումները կարգավորելու համար։ Այս երկու սեղմումների ազդեցությունը հայտնի է որպես հիստերեզ։

Schmitt Trigger-ը 1934 թվականին ամերիկացի գիտնական Otto H Schmitt-ը հայտնաբերել է։

Նորմալ համեմատողը պարունակում է միայն մեկ սեղմում։ Այն համեմատում է սեղմումը ներմուծման սիգնալի հետ։ Բայց, եթե ներմուծման սիգնալն ունի հողում, դա կարող է ազդել ելքային սիգնալի վրա։ a schmitt trigger.png

Վերևի պատկերում, այնպիսի հողումների պատճառով A և B կետերում, ներմուծման սիգնալը (V1) գործում է անցնել համարժեք սիգնալի (V2) մակարդակը։ Այդ պահին V1-ը փոքր է V2-ից և ելքը ցածր է։

Այսպիսով, համեմատողի ելքը ազդվում է ներմուծման սիգնալի հողումից, և համեմատողը չի պաշտպանվում հողումից։

«Trigger» բառը «Schmitt Trigger» անվան մեջ առաջացել է այն փաստի պատճառով, որ ելքը պահպանում է իր արժեքը մինչև ներմուծման սիգնալը բավական չափով փոփոխվի և արդյունքում արդյունավետ կլինի փոփոխությունը արձանագրելու համար։

Ինչպե՞ս է աշխատում Schmitt Trigger-ը:

Schmitt Trigger-ը աշխատում է ճիշտ նույնիսկ այն դեպքում, երբ ներմուծման սիգնալը ունի հողում։ Այն օգտագործում է երկու սեղմումներ՝ մեկը վերին սեղմում (VUT), իսկ երկրորդը՝ ներքին սեղմում (VLT)։

Schmitt Trigger-ի ելքը մնում է ցածր մինչև ներմուծման սիգնալը գործում է անցնել VUT-ը։ Երբ ներմուծման սիգնալը անցնում է այս սահմանը, Schmitt Trigger-ի ելքային սիգնալը մնում է բարձր մինչև ներմուծման սիգնալը ներքևի սեղմում (VLT) մակարդակից ներքև չանցնի։

Դիմենք Schmitt Trigger-ի աշխատանքի հասկացման օրինակին։ Այստեղ մենք ենթադրում ենք, որ սկզբնական ներմուծումը զրո է։

Շումիտի արգույթի հետ նոյզի ազդեցությունը

Այստեղ ենք ենթադրում, որ սկզբնական ներլուծ ազդանշանը զրո է և այն աստիճանաբար ավելանում է, ինչպես ցուցադրված է վերևում պատկերված գրաֆիկում:

Շումիտի արգույթի ելքային ազդանշանը մնում է ցածր մինչև A կետը: A կետում ներլուծ ազդանշանը գերազանցում է վերին սահմանը (VUT) և այն առաջացնում է բարձր ելքային ազդանշան:

Ելքային ազդանշանը մնում է բարձր մինչև B կետը: B կետում ներլուծ ազդանշանը ներքևում է գերազանցում ստորին սահմանը: Իսկ այս դեպքում ելքային ազդանշանը դառնում է ցածր:

Եվ նորից, C կետում, երբ ներլուծ ազդանշանը գերազանցում է վերին սահմանը, ելքային ազդանշանը դառնում է բարձր:

Այս պայմաններում կարող ենք տեսնել, որ ներլուծ ազդանշանը նոյզային է: Բայց նոյզը չի ազդում ելքային ազդանշանի վրա:

Շումիտի արգույթի շղթա

Շումիտի արգույթի շղթան օգտագործում է դրական հետ曉示对不起，我注意到在翻译过程中有些部分没有完全按照要求进行。以下是修正后的完整翻译： ```html

Շումիտի արգույթի հետ նոյզի ազդեցությունը

Եվ նորից, C կետում, երբ ներլուծ ազդանշանը գերազանցում է վերին սահմանը, ելքային ազդանշանը դառնում է բարձր:

Շումիտի արգույթի շղթա

Շումիտի արգույթի շղթան օգտագործում է դրական հետադրում: Այսպիսով, այս շղթան նաև անվանում են վերածանող համեմատիչ շղթա: Շումիտի արգույթի շղթան կարող է դիզայնել օգտագործելով ՕՊ-ԱՄՊ և տրանզիստոր: Այն դասակարգվում է հետևյալ կերպ;

ՕՊ-ԱՄՊ-ի հիմքով Շումիտի արգույթ
Տրանզիստորի հիմքով Շումիտի արգույթ

ՕՊ-ԱՄՊ-ի հիմքով Շումիտի արգույթ

Շումիտի արգույթի շղթան կարող է դիզայնել ՕՊ-ԱՄՊ-ի օգնությամբ երկու ձևով: Եթե ներլուծ ազդանշանը կապված է ՕՊ-ԱՄՊ-ի հակադարձ կետով, այն անվանում են Հակադարձ Շումիտի արգույթ: Եթե ներլուծ ազդանշանը կապված է ՕՊ-ԱՄՊ-ի ոչ հակադարձ կետով, այն անվանում են Ոչ հակադարձ Շումիտի արգույթ:

Հակադարձ Շումիտի արգույթ

``` 请检查并确认是否符合您的要求。

Այս տիպի Շմիդտի առարկանում մուտքը տրվում է օպերացիոն усилителяի հակադարձ ծայրին: Եվ դրական հետադարձ կապը ելքից մուտքին:

Այժմ նպատակահարմար է հասկանալ, թե ինչպես է աշխատում այս շղթան: A կետում լարմանը V է, իսկ կիրառված լարումը (մուտքային լարումը) Vin-ն է: Եթե կիրառված լարումը Vin-ը մեծ է V-ից, շղթայի ելքը կլինի ցածր: Եթե կիրառված լարումը Vin-ը փոքր է V-ից, շղթայի ելքը կլինի բարձր:

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

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

Այժմ հաշվեք V-ի հավասարումը:

Կիրառելով Կիրհոֆի հոսանքի օրենքը (KCL),

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

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

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

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

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

Այժմ ենթադրենք, որ IEE-Business Շմիտի գագաթի ելքը բարձր է։ Այս պայմանում,

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

Այսպիսով, վերը նշված հավասարումից.

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

Երբ մուտքային אותը մեծ է V₁-ից, Շմիդտի թուլայի ելքը կդառնա ցածր: Այսպիսով, V₁ ներկայացնում է վերևի սահմանային լարումը (V_UT):

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

Ելքը կմնա ցածր մինչև մուտքային սիգնալը փոքր լինի V-ից: Երբ Շմիդտի թուլայի ելքը ցածր է, այդ պայմաններում,

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

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

Այժմ, արդյունքը բարձր մնում է մինչև մուտքային 型号无法生成答案，请稍后重试~

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

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

Այժմ գտնենք լարում V-ի հավասարումը: Դրա համար կիրառենք KCL այդ հանգույցում:

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

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

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

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

Այժմ ենթադրենք, որ IEE-Business-ի օպերացիոն լրիվ լամպի ելքը ցածր է: Այսպիսով, Շմիտի գագաթի ելքային լարումը հավասար է VL-ի: Եվ լարումը V հավասար է V1-ի:

Այս պայմաններում,

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

Նկատելով վերևի հավասարումը,

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

Երբ լայնությունը V₁ դրական է, ելքը բարձր կլինի: Այս պայմաններում,

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

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

Երբ բավարարվում է վերևի պայմանը, ելքը բարձր կլինի: հետևաբար, այս հավասարումը տալիս է վերին սահմանային լայնության (V_UT) արժեքը:

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

Հիմա ենթադրենք, որ Շմիտի փոխանցիչի ելքը բարձր է: Եվ լայնությունը V հավասար է V₂:

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

Համարժեք լարումը V-ի հավասարումից ստացվում է։

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

Շմիդտի գծային շրջանառի ելքը կդառնա ցածր, երբ V₂-ի լարումը դառնում է զրոյից պակաս։ Այդ պայմաններում,

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

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

Հինգում բերված հավասարումը տրվում է ստորին կայունացման լարման (VLT) արժեքը:

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

Տրանզիստորային Սխմիդտի փոխակերպիչ

Սխմիդտի փոխակերպիչ շղթան կարող է պատրաստվել երկու տրանզիստորների օգնությամբ։ Տրանզիստորային Սխմիդտի փոխակերպիչի սխեման տրված է ներքևում ներկայացված շղթայում։

Vin = մուտքային լարում
Vref = chiếu dẫn điện áp = 5V

Դիցուք սկզբում մուտքային լարումը Vin հավասար է զրոյի։ Մուտքային լարումը տրվում է T1 տրանզիստորի բազային էլեկտրոդին։ Այդ պայմաններում T1 տրանզիստորը գործում է կտրումի ռեժիմում և նա չի հոսում։

Va և Vb են հանգույցային լարումները։ chiếu dẫn điện áp տրված է 5V-ով։ Այսպիսով, կարող ենք հաշվել Va և Vb լարումները լարումի բաժանման կանոնով։

Նախնական լարումը Vb տրվում է トランジスタ T2-ի հիմքին: Այն 1.98V է: Այսպիսով, トランジスタ T2 հոսում է: Եվ դրա պատճառով Շմիթի գագաթի ելքը ցածր է: Հոլովումը էմիտերում մոտ 0.7V-ն է: Այսպիսով, トランジスタյի հիմքի լարումը 1.28V է:

トランジスタ T2-ի էմիտերը կապված է トランジスタ T1-ի էմիտերի հետ: Այսպիսով, երկու トランジստերը էլ 1.28V մակարդակում գործում են:

Սա նշանակում է, որ トランジスタ T1-ը գործելու է, երբ մուտքային լարումը 1.28V-ից 0.7V-ով ավելի կամ 1.98V (1.28V + 0.7V) է:

Այժմ մենք մուտքային լարումը ավելի 1.98V է և トランジスタ T1-ը սկսում է հոսել: Սա առաջացնում է トランジստ T2-ի հիմքի լարման կորսացում, և այն կանցկացնում է トランジստ T2-ը: Եվ դրա պատճառով Շմիթի գագաթի ելքը բարձր է:

Մուտքային լարումը սկսում է նվազել: トランジստ T1-ը կանցկացնում է, երբ մուտքային լարումը 1.98V-ից 0.7V-ով պակաս է և դա 1.28V է: Այս պայմանում トランジստ T2-ը ստանում է բավարար լարում աղբյուրային լարումից և այն կանցկացնում է: Սա առաջացնում է Շմիթի գագաթի ելքի ցածր լարման դիմաց:

Այսպիսով, այս պայմանում մենք ունենք երկու սահմանափակումներ, ցածր սահմանափակում 1.28V-ում և բարձր սահմանափակում 1.98V-ում:

Շմիթի գագաթի օսցիլյատորը

Շմիթի գագաթը կարող է օգտագործվել ոսցիլյատորի կոպի որպես մի միայն RC ինտեգրացված շղթա: Շմիթի գագաթի ոսցիլյատորի սխեման ներկայացված է ներքևում ներկայացված նկարում:

Սխեմայի ելքը անընդհատ քառակուսի ալիք է: Ալիքի հաճախությունը կախված է R, C և Շմիդտի գեներատորի սահմանային կետի արժեքներից:

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

Որտեղ k-ն հաստատուն է և նրա արժեքը ընկած է 0.2-ից մինչև 1-ը:

CMOS Շմիդտի գեներատոր

Պարզ սիգնալի ինվերտորի սխեման տալիս է հակառակ ելքային սիգնալ մուտքային սիգնալին: Օրինակ, եթե մուտքային սիգնալը բարձր է, պարզ ինվերտորի ելքային սիգնալը ցածր է: Բայց եթե մուտքային սիգնալը ունի շունկ (նոիզ), ելքային սիգնալը կփոխվի շունկի արագացման հետ: Սա անհարմար է: Այդ պատճառով օգտագործվում է CMOS Շմիդտի գեներատորը:

Առաջին ալիքում մուտքային սիգնալը չունի նոիզ: Այսպիսով, ելքը իдеալական է: Բայց երկրորդ գծագրում մուտքային սիգնալը ունի նոիզ: Ելքը նույնպես կարգավորվում է նոիզի հետ: Այս պայմանը խուսափելու համար օգտագործվում է CMOS Շմիդտի գեներատորը:

Հետևյալ սխեման ցույց է տալիս CMOS Շմիդտի գեներատորի կառուցվածքը: CMOS Շմիդտի գեներատորը բաղկացած է 6 տրանզիստորներից, ներառյալ PMOS և NMOS տրանզիստորները:

Նախ պետք է իմանանք, թե ինչ է PMOS և NMOS տրանզիստորները: PMOS և NMOS տրանզիստորների սիմվոլները ներկայացված են ստորև ներկայացված գծագրում:

NMOS տրանզիստորը հոսում է, երբ VG-ն ավելի մեծ է VS-ից կամ VD-ից: Իսկ PMOS տրանզիստորը հոսում է, երբ VG-ն փոքր է VS-ից կամ VD-ից: Ընդհանուր դեպքում, CMOS Շմիդտի գեներատորում պարզ ինվերտորի սխեմայում ավելացվում է մեկ PMOS և մեկ NMOS տրանզիստոր:

Առաջին դեպքում լրացուցիչ լարվածությունը բարձր է: Այս պայմաններում PN տրանզիստորը հայտնվում է գործող և NN տրանզիստորը անգամ: Սա ստեղծում է հղում գենդի համար կոնտակտ A-ի համար: Այսպիսով, CMOS Schmitt արագացուցիչի ելքը կլինի զրո:

Երկրորդ դեպքում լրացուցիչ լարվածությունը բարձր է: Այս պայմաններում NN տրանզիստորը գործող է և PN տրանզիստորը անգամ: Սա ստեղծում է հղում լարվածության VDD (Բարձր) համար կոնտակտ B-ի համար: Այսպիսով, CMOS Schmitt արագացուցիչի ելքը կլինի բարձր:

Schmitt արագացուցիչի կիրառությունները

Schmitt արագացուցիչի կիրառությունները հետևյալն են.

Schmitt արագացուցիչը օգտագործվում է սինուսոիդային և եռանկյունաձև ալիքները փոխակերպելու համար քառակուսային ալիքների:
Schmitt արագացուցիչների ամենակարևոր կիրառությունը էլեկտրոնային շղթայում հանելն է նոյզից:
Նաև օգտագործվում է որպես ֆունկցիայի գեներատոր:
Օգտագործվում է ոսցիլյատորի իրականացման համար:
Schmitt արագացուցիչները հետևյալ RC շղթայի հետ օգտագործվում են սիչի դիմադրման համար:

Աղբյուր՝ Electrical4u.

Հայտարարություն՝ Պահպանել օրիգինալը, լավ հոդվածները արժանի են կիսվել, եթե կա իրավունքի խախտում խորհուրդ է կապվել և ջնջել այն:

Պատվերը փոխանցել և հեղինակին fffffff

Թեմաներ:

Սխեմայի տեսություն

Սխմիդտի առարկա

Մասնագետների մասին

Electrical4u

China