Trigger ta' Schmitt: X'huwa uġġoġ u Kif Jafunzjona?

Camp: Elektriku Bażiku

China

X’huwa Schmitt Trigger?

Schmitt Trigger huwaċ-ċirkuwit ta’ konfrontatur b’memorja implementata billi tippplika l-informazzjoni pożittiva għal input mhux inverting tal-konfrontatur jew amplifikatur differenzjali. Schmitt Trigger jistenna żewġ livelli ta’ voltagġ ta’ input differenti biex jiġbor l-għajnuna mill-ħalqa tal-input. L-aċċjon minn din il-memorja żewġa ta’ livelli ta’ threshold hi mafusa bħala hysteresis.

Schmitt Trigger inventat mill-żgħażagħ tal-ġimgħa Amerikana Otto H Schmitt fl-1934.

Il-konfrontatur normali jikkontjeni biss wieħed segnal ta’ threshold. U huwa jikkonfronta is-senjal ta’ threshold mal-senjal ta’ input. Ix-xieraq, jekk is-senjal ta’ input jkun ma’ noise, dan jista’ jeffettua is-senjal ta’ output. a schmitt trigger.png

Fl-figura fuq, għall-noise fil-lokalità A u B, is-senjal ta’ input (V1) jippersegwi s-silġ tas-senjal ta’ riferiment (V2). Fl-istess perijodu, V1 huwa inferjuri għal V2 u l-output huwa bass.

Għalhekk, l-output tal-konfrontatur jiġi effettwat mill-noise fis-senjal ta’ input. U l-konfrontatur ma jkunx protett mill-noise.

Il-“trigger” fil-ism “Schmitt Trigger” jviġġi mill-fatt li l-output jiltaqgħa fin tul meta l-input jivvarja sufficjentement biex “trigger” bidla.

Kif jaffunzjona Schmitt Trigger?

Schmitt trigger jgħodd risultati ċorretti anki jekk is-senjal ta’ input huwa noisy. Huwa jistenna żewġ livelli ta’ voltagġ; l-ewwel huwa l-upper threshold voltage (VUT) u s-siddej huwa l-lower threshold voltage (VLT).

L-output tal-Schmitt trigger jiġbor bass sa meta is-senjal ta’ input jiġi fuq VUT. Waqt li is-senjal ta’ input jiġi fuq dak il-limit VUT, l-output signal tal-Schmitt trigger jiġbor ħabbar sa meta is-senjal ta’ input ikun taħt il-livell ta’ VLT.

Ħalli nifhmu kif jaffunzjona Schmitt trigger b’essempju. Hawn naqdmu li l-input initi huwa zero.

Effett tal-ħalq fis-Schmitt Trigger

Hawn, supponnu li s-senjal tal-input inizjali huwa żero u jżid gradwalment kif turi l-figura fuq.

Is-senjal tal-output tas-Schmitt trigger jiġi magħmul biex jibqa' ta' livell baħri ġox-xahar A. Fl-xahar A, is-senjal tal-input jaqbeż mill-livell tal-limit superjor (VUT) u jagħmel senjal tal-output għoli.

Is-senjal tal-output jiġi magħmul biex jibqa' għoli sax-xahar B. Fl-xahar B, is-senjal tal-input jaqbeż mill-limit inferjor. U dan jagħmel is-senjal tal-output baħri.

U darbtejn, fl-xahar C, meta is-senjal tal-input jaqbeż mill-limit superjor, is-senjal tal-output jiġi għoli.

F'din il-kondizzjoni, nistgħu nirxilnu li s-senjal tal-input huwa rumur. Però l-ħalq ma jaffettax is-senjal tal-output.

Circut tas-Schmitt Trigger

Il-circut tas-Schmitt trigger jista'mil feedback pożittiv. Għalhekk, din il-kirkit ukoll tiskonosca bħala circut tal-comparator rigenerattiv. Il-circut tas-Schmitt Trigger jista' jimmexxi bl-għajnuna ta'Op-Amp u Transistor. U huwa klassifikat bħal:

Circut tas-Schmitt trigger bsieħba l-Op-amp
Circut tas-Schmitt trigger bsieħba l-Transistor

Circut tas-Schmitt Trigger bsieħba l-Op-amp

Il-circut tas-Schmitt trigger jista' jimmexxi bl-għajnuna tal-Op-Amp fi żewġ modi. Jekk is-senjal tal-input jiġi mikonness mal-punt invers tas-Op-Amp, huwa misjub bħala Schmitt Trigger Invers. U jekk is-senjal tal-input jiġi mikonness mal-punt non-invers tas-Op-Amp, huwa misjub bħala Schmitt Trigger Non-Invers.

Schmitt Trigger Invers

F’is tip ta’ Schmitt trigger, l-għada tħassil ftit inverting terminal tal-op-amp. U l-feedback pożittiv minn l-output għal l-input.

Issa, naqra kif din il-kirkit taħdem. F’punt A, il-volttag huwa V u l-volttag applikat (input voltage) huwa Vin. Jekk il-volttag applikat Vin huwa akbar mill-V, l-output tal-kirkit ser ikun bass. U jekk il-volttag applikat Vin huwa infeġġer mill-V, l-output tal-kirkit ser ikun ħajj.

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

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

Issa, kalkula l-equazzjoni ta’ V.

Japplika Kirchhoff’s Current Law (KCL),

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

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

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

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

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

Issa, supponiamo che l'uscita del trigger di Schmitt sia alta. In questa condizione,

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

Allura, mill-għal l-iżjed ta’ dawn l-ekwazzjonijiet;

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

Meta s-senjal tal-input hu aktar minn V1, il-output tal-Schmitt trigger se jdiventa bass. Allura, V1 hija l-volttagġ ta’ tas-silġ għoljiena (VUT).

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

Il-output se jiżomma bass sakemm is-senjal tal-input hu infeħles minn V. meta l-output tal-Schmitt trigger hu bass, f’din il-kondizzjoni,

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

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

Issa, l-output jibtil għal ħin ikollu s-singal tal-input hu inferjuri għal V2. Għalhekk, V2 hija magħrufa bħala votl tal-limitu t-taħt (VLT).

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

Triġġer Schmitt mhux invers

Fl-triġġer Schmitt mhux invers, is-singal tal-input jiġi applikat fuq it-terminal mhux invers tal-Op-Amp. U feedback pożittiv jiġi applikat mill-output għal l-input. It-terminal invers tal-Op-Amp hija mikonnessa mal-terminal tal-ground. Id-diagram tar-reġtil tal-triġġer Schmitt mhux invers huwa kif tara fil-figura hawn ta' hawn.

Fid-drejta, l-output tal-triġġer Schmitt ser ikun għoli meta l-votl V hu akbar minn zero. U l-output ser ikun bass meta l-votl V hu inferjuri minn zero.

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

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

Issa, sibna l-iżjed tal-eqazzjonijiet ta' l-voltàġġ V. Għal dan, applikaw il-KCL fuq din in-nodu.

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

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

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

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

Issa, jagħtix li l-output tal-Op-Amp huwa bass. Għalhekk, il-volttagġ tal-output tal-Schmitt trigger huwa VL. U l-volttagġ V huwa ugwali V1.

F'din il-kondizzjoni,

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

Minn dawn l-iżwiġ,

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

Meta ma V1 ikbar minn żero, il-output jkun għoli. F'din il-kondizzjoni,

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

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

Meta tkun qabżija din il-kondizzjoni, il-output jkun għoli. għalhekk, din l-equazzjoni tħallil valur ta' l-volttagġ tal-limit ugwali (VUT).

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

Issa assumi bħala li l-output tal-Schmitt trigger huwa għoli. U l-volttagġ V huwa daqs V2.

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

Milliġa tal-volttagġ V.

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

Il-mogħżija tal-Schmitt trigger tkun ta' livell baż għaldaqstant meta l-volttagġ V2 ikun inferjuri għal żero. F'dak il-kondizzjoni,

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

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

L-equazzjoni fuq tħallit il-valur ta' l-ivolttagġ tal-linija inferjuri (VLT).

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

Schmitt Trigger baxx-xifer transistors

Il-kitba tal-Schmitt trigger tista' tikun dissenjata bl-għajnuna ta' żewġ transistors. Il-diagram tal-kitba tal-Schmitt trigger baxx-xifer transistors huwa mdaħal fil-kitba hawn taħt.

Vin = ivolttagġ tal-input
Vref = Ivolttagġ referenzju = 5V

Ħalli nassumu li, fil-bidu, l-ivotltagġ tal-input Vin huwa żero. L-ivotltagġ tal-input jiġi passat għal base tal-transistor T1. Għalhekk, fi dik il-kondizzjoni, it-transistor T1 jopera fl-area ta' tagħmel u jibqa' mhux konduċent.

Va u Vb huma l-ivotltagġ tal-node. L-ivotltagġ referenzju huwa 5V. Għalhekk, nistgħu niksbu l-valur ta' Va u Vb bil-regola tal-voltage divider.

Il-voltatt Vb jiġi data l-bażi tal-tranzistor T2. U huwa 1.98V. Għalhekk, il-tranzistor T2 qed jkun conduktiv. U għalhekk, l-output tal-Schmitt trigger huwa bass.

Il-drop f’l-emittur huwa ta' ċirka 0.7V. Għalhekk, il-voltatt tal-bażi tal-tranzistor huwa 1.28V.

L-emittur tal-tranzistor T2 huwa mikonness mal-emittur tal-tranzistor T1. Għalhekk, it-tnejn tranzisturi qed jagħmlu fuq is-sam livell ta' 1.28V.

Din tifnehu li l-tranzistor T1 se jkun conduktiv meta l-voltatt tal-input huwa 0.7V iktar minn 1.28V jew akbar minn 1.98V (1.28V + 0.7V).

Issa, nżidu l-voltatt tal-input akbar minn 1.98V, u l-tranzistor T1 se jibda jkun conduktiv. Dan jiċċawża l-drop tal-voltatt tal-bażi tal-tranzistor T2 u dan se jikkoppja l-tranzistor T2. U għalhekk, l-output tal-Schmitt trigger huwa alt.

Il-voltatt tal-input ibda jniqsu. Il-tranzistor T1 se jikkoppja meta l-voltatt tal-input huwa 0.7V inqas minn 1.98V u huwa 1.28V. F’dan il-kondizzjoni, il-tranzistor T2 jikseb voltatt suffizjenti mill-voltatt referenzjali, u jkun conduktiv. Dan jiċċawża l-output tal-Schmitt trigger biex jiġi bass.

Għalhekk, f’dan il-kondizzjoni, għandna żewġ limiti, limit inferjuri ta' 1.28V u limit superjuri ta' 1.98V.

Oscillatur tal-Schmitt Trigger

Il-Schmitt Trigger jista' jiġi użat bħala oscillatur billi tikkonnessa switċ RC waħed. Id-diagram tar-reġil tas-Schmitt trigger oscillatur huwa kif tara fil-fjura hawn taħt.

Il-output tal-kirt darbtejn squar kontinwa. U l-frekwenza tal-waveform tintuża mill-valur ta' R, C, u punt tal-threshold tal-Trigger Schmitt.

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

Fejn k huwa kostant u jkun bejn 0.2 u 1.

Trigger Schmitt CMOS

Il-kirt biss ta' inverter tas-senjali jippreżenti l-output mhux ħalih senjali mill-input. Pereżempju, jekk is-senjali input huwa għoli, is-senjali output huwa bass fil-kirt biss ta' inverter. Ima jekk is-senjali input għandu spikes (noise), is-senjali output se jirreġaġxi mal-spikes. Dan li ma nixtieqx. Għalhekk, it-trigger Schmitt CMOS jintużah.

Waveform ta' Kirt biss ta' Inverter tas-Senjali

Fil-waveform ta' qabel, is-senjali input ma għandux noise. Allura, l-output huwa perfett. Ima fil-figure ta' wara, is-senjali input għandu xi noise. L-output wkoll irreġaġxi mal-noise. Biex toqs, din il-kondizzjoni, jintużah it-trigger Schmitt CMOS.

Id-diagram ta' kirt t'hawn ta' hawn jagħti l-konstruzzjoni tal-trigger Schmitt CMOS. It-trigger Schmitt CMOS ikonsisti minn 6 transistors inkluż PMOS u NMOS transistors.

Aħna eħtieġnu najna, x'huwa transistor PMOS u NMOS? Is-simbolu ta' transistors PMOS u NMOS huma fit-figura t'hawn ta' hawn.

It-transistor NMOS jikkonduċi meta VG huwa akbar minn VS jew VD. U l-transistor PMOS jikkonduċi meta VG huwa infeġġer minn VS jew VD. Fil-trigger Schmitt CMOS, waħda PMOS u waħda NMOS transistors jiżdiedu fil-kirt biss ta' inverter.

F’l-ħal is-silġ, il-volttagġ tal-input hu aċċurru. F’din l-kondizzjoni, it-tranżistor PN hu aktiv u t-tranżistor NN mhux attiv. U jħolqo passaġġ għal ground għall-node-A. Ligiżer, l-output tal-CMOS Schmitt trigger se tkun żero.

F’l-ħal tat-tieni, il-volttagġ tal-input hu aċċurru. F’din l-kondizzjoni, it-tranżistor NN hu aktiv u t-tranżistor PN mhux attiv. Jħolqo passaġġ għal volttagġ VDD (Aċċurru) għall-node-B. Ligiżer, l-output tal-CMOS Schmitt trigger se tkun aċċurra.

Aplikazzjonijiet tas-Schmitt Trigger

L-aplikazzjonijiet tas-Schmitt trigger huma kif huma hawn taħt.

It-tas-Schmitt trigger jiġi użu biex jiġi mibdul il-wave sinju u triangular f’waves kwadrati.
L-użu l-aktar importanti tas-Schmitt triggers hu biex jiġi rimosu s-silġ fid-digitaċċirku.
Jiġi ukoll użu bħala ġeneratur funzjonali.
Jiġi utilizzat biex jiġi implementat oscillatur.
It-tas-Schmitt triggers mal-RC circuit jiġu użati bħala switch debouncing.

Sors: Electrical4u.

Deklarazzjoni: Respektja l-originali, l-artikoli tajba huma dawk li għandhom jagħmlu xtieġa li jiġu maqsuma, jekk hemm infringement jekk jogħġbok kontattja l-delete.

Agħti tipp u inkoraġixxi l-awtur!

Suġġetti:

Teorija tal-Kirkitu

Trigger ta' Schmitt

Rigward l-esperji

Electrical4u

China

Area tal-espertizza

Basic Electrical

Artiklu professjonali

607