Триггер шмитта на оу: Компараторы и триггеры Шмитта на ОУ

Компараторы и триггеры Шмитта на ОУ

Всем доброго времени суток. В предыдущих статьях я рассказывал о применении операционных усилителей в линейных схемах, где ОУ охвачен отрицательной обратной связью, которая позволяет строить усилители, параметры которых будут в основном определяться элементами обвязки ОУ. Данная статья расскажет о применении ОУ без обратной связи или даже с положительной обратной связью (ПОС).

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Работа операционного усилителя без обратной связи

Как известно напряжение на выходе ОУ U_ВЫХ определяется произведением входного дифференциального напряжения U_Д (разность напряжений между входными выводами) на коэффициент усиления ОУ по напряжению К_U

Операционные усилители имеют очень большой коэффициент усиления ОУ по напряжению К_U = 10⁵ … 10⁶, а выходное напряжение не может выйти за пределы напряжения питания (обычно несколько меньше). Поэтому, для того чтобы ОУ работал в качестве усилителя напряжения максимальное входное дифференциальное напряжение не должно превышать нескольких десятков мкВ (при U_ПИТ = 15 В, К_U = 10⁵, U_Д ≈ 150 мкВ). С учётом вышесказанного можно сделать вывод, что без применения отрицательной обратной связи, которая снижает усиление ОУ в схеме, применение ОУ бесполезно, так как при входных напряжениях в несколько милливольт ОУ войдёт в насыщение с выходным напряжением равным напряжению питания.

Но существуют схемы, в которых операционные усилители применяются без обратной отрицательной связи, а в некоторых случаях специально вводят положительную обратную связь (ПОС) для увеличения коэффициента усиления схем. Одним из видов таких схем являются пороговые устройства, в состав которых входят различные компараторы, триггеры Шмитта, детекторы уровней напряжения.

Принцип работы компаратора

Простейшим пороговым устройством является компаратор. Он сравнивает напряжение, которое поступает на один из его входов, с опорным напряжением, которое присутствует на другом его входе. Простейший компаратор получается из операционного усилителя, в котором отсутствует отрицательная обратная связь. Рассмотрим принцип работы компаратора напряжений на основе ОУ, схема которого изображена ниже

Использование ОУ в качестве компаратора и графики входного и выходного напряжений.

В основе компаратора лежит ОУ на инвертирующий вход, которого поступает входное напряжение U_BX, а неинвертирующий вход соединён с источником опорного напряжения U_ОП. Принцип работы компаратора изображённого на рисунке заключается в следующем: когда входное напряжение U_BX больше опорного U_ОП, то выходное напряжение принимает значение отрицательного напряжения насыщения –U_НАС и остаётся неизменным пока входное напряжение U_BX не уменьшиться ниже опорного напряжения U_ОП, в этом случае на выходе будет напряжение положительного насыщения +U_НАС.

На рисунке изображен компаратор с инвертирующим выходным сигналом по отношению к входному сигналу. Для того, чтобы не происходило инверсии на выходе необходимо поменять подключение выводов ОУ, то есть входной сигнал должен поступать на неивертирующий вход, а опорное напряжение на инвертирующий вывод. Тогда при превышении опорного напряжения на выходе ОУ будет положительное напряжение насыщения, а при входном напряжении меньше, чем опорное напряжение на выходе будет присутствовать отрицательное напряжение насыщения ОУ.

Основные схемы компаратора

Существует много разновидностей компараторов, но в из основе лежат две основные схемы: одновходовая и двухвходовая. Одновходовая схема позволяет сравнивать разнополярные напряжения по модулю, то есть по абсолютной величине. Двухвходовый же компаратор сравнивает два напряжения с учётом знака. Расссмотрим обе схемы подробнее.

Схема одновходового компаратора.

На рисунке выше изображён одновоходовый компаратор, позволяющий сравнивать два разнополярных напряжения по абсолютному значению (по модулю). В его основе лежит инвертирующий сумматор, в котором отсутствует отрицательная обратная связь, поэтому ослабления коэффициент усиления операционного усилителя не происходит. В результате чего на инвертирующем входе ОУ происходит суммирование входного напряжения U_BX и опорного напряжения U_ОП приведённого к инвертирующему входу U_ПРИВ, а результат суммирования усиливается ОУ и выводится на его выход. Для того чтобы происходило сравнение необходимо фактически производить операцию вычитания, то есть напряжения на входах U_BX и U_ПРИВ должны иметь разную полярность.

Приведённое напряжение U_ПРИВ можно вычислить по следующему выражению

Резистор R3 предназначен для компенсации входного тока смещения и должен быть равен величине параллельно соединённых резисторов R1 и R2

Основным недостатком данной схемы является необходимость использования стабилизированного отрицательного напряжения, что приводит к усложнению схемы. Поэтому одновходовый компаратор не получил широкого распространения.

Наибольшее распространение получила схема двухвходового компаратора, в котором отсутствует необходимость в отрицательном напряжении. Схема данного компаратора приведена ниже

Схема двухвходового компаратора.

В основе двухвходового компаратора лежит дифференциальный усилитель, в котором отсутствует отрицательная обратная связь, поэтому разность между входным напряжением U_BX и U_ОП опорным напряжение усиливается ОУ, не имеющего снижения коэффициента усиления из-за отсутствуя ООС, и выделяется на выходе ОУ. В данной схеме входные резисторы R1 и R2 имеют одинаковое значение.

Компараторы применяются в широком спектре схем:

1. Триггеры Шмитта и в схемах формирования сигнала, преобразующих сигнал произвольной формы в прямоугольный или импульсный сигнал.
2. Детекторы уровня – схемы, в которых происходит индицирование момента достижения входным сигналом заданного уровня опорного напряжения.
3. Генераторы импульсных сигналов, например, треугольной или прямоугольной формы.

При использовании компаратора в схемах, где входное напряжение медленно меняется и амплитуда сигнала очень близка к опорному напряжению, то шумы на входном выводе могут вызвать ложные срабатывания компаратора и на его выходе могут появиться дополнительные импульсы, что продемонстрировано на рисунке ниже

Появление ложных импульсов на выходе компаратора.

Для устранения таких ложных срабатываний компаратора, в его схему вводится некоторый гистерезис, путём добавления положительной обратной связи (ПОС) к операционному усилителю.

Триггер Шмитта

Как сказано выше для устранения ложных срабатываний компаратора, известных, как «дребезг контактов» необходимо использовать схему компаратора с петлёй гистерезиса, которая получила название триггера Шмитта.

В одной из статей я рассказывал о триггере Шмитта выполненном на транзисторах. Он характеризуется тем, что в отличие от компаратора имеет так называемую петлю гистерезиса. То есть компаратор переключается из высокого уровня напряжения в низкий при одной и той же величине входного напряжения, а триггер Шмитта имеет два уровня (порога) переключения. Данное различие иллюстрирует изображение ниже

Изменение входного и выходного напряжения компаратора (справа) и триггера Шмитта (слева).

Уровни напряжения, при которых происходит переключение триггера Шмитта называются верхним уровнем (порогом) срабатывания триггера U_ВП и нижним уровнем (порогом) срабатывания триггера U_НП.

Для реализации триггера Шмитта применяют ОУ охваченные положительной обратной связью (ПОС), которая реализуется подачей на неинвертирующий вход части выходного напряжения. Схема триггера Шмитта изображена ниже

Триггер Шмитта на операционном усилителе.

Работа триггера Шмитта во многом похожа на работу компаратора, только в отличие от него в триггере опорное напряжение не постоянно, а зависит от разности выходного и опорного напряжений, то есть имеет различные значения.

Рассмотрим инвертирующий триггер Шмитта. В исходном входное напряжение не превышает верхнего уровня срабатывания триггера U_ВП, поэтому на выходе присутствует положительное напряжение насыщения U_НАС+ (примерно на 1 – 2 В ниже положительного напряжения питания U_ПИТ+). Когда входное напряжение достигает верхнего порога переключения U_ВП выходное напряжение резко упадёт до уровня отрицательного напряжения насыщения U_НАС-(примерно на 1 – 2 В выше отрицательного напряжения питания U_ПИТ-). Верхний уровень напряжения переключения триггера Шмитта определяется следующим выражением

Далее триггер остаётся в устойчивом состоянии до тех пор, пока входное напряжение не станет меньше нижнего порога срабатывания U_НП, а на выходе триггера установится положительное напряжение насыщения U_НАС+. Нижний порог срабатывания триггера определяется следующим выражением

Таким образом, петля гистерезиса будет зависеть от соотношения резисторов R2 и R3, а ширина петли гистерезиса U_ГИС определяется разностью верхнего порога срабатывания U_ВП и нижнего порога срабатывания U_НП

Триггеры Шмитта на ОУ являются основой для построения различных генераторов импульсов, поэтому важнейшими характеристиками ОУ работающих в импульсных схемах является быстродействие, которое зависит от задержек срабатывания и времени нарастания выходного напряжения.

Ограничение уровня выходного напряжения компаратора и триггера Шмитта

Применение положительной обратной связи (ПОС) в компараторах и триггерах Шмитта ускоряет переключение схем, но в связи с тем, что выходное напряжение U_ВЫХ изменяется от U_НАС+ до U_НАС-, то время переключения составляет довольно значительную величину (от долей до единиц микросекунд).

Кроме того существует проблема несовместимостей уровней выходного напряжения, к примеру, при напряжении питания ОУ U_ПИТ = ±15 В, выходное напряжение составит U_ВЫХ ≈ ±14 В (U_НАС+ ≈ +14 В, а U_НАС- ≈ -14 В), в то время как уровни ТТЛ микросхем составляют около +5 В или 0 В.

Для устранения вышеописанных проблем применяют так называемую привязку или ограничение уровня выходного напряжения, для этого в компаратор или триггер Шмитта вводят ООС в виде различных схем ограничения. Простейшими ограничительными схемами являются диоды или стабилитроны. Схема триггера Шмитта с ограничение выходного напряжения показана ниже

Триггер Шмитта с ограничением выходного напряжения при помощи стабилитрона в цепи ООС.

Ограничение выходного напряжения в триггере Шмитта работает следующим образом. При поступлении на инвертирующий вход напряжения меньше, чем напряжение опорного уровня (U_ВХОП), то выходное напряжение U_ВЫХ начинает изменяться в положительном направлении и при достижении напряжения стабилизации стабилитрона U_СТ напряжение на выходе перестанет расти, а будет изменяться только ток. При этом выходное напряжение будет равняться напряжению стабилизации стабилитрона (U_ВЫХ = U_СТ).

В случае если входное напряжение начнёт увеличиваться, выше опорного напряжения, то на выходе напряжение начнёт уменьшаться и в этом случае направление тока через стабилитрон начнёт изменяться на противоположный, а стабилитрон начнёт вести себя как диод. В результате падение напряжения на нём составит примерно 0,7 В независимо от величины протекающего через него тока, а на выходе напряжение составит -0,7 В.

Таким образом, при использовании стабилитрона выходное напряжение триггера Шмитта составит: U_ВЫХ1 = U_СТ (при отсутствии ограничения U_НАС+) или U_ВЫХ2 ≈ 0,7 (при отсутствии ограничения U_НАС-).

Для симметричного ограничения выходного напряжения могут применяться последовательно включенные диоды или стабилитроны, что показано на рисунке ниже

Триггер Шмитта с симметричным ограничением выходного напряжения.

В данной схеме реализуется симметричное ограничение выходного напряжения относительно опорного напряжения, причем выходное напряжение выше опорного напряжения ограничивается стабилитроном VD1, а напряжение при этом составит на 0,7 В больше напряжения стабилизации. В случае же выходного напряжения ниже опорного, то выходное напряжение будет на 0,7 В ниже напряжения стабилизации стабилитрона VD2.

При расчёте компараторов и триггеров Шмитта с ограничением выходного напряжения в качестве U_НАС+ необходимо использовать U_СТ (когда используется один стабилитрон) или U_СТVD1 (при двухстороннем ограничении). А вместо U_НАС- необходимо использовать значение падения напряжения на диоде примерно 0,7 В (при одном стабилитроне) или U_СТVD2 (при двухстороннем ограничении).

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

компаратор и триггер Шмитта на ОУ

Published: Чт. 24 Ноябрь 2016

By Oleg Mazko

In Electronics.

tags: gEDA ngspice ОУ

Продолжаем осваивать NGSPICE вообще и ОУ в частности.

Компаратор сравнивает два аналоговых сигнала и выдаёт двоичный результат в виде 0 или 1 на выходе. Простейшую схему компаратора на ОУ мы уже построили ранее – на один из входов операционного усилителя подается известное опорное напряжение, на другой – сравниваемый аналоговый сигнал, например сигнал с датчика. Так как в схеме отсутствует обратная связь, то идеальный ОУ может быть только в режиме насыщения и соответственно либо с минимальным либо максимальным уровнем напряжения питания на выходе. В зависимости от того на какой из дифференциальных входов подаётся опорное напряжение компаратор может быть соответственно инвертирующим и неинвертирующим.

В следующих схемах использовалась SPICE модель операционного усилителя LT1007:

~$ wget http://cds.linear.com/docs/en/software-and-simulation/LT1007CS.txt

неинвертирующий компаратор с однополярным питанием | netlist | ngspice.js

ngspice 1 -> source comparator-single.net
ngspice 2 -> tran 10u 4m
ngspice 3 -> plot v(out) v(in)

Опорное напряжение задано делителем Rf1/Rf2 и очевидно равно 5В. При этом на вход поступает сигнал сложной формы. Компаратор отработал логически правильно сработав четырежды т.к. входное напряжение четырежды перевалило отметку 5В, однако на практике зачастую требуется иное поведение если предположить что провал напряжения посредине это была помеха. Для борьбы с этим неприятным явлением в компаратор с помощью ПОС добавляют гистерезис и называется такое решение триггером Шмитта.

Как видно на следующей схеме, триггер Шмитта очень похож на обычный компаратор за исключением положительной обратной связи через резистор Rf. Гистерезис добавляет задержку выключения компаратора и тем самым обеспечивается более высокая помехоустойчивость схемы.

инвертирующий триггер Шмитта с однополярным питанием | netlist | ngspice.js

ngspice 1 -> source shmitt-trigger-single.net
ngspice 2 -> tran 10u 4m
ngspice 3 -> plot v(out) v(in)

Приблизительный расчёт напряжений срабатывания с гистерезисом:

• верхний порог V1*Rf2/(Rf2+Rx) = 15*15000/(15000+29876) ≈ 5 В, где Rx = (Rf1*Rf)/(Rf1+Rf) = 47000*82000/(47000+82000) ≈ 29876 Ом

• нижний порог V1*Rx/(Rf1+Rx) = 15*12680/(47000+12680) ≈ 3.2 В, где Rx = (Rf2*Rf)/(Rf2+Rf) = 15000*82000/(15000+82000) ≈ 12680 Ом

Ну а фактически на картинке верхний порог срабатывания получился чуть меньше 5 Вольт, тогда как нижний чуть больше 3 Вольт.

Далее немного о выходных каскадах усилителей.

Расчет триггера шмитта на оу

Немного аналога [Расчет триггера шмитта на ОУ] — DRIVE2

Приветствую гостей и постояльцев моего блога, добавим немного аналога в цифровые будни, в этот раз поведаю о такой занятной вещи, как триггер шмитта.

Для тех, кто не знает, что такое операционный усилитель, транзистор и электрон — этот пост будет абсолютно бесполезен, но таких, к счастью, меньшинство))

Маленькое предисловие

Появилось у меня свободное время в коем-то веке, решил порадовать самое дорогое и горячё любимое, что у меня есть — это задница пятая точка))) А конкретно — собрать устройство, которое автоматически включало-бы и поддерживала заданную температуру обогрева сидений.

Разработано 2 варианта: цифровой на Attiny13, который видится в качестве коммерческого проекта и аналоговый на операционнике, который будет доступен к повторению, но вот функционал чуть-чуть похуже.

Устройства будут полностью автономные, не требующие включения, отключения и регулировки и подходящие на любую модель подогревов.

Пока машину не поставил на колеса, нет возможности испытать платы в действии, но об этом в следующих выпусках блога.

Ближе к делу

Ну и при создании аналоговой версии понадобилась мне такая штука, как триггер шмитта на операционнике.
Для тех, кто слабо понимает что это, немного поясню.

Это устройство, сравнивающие два сигнала и выдающее на выход ступенчато или ноль или напряжение питания, в зависимости от соотношений входных сигналов и имеющее петлю гистерезиса или по простому зону нечувствительности.

Это значит, что включившись при 2-х вольтах напряжения, он отключится при 1,5, для примера и не включится, пока напряжение снова не возрастет до 2-х. Это и есть гистерезис, обзовем его ΔU.

Мне для устройства понадобилась схема инвертирующего триггера шмитта т.е.

такого, который при увеличении напряжения выше порога срабатывания Uпор верхн выдаст на выход ноль и при снижении напряжения на входе ниже порога Uпор нижн выдаст на выход напряжение питания (единицу).

Вот на его примере и разберем, как нам сделать такую штуку и посчитать. Рассчеты в интернете есть, но они зачастую мудреные. Я Вам предлагаю рассчеты для своей схемы в формате Microsoft Exell таблиц, вбиваете свои числа и он выдает требуемые цифры.

Но обо всем по порядку.

Вот такая схема включения ОУ в качестве инвертирующего триггера шмитта.

Правее схемы диаграмма зависимости выходного напряжения (синее) от входного (красное). Есть некое опорное напряжение Uопорн, являющееся серединой между порогами переключения триггера.

Входной сигнал, достигнув верхнего порога Uопорн верхн перебрасывает триггер в ноль и тот там удерживается вплоть до достижения входом порога Uопорн нижн. Тогда триггер перебрасывается в единицу и остается в этом состоянии до достижения входным напряжением верхнего порога.

Таким образом, мы получаем фильтрацию колебаний напряжения в определенных пределах ΔU=Uопорн верхн — Uопорн нижн.

Зачем всё это? — спросите Вы. В моей схеме это используется для включения подогревов только после достижения напряжения бортсети значения 13,3В, что выше напряжения заряженного АКБ (12,72В) — это обеспечит включение подогревов только с работающим генератором.

И отключение подогревов при снижении напряжения в бортсети до 12,7В, что говорит о том, что генератор не работает и не даст разрядиться АКБ от подогревов.

В сочетании с автоматическим пуском при снижении температуры ниже определенного уровня полностью отпадает необходимость их ручного включения и отключения.

Что видим по схеме? Как и все триггеры шмитта, наш охвачен положительной обратной связью (ПОС) — резистор R6, которая и дает нам петлю гистерезиса.

Для стабильных параметров схемы делитель напряжения R3R4 должен питаться со стабилизированного источника напряжения 5В, от которого запитываем и наш ОУ.

Через делитель напряжения R1R2 мы на вход триггера подаем масштабированное напряжение бортсети авто.

Тонкость всего этого в том, что нужен более-менее точный расчет параметров резисторов и напряжений для обеспечения нужных вам порогов срабатывания.

Дабы не считать на калькуляторе долго и упорно, подбирая номиналы резисторов, создал я в экселе таблицы для расчетов. Давно им пользуюсь, очень удобный инструмент, если требуется множество однообразных вычислений.

СРАЗУ ОГОВОРЮСЬ: расчеты, представленные в таблицах, верны ТОЛЬКО для однополярного напряжения питания ОУ 5В и опорного напряжения 5В. При двуполярном напряжении питания или напряжениях, отличающихся от 5В РАСЧЕТЫ БУДУТ НЕВЕРНЫ!

Но так как у нас тематический автомобильный ресурс, то для расчетов берем однополярное 5В, его-же опорным и отслеживаемым 12В бортсети.

Основное окно таблиц.

Тут у нас схема и график для пояснений и несколько таблиц для расчетов напряжения с делителя R3R4, быстрого подбора номиналов делителя R1R2 и подбора номиналов резисторов ПОС R5R6 по необходимому значению гистерезиса ΔU и сводная таблица фактических расчетных значений порогов срабатывания.

Совершенно необходимым условием работы схемы является значительно большее сопротивление резистора R5 по сравнению с резисторамиR3R4 (не менее 1-го порядка).

Как пользоваться? — очень просто.

Вбиваем в графы сопротивления R3R4 и напряжение питания делителя 5В и получаем напряжение с делителя и ток через него. Это напряжение нам понадобится для подбора параметров резисторов R1R2. Пишем в поле Uделит ниже то напряжение, что посчитали выше (можно деликатно округлить).

Затем начинаем играть R1R2 до тех пор, пока не получим напряжение Uin оно-же опорное напряжение максимально близко к заданному.

После подбора номиналов R1 — R4 нужно подобрать R5R6 с учетом заданной петли гистерезиса ±ΔU заданные. Вносим значение R5 в соответствующее окно и получаем R6 а так-же рассчетные значения порогов переключения Uпор нижн и Uпор верхн.

Ну и осталось только подставить более-менее нормальные цифры R5R6, а не те, что рассчитал компьютер и убедиться, что полученные значения пороговых напряжений и гистерезиса нас устраивают.

Вот и всё, так всё просто. Спасибо всем, осилившим статью до конца.

Сам файл .xlsx 133кБ вирусов нет)))

Всем удачи, до новых записей.

P.S. Господа специалисты — электронщики, если у кого появится желание дополнить расчеты другими режимами с иными напряжениями или двуполярным питанием — буду очень рад, прошу написать.

UPD 14.06.15 Натолкнулся на онлайн расчет параметров триггера шмидта.

Аналоговый компаратор. Триггер Шмитта

   Аналоговый компаратор – это устройство, предназначенное для сравнения двух сигналов. Простейшая схема компаратора может быть построена на операционном усилителе без обратной связи. На один из входов операционного усилителя подается известное опорное напряжение, на другой –  сравниваемый аналоговый сигнал, например сигнал с датчика.  

   Разберем, как работает эта схема. 

Поведение операционного усилителя без обратной связи описывается уравнением:

Uout = (Uin1 – Uin2)*G

   где Uout – напряжение на выходе операционного усилителя, Uin1 – напряжение на неинвертирующем входе, Uin2 – напряжение на инвертирующем входе, G – коэффициент усиления с разомкнутой петлей обратной связи.

   В инженерных расчетах коэффициент усиления идеального операционного усилителя (G) обычно принимается равным бесконечности. Мы возьмем реальный операционный усилитель – LM358. Его коэффициент усиления равен приблизительно 100000.

   Подадим на неинвертирующий вход усилителя опорное напряжение в 1.5 вольта, а на инвертирующий вход синусоидальный сигнал амплитудой 1 вольт и постоянной составляющей 1.5 вольта.  

 По приведенной выше формуле рассчитаем выходное напряжение операционного усилителя для двух случаев.

1) Uin2

  Uout = (Uin1 – Uin2)* G = 1 мВ * 100000 = 100 В 

2) Uin2 > Uin1 на 1 мВ

  Uout = (Uin1 – Uin2)* G = -1 мВ * 100000 = -100 В

   Это в теории, на практике выходное напряжение операционного усилителя естественно не может выйти за пределы питающих напряжений. Реальное выходное напряжение операционного усилителя в этих случаях будет равно его положительному +Usat или отрицательному напряжению насыщения –Usat (saturation – насыщение).  

   У большинства операционных усилителей, включая и LM358, положительное и отрицательное  напряжение насыщения при однополярном питании равно  Vcc – (1..2) и 0 Вольт соответственно, где Vcc – это напряжение питания.

Также существуют операционные усилители, у которых выходное напряжение насыщения практически равно напряжению питания (rail-to-rail усилители).  Да, и не забудь, что на выходное напряжение усилителя оказывает влияние нагрузка.

Низкоомная нагрузка на выходе усилителя будет уменьшать его выходное напряжение.

С учетом выше сказанного:

1) Uout = ~Vcc  – 1.5= 5 – 1.5 = 3.5 В

2)Uout = ~0 В

   То есть пока входной сигнал меньше опорного – на выходе операционного усилителя будет положительное напряжение насыщения. Как только входной сигнал превысит опорный – выходное напряжение операционного усилителя станет равно нулю.    Описанная схема представляет собой инвертирующий компаратор. Если мы поменяем источники напряжения местами, то получим неинвертирующий компаратор. Попробуй самостоятельно разобраться, как при этом поведет себя схема. 

   Компаратор можно использовать для обработки сигналов датчиков. Например, на компараторе можно построить простой датчик освещенности. 

 

   К сожалению, такая схема компаратора обладает существенным недостатком. При подаче на вход усилителя зашумленного сигнала, на выходе будут наблюдаться многократные переключения напряжения. Если выход операционного усилителя управляет электромагнитным реле, такое поведение схемы вызовет подгорание контактов реле.  

   Для устранения этих колебаний в схему добавляют управляемую положительную обратную связь.

   Триггер Шмитта – это компаратор с положительной обратной связью. В этой схеме часть выходного сигнала операционного усилителя подается на неинвертирующий вход и задает пороги переключения схемы. 

Электрическая схема инвертирующего триггера Шмитта представлена ниже. 

Разберемся, как она работает. 

   Операционный усилитель у нас запитан от двуполярного 5-ти вольтового источника питания.  На инвертирующий вход Uin2 подается синусоидальный сигнал амплитудой +-2 В. Резисторы R1 и R2 имеют номиналы 25 кОм и 10 кОм соответственно. 

   Напряжение на неинвертирующем входе снимается с делителя напряжения подключенного к выходу операционного усилителя и  мы можем рассчитать его значение для положительного и отрицательного напряжения насыщения.

1) Uin1 = +Usat*R2/(R1+R2) = 3.5*10/35 = 1 В

2) Uin1 = -Usat*R2/(R1+R2) = -3.5*10/35 = -1 В

   Когда на выходе усилителя положительное напряжение насыщения – на неинвертирующем входе напряжение 1 В. Допустим, входной сигнал медленно нарастает от нуля.

Пока напряжение сигнала меньше напряжения на неинвертирующем входе – ничего не происходит.

Как только сигнал превысит порог в  1 вольт, выходное напряжение операционного усилителя «переключится» и станет равным отрицательному напряжению  насыщения. Это изменит напряжение на неинвертирующем входе, оно станет равным (-1) вольт.  

    Входной сигнал будет нарастать до своего максимум, а потом пойдет на спад. Когда его амплитуда станет меньше 1 вольта, на выходе усилителя будет по-прежнему отрицательное напряжение насыщения.

И только когда входной сигнал пересечет порог (-1) вольт, выходное напряжение снова «переключится» и станет равным положительному напряжению насыщения.

Естественно это повлечет за собой изменение порогового напряжения.. 

     На графике ниже ты можешь видеть, как меняется выходной сигнал операционного усилителя в зависимости от входного.

   Благодаря такому поведению схемы, зашумленный сигнал не будет вызывать колебаний на выходе усилителя.

  Триггер Шмитта демонстрирует такое свойство систем, как гистерезис. Которое заключается в том, что реакция системы на текущее воздействие зависит от воздействия, действующего на нее ранее. То есть поведение системы зависит от ее истории. 

   Если выразить поведение схемы в виде графика зависимости выходного напряжения от входного, то мы получим так называемую петлю гистерезиса.

 

Где Uht – верхний порог триггера Шмитта, Ult- нижний порог  

Uht = +Usat*R2/(R2+R1)

Uht = -Usat*R2/(R2+R1)

 Еще одно свойство триггера Шмитта, возникающее вследствие положительной обратной связи – это увеличение скорость переключения выходного напряжения, по сравнению с простым компаратором.

Как только выходное напряжение операционного усилителя начинает меняться, положительная обратная связь увеличивает разностное напряжение  (Uin1 – Uin2) и еще больше изменяет выходное напряжение, что в свою очередь еще больше увеличивает разностное. 

   Как и простейшая схема компаратора, триггер Шмитта имеет «неинвертирующую версию», но здесь мы на ней останавливаться уже не будем.

   Теперь о недостатках схемы.

   Пороговые значения триггера Шмитта задаются с помощью делителя напряжения, и они симметричны относительно «нуля питания». Именно поэтому в схеме используется двуполярный источник питания. Хотелось бы иметь возможность запитывать схему от однополярного источника и задавать несимметричные пороговые напряжения.  

   О расчете такой схемы и примерах ее использования в следующей статье….

Принцип работы триггера Шмитта на ОУ

Триггер Шмитта –  это компонент электронного устройства, функция  которого  является формирование постоянно изменяющегося сигнала на входе в серию прямоугольных импульсов на выходе. Применяется  в аналого-цифровых преобразователях, фильтрах, линиях связи.

Триггер Шмитта имеет свое отличие от других видов триггеров тем, что он имеет единственный вход и один выход и не имеет свойства памяти. Триггер Шмитта состоит из двух инверторов, имеющих положительно-обратную связь (ПОС), в результате чего состояние выхода триггера может меняться лавинообразно.

Описание работы схемы

Триггер Шмитта  это компаратор, имеющий ПОС.  В данной схеме доля выходного электрического сигнала ОУ поступает на прямой вход и устанавливает уровень, при котором схема будет переключаться.

Принципиальная схема работы триггера Шмитта на ОУ изображена ниже.

ОУ подключен к двухполярному блоку питания на 5 вольт. На инверсный вход DA1 поступает синусоидный  сигнал равный амплитуде 2 В. Сопротивления R1 и R2 имеют значения 25 кОм и 10 кОм. Напряжение на прямом выводе DA1 поступает с делителя напряжения построенного на резисторах R1 и R2, который подключен к выходу ОУ.  Формула расчета для определения напряжения насыщения:

Uвх1 = +U*R2/(R1+R2) = 3,5*10/35 = 1 В

Uвх1 = -U*R2/(R1+R2) = -3,5*10/35 = -1 В 

Когда на выходе ОУ напряжение с положительным потенциалом насыщения – на прямом входе напряжение равно  1 вольту. Предположим, входной электрический сигнал постепенно увеличивается с нуля.

Пока потенциал входного сигнала не превышает напряжения на прямом входе – схема находится в стабильном состоянии.

Чуть только входной электрический сигнал превзойдет величину в  1 вольт, напряжение на входе ОУ сменит свою полярность на отрицательное напряжение  насыщения. Это поменяет напряжение на прямом входе ОУ, и оно будет равно -1 вольт.

Входной электрический сигнал постепенно будет увеличиваться до максимума, а затем начнет уменьшаться. После того как амплитуда сигнала на входе станет менее 1 вольта, то на выходе ОУ будет так же отрицательный потенциал насыщения. Как только сигнал на входе пройдет величину -1В, напряжение на выходе   поменяется и будет равным положительному потенциалу насыщения.

На графике можно наблюдать зависимость выходного напряжения триггера Шмитта от входного.

В результате такой работы схемы шумы входного сигнала не будут влиять на выходной сигнал.

Триггер Шмитта на операционном усилителе (ОУ)

Триггера Шмитта является очень полезным элементом при проектировании проектировать схем различных устройств.

Триггера Шмитта используется во многих областях электроники и связи. Довольно часто используется в цифровых схемах для сопряжения аналогового сигнала. Триггер срабатывает при определенном напряжении на его входе, выдавая сигнал логического уровня в зависимости от уровня напряжения на входе.

Например, для восстановления цифрового сигнала в зашумленных линиях связи, в системах цифро-аналогового преобразования и так далее.

Триггер Шмитта на операционном усилителе

Для построения триггера Шмитта используют компаратор на обычном операционном усилителе (ОУ) или же применяют специальную микросхему компаратора, и это встречается чаще.

Необходимо обратить внимание, что при использовании ОУ в триггере Шмитта, если входной сигнал является медленно нарастающим или имеет шумы, то существует вероятность того, что выход будет многократно переключаться, вследствие неполного закрытия-открытия выходного транзистора ОУ. Это связано с таким параметром ОУ как входное напряжение смещения.

Обычный компаратор может быть легко преобразован в триггер Шмитта путем добавления положительно-обратной связи (ПОС) операционного усилителя или компаратора. Это обеспечивается добавлением резистора R3 в приведенной ниже схеме.

Эффект от данного резистора (R3) проявляется в том, что он смещает порог переключения зависящий от выходного состояния компаратора или операционного усилителя.

 Когда выходной сигнал компаратора является высоким, то это напряжение подается обратно на неинвертирующий вход операционного усилителя. В результате порог переключения становится выше. Когда же на выходе напряжение падает, то порог переключения также снижается. Это придает схеме так называемый гистерезис.

Применение положительно-обратной связи создает более высокий коэффициент усиления и, следовательно, переключение происходит быстрее. Это особенно полезно, когда входной сигнал медленно изменяющийся. Так же для увеличения скорости переключения триггера Шмита, параллельно резистору ПОС подключают так называемый скоростной конденсатор емкостью 10…100 пФ.

Довольно легко подобрать резисторы, необходимые для работы триггера Шмитта. Уровень напряжения, при котором необходимо, чтобы триггер переходил в свое противоположное состояние, задается делителем напряжения из резисторов R1 и R2. Это первое что необходимо сделать. Затем уже подбирается резистор обратной связи R3.

Особенности построения Триггера Шмитта на ОУ

При использовании ОУ в качестве компаратора, необходимо соблюдать осторожность. Операционный усилитель спроектирован для функционирования в схемах с отрицательной обратной связью. В результате, производители ОУ не гарантируют, что ОУ будут также надежно работать в цепях без обратной связи, либо с положительной обратной связью, как и в случае с триггером Шмитта.

Операционный усилитель

Что то часто мне стали задавать вопросы по аналоговой электронике. Никак сессия студентов за яцы взяла? 😉 Ладно, давно пора двинуть небольшой ликбезик. В частности по работе операционных усилителей. Что это, с чем это едят и как это обсчитывать.

Что это
Операционный усилитель это усилок с двумя входами, невье… гхм… большим коэфициентом усиления сигнала и одним выходом. Т.е. у нас Uвых= K*Uвх а К в идеале равно бесконечности.

На практике, конечно, там числа поскромней. Скажем 1000000. Но даже такие числа взрывают мозг при попытке их применить напрямую.

Поэтому, как в детском саду, одна елочка, две, три, много елочек — у нас тут много усиления 😉 И баста.

А входа два. И один из них прямой, а другой инверсный.

Напряжение на выходе в таком случае обсчитывается как:

Uout=(U2-U1)*K

Очевидно, что если на прямом входе напряжение больше чем на инверсном, то на выходе плюс бесконечность. А в обратном случае будет минус бесконечность.

Разумеется в реальной схеме плюс и минус бесконечности не будет, а их замещать будет максимально высокое и максимально низкое напряжение питания усилителя. И у нас получится:

Компаратор
Устройство позволяющее сравнивать два аналоговых сигнала и выносить вердикт — какой из сигналов больше. Уже интересно.

Применений ему можно придумать массу. Кстати, тот же компаратор встроен в большую часть микроконтроллеров и как им пользоваться я показывал на примере AVR в статьях про использование аналогового компаратора и про создание на его базе АЦП.

Также компаратор замечательно используется для создания всяких ШИМ сигналов.

Но одним компаратором дело не ограничивается, ведь если ввести обратную связь, то из ОУ можно сделать очень многое.

Обратная связь
Если мы сигнал возьмем со выхода и отправим прямиком на вход, то возникнет обратная связь.

Положительная обратная связь
Возьмем и загоним в прямой вход сигнал сразу с выхода.

Что получим? А ничего интересного, процесс пойдет по следующей цепочке событий.

Uout = (0 — U1)*К = — К*U1
Uout’ = (-K*U1 — U1)*K1 …

В общем, выход мгновенно свалится в бесконечные минуса, а в реале ляжет на шину отрицательного питания и усе. Поэтому такое включение применяется крайне редко. Например в триггере Шмитта для обеспечения гистерезиса.

Триггер Шмитта
Представим себе компаратор включенный по такой вот схеме и запитанный от +/- 15 вольт:

• Напряжение U1 больше нуля — на выходе -15 вольт
• Напряжение U1 меньше нуля — на выходе +15 вольт

А что будет если напряжение будет равно нулю? По идее на выходе должен быть ноль. Но в реальности напряжение НИКОГДА не будет равно нулю.

Ведь даже если на один электрон заряд правого перевесит заряд левого, то уже этого достаточно, чтобы на бесконечном усилении вкатить потенциал на выход.

И на выходе начнется форменный ад — скачки сигнала то туда, то сюда со скоростью случайных возмущений, наводящихся на входы компаратора.

Для решения этой проблемы вводят гистерезис. Т.е. своего рода зазор между переключениями из одного состояния в другое. Для этого вводят положительную обратную связь, вот так:

Считаем, что на инверсном входе в этот момент +10 вольт. На выходе с ОУ минус 15 вольт. На прямом входе уже не ноль, а небольшая часть выходного напряжения с делителя. Примерно -1.

4 вольта Теперь, пока напряжение на инверсном входе не снизится ниже -1.4 вольта выход ОУ не сменит своего напряжения. А как только напряжение станет ниже -1.

4, то выход ОУ резко перебросится в +15 и на прямом входе будет уже смещение в +1.4 вольта.

И для того, чтобы сменить напряжение на выходе компаратора сигналу U1 надо будет увеличиться на целых 2.8 вольта, чтобы добраться до верхней планки в +1.4.

Возникает своеобразный зазор где нет чувствительности, между 1.4 и -1.4 вольтами. Ширина зазора регулируется соотношениями резисторов в R1 и R2. Пороговое напряжение высчитывается как Uout/(R1+R2) * R1 Скажем 1 к 100 даст уже +/-0.14 вольт.

Но все же ОУ чаще используют в режиме с отрицательной обратной связью.

Отрицательная обратная связь
Окей, воткнем по другому:

Повторитель
И получился у нас повторитель. Т.е. на входе U1, на инверсном входе Uout = U1. Ну и получается, что Uout = U1.

Спрашивается нафига нам такое счастье? Можно же было напрямую кинуть провод и не нужен будет никакой ОУ!

Можно, но далеко не всегда. Представим себе такую ситуацию, есть датчик выполненный в виде резистивного делителя:

Нижнее сопротивление меняет свое значение, меняется расклад напряжений выхода с делителя. А нам надо снять с него показания вольтметром. Но у вольтметра есть свое внутреннее сопротивление, пусть большое, но оно будет менять показания с датчика.

Более того, если мы не хотим вольтметр, а хотим чтобы лампочка меняла яркость? Лампочку то сюда никак не подключить уже! Поэтому выход буфферизируем операционным усилителем. Его то входное сопротивление огромно и влиять он будет минимально, а выход может обеспечить вполне ощутимый ток (десятки миллиампер, а то и сотни), чего вполне хватит для работы лампочки.

В общем, применений для повторителя найти можно. Особенно в прецезионных аналоговых схемах. Или там где схемотехника одного каскада может влиять на работу другого, чтобы разделить их.

Усилитель
А теперь сделаем финт ушами — возьмем нашу обратную связь и через делитель напряжения подсадим на землю:

Теперь на инверсный вход подается половина выходного напряжения. А усилителю то по прежнему надо уравнять напряжения на своих входах. Что ему придется сделать? Правильно — поднять напряжение на своем выходе вдвое выше прежнего, чтобы компенсировать возникший делитель.

Теперь будет U1 на прямом. На инверсном Uout/2 = U1 или Uout = 2*U1.

Поставим делитель с другим соотношением — ситуация изменится в том же ключе. Чтобы тебе не вертеть в уме формулу делителя напряжения я ее сразу и дам:

Uout = U1*(1+R1/R2)

Мнемонически запоминается что на что делится очень просто:

Таким образом, можно очень легко умножать аналоговые значения на числа больше 1. А как быть с числами меньше единицы?

Инвертирующий усилитель
Тут поможет только инверсный усилитель. Разница лишь в том, что мы берем и прямой вход коротим на землю.

При этом получается, что входной сигнал идет по цепи резисторов R2, R1 в Uout. При этом прямой вход усилителя засажен на нуль.

Вспоминаем повадки ОУ — он постарается любыми правдами и неправдами сделать так, чтобы на его инверсном входе образовалось напряжение равное прямому входу. Т.е. нуль.

Единственный вариант это сделать — опустить выходное напряжение ниже нуля настолько, чтобы в точке 1 возник нуль.

Итак. Представим, что Uout=0. Пока равно нулю. А напряжение на входе, например, 10 вольт относительно Uout. Делитель из R1 и R2 поделит его пополам. Таким образом, в точке 1 пять вольт.

Пять вольт не равно нулю и ОУ опускает свой выход до тех пор, пока в точке 1 не будет нуля. Для этого на выходе должно стать (-10) вольт. При этом относительно входа разность будет 20 вольт, а делитель обеспечит нам ровно 0 в точке 1. Получили инвертор.

Но можно же и другие резисторы подобрать, чтобы наш делитель выдавал другие коэффициенты!
В общем, формула коэффициента усиления для такого усилка будет следующей:

Uout = — Uin * R1/R2

Ну и мнемоническая картинка для быстрого запоминания ху из ху.

Вычитающая схема
Однако никто же не мешает подать на прямой вход не ноль, а любое другое напряжение. И тогда усилитель будет пытаться приравнять свой инверсный вход уже к нему. Получается вычитающая схема:

Допустим U2 и U1 будет по 10 вольт. Тогда на 2й точке будет 5 вольт. А выход должен будет стать таким, чтобы на 1й точке стало тоже 5 вольт. То есть нулем. Вот и получается, что 10 вольт минус 10 вольт равняется нуль. Все верно 🙂

Если U1 станет 20 вольт, то выход должен будет опуститься до -10 вольт.
Сами посчитайте — разница между U1 и Uout станет 30 вольт. Ток через резистор R4 будет при этом (U1-Uout)/(R3+R4) = 30/20000 = 0.0015А, а падение напряжения на резисторе R4 составит R4*I4 = 10000*0. 0015 = 15 вольт. Вычтем падение в 15 вольт из входных 20 и получим 5 вольт.

Таким образом, наш ОУ прорешал арифметическую задачку из 10 вычел 20, получив -10 вольт.

Более того, в задачке есть коэффициенты, определяемые резисторами. Просто у меня, для простоты, резисторы выбраны одинакового номинала и поэтому все коэффициенты равны единице. А на самом деле, если взять произвольные резисторы, то зависимость выхода от входа будет такой:

Uout = U2*K2 — U1*K1

K2 = ((R3+R4) * R6 ) / (R6+R5)*R4
K1 = R3/R4

Мнемотехника для запоминания формулы расчета коэффициентов такова:
Прям по схеме. Числитель у дроби вверху поэтому складываем верхние резисторы в цепи протекания тока и множим на нижний. Знаменатель внизу, поэтому складываем нижние резисторы и множим на верхний.

Если же вводные резисторы (R4 и R5) равны друг другу. И резистор обратной связи и резистор на землю (R3 и R6) тоже равны друг другу. То формула упрощается до

Uout = R3/R4 (U2 — U1).

Таким образом, на одном усилке можно два сигнала сначала вычесть, а потом умножить на константу. Этим, кстати, я воспользовался в схеме реобаса, чтобы привести милливольтный сигнал с датчика температуры к вменяемому виду.

Раз можно вычитать, то можно и суммировать

Сумматор инвертирующий

Тут все просто. Т.к. точка 1 у нас постоянно приводится к 0, то можно считать, что втекающие в нее токи всегда равны U/R, а входящие в узел номер 1 токи суммируются. Соотношение входного резистора и резистора в обратной связи определяет вес входящего тока.

Ветвей может быть сколько угодно, я же нарисовал всего две.

Uout = -1(R3*U1/R1 + R3*U2/R2)

Резисторы на входе (R1, R2) определяют величину тока, а значит общий вес входящего сигнала. Если сделать все резисторы равными, как у меня, то вес будет одинаковым, а коэффициент умножения каждого слагаемого будет равен 1. И Uout = -1(U1+U2)

Сумматор неинвертирующий
Тут все чуток посложней, но похоже.

Uout = U1*K1 + U2*K2

K1 = R5/R1
K2 = R5/R2

Причем резисторы в обратной связи должны быть такими, чтобы соблюдалось уравнение R3/R4 = K1+K2

В общем, на операционных усилителях можно творить любую математку, складывать, умножать, делить, считать производные и интегралы. Причем практически мгновенно. На ОУ делают аналоговые вычислительные машины. Одну такую я даже видел на пятом этаже ЮУрГУ — дура размером в пол комнаты. Несколько металлических шкафов. Программа набирается соединением разных блоков проводочками 🙂

Продолжение следует, когда-нибудь 🙂

Как работает компаратор на операционном усилителе(ОУ)

Прежде чем начнём разбираться с компаратором, давайте вспомним, что такое операционный усилитель(ОУ). Операционный усилитель имеет пять выводов и на схемах обозначается треугольником, как показано на рисунке ниже.

Давайте подробнее рассмотрим назначение выводов:

• два вывода для подключения питания, плюс и минус напряжения питания;
• два входа, один неинвертирующий, обозначенный V+ и один инвертирующий, обозначенный V-;
• один выход, обозначенный Vвых;

Скорее всего, у того кто до этого не был знаком с операционным усилителем возникнет вопрос, что такое инвертирующий и неинвертирующий вход, давайте рассмотрим это на примере.
На рисунке выше видно, что если напряжение на неинвертирующем входе больше чем на инвертирующем, то на выходе будет плюс напряжение питания.Если, наоборот, напряжение на инвертирующем входе будет больше чем на неинвертирующем, то на выходе будет минус напряжение питания.

По сути мы рассмотрели как работает компаратор. Компаратор от английского слова compare – сравнить, то есть он сравнивает два напряжения и в зависимости от того на каком из входов оно выше, устанавливает на выходе плюс или минус напряжения питания. Также, можно сказать, что компаратор — это схема включения ОУ без отрицательной обратной связи, обладающая большим коэффициентом усиления. Под отрицательной обратной связью понимают, соединение инвертирующего входа с выходом, напрямую или через электронный компонент, например, резистор, кондесатор или диод.

Для демонстрации, того как работает компаратор рассмотрим схему, изображённую ниже.
В этой схеме с помощью делителя, резисторами 10К и 100К, устанавливается на инвертирующем входе напряжение 0,45V, его ещё называют опорным. Пока напряжение на неинвертирующем входе меньше 0,45V, на выходе будет 0V и светодиод не загорится, как только напряжение на неинвертирующем входе превысит это значение, на выходе станет 5V и светодиод загорится. Таким образом, вращая потенциометр, мы можем зажигать и гасить светодиод. Схема непрактичная, но наглядная.

В одной из статей описывается как работает пиковый детектор, там как раз можно увидеть ОУ включённый как компаратор. Для увеличения можно кликнуть по фото.

Давайте немного упростим схему.
И подключим осциллограф к входам компаратора. Первый канал — неинвертирующий вход, второй — инвертирующий.

Во время хлопков в ладоши возникают всплески, если при этом амплитуда всплесков(жёлтые) превышает опорное напряжение(бирюзовый), на выходе появляется плюс напряжения питания, иначе минус.В этом случае в качестве датчика у нас выступает микрофон, также в качестве датчика может выступать фотодиод, для включения света при низком уровне освещенности, а его мы задаем опорным напряжением.

Ранее, мы договорились, что компаратор — это схема включения ОУ без отрицательной обратной связи. Но кроме отрицательной обратной связи существует, ещё положительная обратная связь.

Схема, изображенная выше, называется инвертирующий триггер Шмитта, по сути это тот же компаратор, только с положительной обратной связью. Принцип его работы заключается в следующем, помните на осциллограмме когда жёлтые линии пересекали бирюзовую, изменялось напряжение на выходе. Так вот здесь линий, которые можно пересечь две, при превышении верхней линии на выходе появляется минус напряжения питания, если значение опустится ниже нижней линии —плюс, а в промежутке между линиями система сохраняет своё состояние.

Так же существует неинвертирующий триггер Шмитта, он изображен на схеме ниже.

Логичным вопросом будет, почему того же Отто Герберт Шмитт не устроил обычный компаратор и он изобрел свой. Ответ прост, если на вход компаратора без положительной обратной связи подать зашумленный сигнал, это вызовет множество ложных срабатываний, для того чтобы избежать этого был придуман триггер Шмитта, у которого два порога переключения.Правда и у него тоже есть, что доработать. Хотелось бы избавиться от двуполярного питания и так как пороги срабатывания задаются с помощью делителя, то они симметричны относительно нуля, а хотелось бы выбирать их произвольно.

Пожалуй это всё, что хотелось рассказать про компараторы на ОУ, если появилось желание разобраться более подробно, добро пожаловать сюда.

NGSPICE.js – компаратор и триггер Шмитта на ОУ

Published: Чт. 24 Ноябрь 2016By Oleg Mazko

In Electronics.

tags: gEDA ngspice ОУ

Продолжаем осваивать NGSPICE вообще и ОУ в частности.

Компаратор сравнивает два аналоговых сигнала и выдаёт двоичный результат в виде 0 или 1 на выходе. Простейшую схему компаратора на ОУ мы уже построили ранее – на один из входов операционного усилителя подается известное опорное напряжение, на другой – сравниваемый аналоговый сигнал, например сигнал с датчика.

Так как в схеме отсутствует обратная связь, то идеальный ОУ может быть только в режиме насыщения и соответственно либо с минимальным либо максимальным уровнем напряжения питания на выходе.

В зависимости от того на какой из дифференциальных входов подаётся опорное напряжение компаратор может быть соответственно инвертирующим и неинвертирующим.

В следующих схемах использовалась SPICE модель операционного усилителя LT1007:

~$ wget http://cds.linear.com/docs/en/software-and-simulation/LT1007CS.txt

неинвертирующий компаратор с однополярным питанием | netlist | ngspice.js

ngspice 1 -> source comparator-single.net
ngspice 2 -> tran 10u 4m
ngspice 3 -> plot v(out) v(in)

Опорное напряжение задано делителем Rf1/Rf2 и очевидно равно 5В. При этом на вход поступает сигнал сложной формы. Компаратор отработал логически правильно сработав четырежды т.к.

входное напряжение четырежды перевалило отметку 5В, однако на практике зачастую требуется иное поведение если предположить что провал напряжения посредине это была помеха.

Для борьбы с этим неприятным явлением в компаратор с помощью ПОС добавляют гистерезис и называется такое решение триггером Шмитта.

Как видно на следующей схеме, триггер Шмитта очень похож на обычный компаратор за исключением положительной обратной связи через резистор Rf. Гистерезис добавляет задержку выключения компаратора и тем самым обеспечивается более высокая помехоустойчивость схемы.

инвертирующий триггер Шмитта с однополярным питанием | netlist | ngspice.js

ngspice 1 -> source shmitt-trigger-single.net
ngspice 2 -> tran 10u 4m
ngspice 3 -> plot v(out) v(in)

Приблизительный расчёт напряжений срабатывания с гистерезисом:

• верхний порог V1*Rf2/(Rf2+Rx) = 15*15000/(15000+29876) ≈ 5 В, где Rx = (Rf1*Rf)/(Rf1+Rf) = 47000*82000/(47000+82000) ≈ 29876 Ом
• нижний порог V1*Rx/(Rf1+Rx) = 15*12680/(47000+12680) ≈ 3.2 В, где Rx = (Rf2*Rf)/(Rf2+Rf) = 15000*82000/(15000+82000) ≈ 12680 Ом

Ну а фактически на картинке верхний порог срабатывания получился чуть меньше 5 Вольт, тогда как нижний чуть больше 3 Вольт.

Далее немного о выходных каскадах усилителей.

Компараторы. Триггер Шмитта

Компаратор (рисунок 2.

25)осуществляет сравнение измеряемого входного напряжения (Uвх) с постоянным опорным напряжением (Uоп) и, при достижении входным напряжением уровня опорного напряжения, изменяет полярность напряжения на выходе операционного усилителя (ОУ), например, с +Uвыхmax на –Uвыхmax. При Uon=0, компаратор осуществляет фиксацию момента перехода выходного напряжения через ноль.

Компараторы применяются в системах автоматического управления, в измерительной технике, цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователях и др.

Рисунок 2.25

Разность напряжений Uвх-Uon является входным напряжением Uо ОУ. При Uвх0 и Uвых=

-Uвыхmax. Изменение полярности выходного напряжения происходит при переходе входного измеряемого напряжения через значение Uon.

Широкое применение получил компаратор, в котором ОУ охвачен положительной обратной связью по неинвертирующему входу с помощью резисторов R1 и R2 (рисунок 2.26).

Рисунок 2.26

Такой компаратор обладает передаточной характеристикой с гистерезисом и называется «Триггер Шмита».Переключение схемы в состояние -Uвыхmax происходит при достижении Uвх напряжения (порога) срабатывания Uср, а возвращение в исходное состояние Uвых=Uвыхmax при снижении Uвх до напряжения (порога) отпускания Uотп.

=

=

Ширина зоны гистерезиса

Важнейшим показателем ОУ, работающих в импульсном режиме является их быстродействие, которое оценивается задержкой срабатывания и временем нарастания выходного напряжения. Задержка срабатывания (время задержки выходного импульса) ОУ составляет единицы микросекунд, а время нарастания выходного напряжения – доли микросекунд.

Мультивибраторы

Мультивибраторы предназначены для генерирования последовательности импульсов прямоугольной формы с требуемыми параметрами: частотой, амплитудой, длительностью и др. Для построения мультивибраторов применяют ОУ в интегральном исполнении.

Рассмотрим схему симметричного мультивибратора на ОУ (рисунок 2.27). Её основой служит компаратор на ОУ с положительной обратной связью. Автоколебательный режим работы создаётся за счёт подключения к инвертирующему входу ОУ времязадающей RC-цепочки.

Рисунок 2.27

Пусть до момента времени t1 Uo>0. Это определяет напряжение на выходе ОУ Uвых=Uвыхm- и на его неинвертирующем входе U+=kUвыхm-, где k– коэффициент передачи цепи обратной связи. Конденсатор заряжается через резистор R напряжением полярностью без скобок.

В момент t1 напряжение на инвертирующем входе достигает напряжения на неинвертирующем входе, то есть U=kUвыхm-. Напряжение Uo=0, что вызывает изменение полярности напряжения на выходе ОУ. Uвых=Uвыхm+.

Напряжение U+ также изменяет знак и становится равнымkUвыхm+, что соответствует Uo

Триггер Шмитта на ОУ

Триггер Шмитта

Rэ осуществляет положительную ОС.

При Uвх=0 VT1 закрыт, VT2 открыт высоким Uк1. Через Rэ протекает и выделяет на нем напряжение , ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ прикладывается также к эммитеру первого транзистора VT1. При увеличении Uвх да значения VT1 открывается лавинообразно, VT2 закрываентся. Через Rэ протекает и выделяет на нем . Т.к.

, то для запирания VT1 на его базу крайне важно подать , ᴛ.ᴇ. амплитудная характеристика обладает гистерезисом, ширина петли которого определяется величиной , а также Rэ. Эти резисторы влияют также и на значение порога срабатывания триггера.

ограничивает ток базы VT2 и в некоторых схемах может отсутствовать.

Триггер Шмитта на ОУ (компаратор напряжений с гистерезисом) – компаратор на ОУ с положительной ОС.

Напряжение на инвертирующем входе больше, чем на инвертации, что поддерживает на выходе высокий положительный уровень. Т.к. Uвх станет больше +2В, происходит опрокидывание триггера и напряжение на выходе будет -12В.

На инвертирующем входе U=-2B . Для того, чтобы вернуть триггер в прежнее состояние крайне важно подать на вход отрицательное напряжение, превышающее по модулю 2В.

Триггер Шмитта функционально является компаратором, уровни включения и выключения которого не совпадают, как у обычного компаратора, а различаются на величину называемую гистерезисом переключения.

Напряжение срабатывания можно изменять подачей то внешних источников на входы ОУ. Ширина петли гистерезиса определяется соотношением R1 и R2. Существуют инвертирующие и неинвертирующие триггеры Шмитта.

Триггер Шмитта на транзисторах

Триггер Шмитта на ОУ и его выходная характеристика

В схеме триггера Шмита гистерезис переключения достигается тем, что компаратор охватывается положительной обратной связью через делитель напряжения R27, R28. В случае если на инвертирующий вход подать большое отрицательное напряжение Uвх, то выходное напряжение компаратора составит Uвых = Uвых.мах.

На неинвертирующем входе потенциал будет составлять U+мах=Uвых.мах·R28/(R28+R27). При повышении входного напряжения Uвх величина выходного напряжения сначала не меняется. Но как только Uвх достигнет значения U+мах выходное напряжение начинает падать, в вместе с ним снижается и потенциал U+мах на неинвертирующем входе.

Благодаря действию положительной обратной связи Uвых скачком падает до величины Uвых.min, а потенциал U+ принимает значение U+min= Uвых.min·R28/(R28+R27). Разность напряжений между входами будет достаточно большой отрицательной величиной, и достигнутое состояние – стабильным. Теперь выходное напряжение изменится опять до значения Uвых.

мах только тогда, когда входное напряжения достигнет значения U+min.

Из выше сказанного следует, что величина гистерезиса переключения определяется по формуле: .

А) Б)

Схема А) инвертирующего, Б) не инвертирующего триггера Шмидта.

Используются: для сравнения двух зашумленных либо медленно изменяющихся вов времени сигналов, что позволяет исключить многократное срабатывание компаратора при близких значениях входных напряжений, ᴛ.ᴇ. они обладают высокой регулируемой помехоустойчивостью, однако обеспечивают меньшую точность, чем обычные компараторы.

Компараторы выпускаются в виде готовых изделий с целью улучшения быстродействия, использования одного источника питания и с возможностью подключения к нагрузке источника питания другой величины. Также компараторы чаще всœего не могут выполнять роль усилителœей. ОУ могут работать в качестве компараторов. Синфазное входное напряжение должна быть меньше 0, в минимальное выходное =0,1 В.

– Триггер Шмитта на ОУ

Триггер Шмитта Rэ осуществляет положительную ОС. При Uвх=0 VT1 закрыт, VT2 открыт высоким Uк1. Через Rэ протекает и выделяет на нем напряжение , которое прикладывается также к эммитеру первого транзистора VT1. При увеличении Uвх да значения VT1 открывается лавинообразно, VT2… [читать подробнее].

СПЕЦИАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

 

Компараторы на ОУ

 

Компаратор (или сравнивающее устройство) определяет, какой из двух сигналов больше, или один из сигналов достигает заданного значения.

Входные аналоговые сигналы компаратора обычно различают как анализируемый сигнал – U_вх и опорный сигнал U_оп, с которым сравнивается U_вх.

Выходной сигнал компаратора – дискретный или логический сигнал, содержащий 1 бит информации.

Выходной сигнал компаратора почти всегда действует на входы логических цепей. Таким образом, компаратор – это, прежде всего, неотъемлемый элемент при решении задачи перехода от аналогового представления информации к цифровому.

Простейшая схема компаратора

Если включить операционный усилитель без обратной связи, как показано на рис 3.1, то он будет представлять собой компаратор.

Рисунок 3.1 – Простейший компаратор

 

Его выходное напряжение составляет

Передаточная характеристика такого компаратора изображена на рис. 3.2.

Рисунок 3.2 – Передаточная характеристика компаратора

 

Благодаря высокому коэффициенту усиления схема переключается при очень малой величине разности напряжений , поэтому пригодна для сравнения двух напряжений с высокой точностью.

При смене знака разности входных потенциалов выходное напряжение не может мгновенно перейти из одного уровня насыщения к другому, так как величина скорости нарастания выходного напряжения операционного усилителя ограничена. Для стандартного частотно скорректированного операционного усилителя она составляет около 1 V/μS. Переход с уровня –13 V на уровень +13 V длится, таким образом, 26 μS. Вследствие конечного времени восстановления операционного усилителя при выходе его из состояния насыщения задержка переключения компаратора еще увеличивается.

Существенно меньших значений времени задержки можно добиться, если использовать специализированные ИC компараторов. Они предназначены для работы без обратной связи и имеют особо малые значения времени восстановления. Коэффициент усиления, а, следовательно, и точность установки срабатывания этих ИС несколько меньше, чем у стандартных ОУ. Выход такого компаратора связан, как правило, со встроенным преобразователем уровня сигнала, благодаря которому такой компаратор может непосредственно соединяться со входами цифровых схем. Отечественные ИС компараторов выпускаются в составе 521 и 554 серий.

Это К521СА1, К521СА2, К554СА1, К554СА2,3.

Описанные компараторы имеют ограниченный диапазон входных напряжений. Если требуется сравнивать большие величины входных напряжений, можно воспользоваться схемой, приведенной на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 – Суммирующий компаратор

 

Компаратор срабатывает при переходе величины через нуль. При этом

Таким образом, сравниваемые напряжения должны иметь противоположные знаки. Благодаря включению диодов напряжение на прямом входе ( ) не может превысить 0,6 V.

На рис. 3.4 представлена схема с цепочкой стабилитронов в обратной связи. Когда выходное напряжение достигает значений ( +0,6 V), операционный усилитель оказывается охваченным отрицательной обратной связью. При этом дальнейший рост выходного напряжения прекращается. Кроме того, так как операционный усилитель не насыщается, из общего времени задержки срабатывания исключается время восстановления компаратора.

Рисунок 3.4 – Компаратор на ОУ с ограничением выходного напряжения

 

Триггер Шмитта

 

Для изменения состояния выхода компаратора на конечную величину при бесконечно малом изменении входного сигнала, нужно иметь бесконечно большой коэффициент усиления и отсутствие шумов во входном сигнале.

Однако, при медленном изменении входного сигнала, при любом значении коэффициента усиления, выходной сигнал будет изменяться медленно, что плохо для последующих логических схем. Кроме того, при наличии входных шумов будет иметь место многократное срабатывание компаратора, так называемый «дребезг».

 

Рисунок 3.5

 

На рис. 3.5 проиллюстрирована описанная выше ситуация для случая незашумленного входного сигнала а и для случая входного сигнала с заметным шумом б. Для борьбы с явлением дребезга обычно применяется положительная обратная связь, которая охватывает усилитель с большим коэффициентом усиления. Получаем компаратор, у которого уровни включения и выключения не совпадают, а различаются на величину, называемую гистерезисом . Такой компаратор называется триггером Шмитта.

В схеме триггера Шмитта, представленной на рис. 3.6 гистерезис переключения достигается тем, что компаратор охватывается положительной обратной связью через делитель напряжения R₁ и R₂.

Рисунок 3.6 – Инвертирующий триггер Шмитта

Если к инвертирующему входу приложено большое отрицательное напряжение –U_вх, то выходное напряжение компаратора составит

На неинвертирующем входе потенциал определится из соотношения

При повышении входного напряжения величина выходного напряжения U_вых сначала не меняется, но как только U_вх достигает значения U₁, выходное напряжение скачком падает до величины , а потенциал на неинвертирующем входе принимает значение

Разность напряжений между входами будет достаточно большой отрицательной величиной, и достигнутое состояние – стабильным. Теперь выходное напряжение изменится опять до значения только тогда, когда входное напряжение достигнет значения . Характеристика зависимости выходного напряжения от входного приведена на рис. 3.7.

Рисунок 3.7 – Характеристика инвертирующего триггера Шмитта

Если в компараторе, представленном на рис. 3.1 один из двух входов подключить к выходу, то получится схема, приведенная на рис. 3.8.

Рисунок 3.8 – Неинвертирующий триггер Шмитта

При приложении ко входу этой схемы большого положительного напряжения выходное напряжение составит . Если U_вх станет уменьшаться, то сначала, пока потенциал на неинвертирующем входе не достигнет нулевого значения, выходное напряжение U_вых изменяться не будет. Когда входное напряжение достигнет значения

,

напряжение на неинвертирующем входе станет равным нулю и выходное напряжение скачком упадет до уровня . Достигнутое состояние сохраняется, пока входное напряжение не превысит значения

.

Характеристика зависимости выходного напряжения от входного приведена на рис. 3.9.

 

Рисунок 3.9 – Характеристика неинвертирующего триггера Шмитта

По аналогии с реализацией сумматора можно построить суммирующий триггер Шмитта. Для этого к прямому входу ОУ подключают дополнительные резисторы, через которые подводятся другие входные напряжения. На рис. 3.10 показана реализация такого способа выполнения суммирующего триггера Шмитта.

Рисунок 3.10 – Суммирующий триггер Шмитта

 

Изменяя напряжение U₂ можно сдвигать уровни срабатывания схемы для входного напряжения U₁. Ширина петли гистерезиса при этом не меняется.

В выпускаемых промышленностью ИС, триггер Шмитта часто дополняется логическими функциями: К555ТЛ2, К155ТЛ2, ТЛ3 и др.

 

Аналоговые ключи

 

Постоянный спрос на улучшенные характеристики аналоговых ключей и мультиплексоров заставляет разрабатывать все новые приборы. Длительное время в качестве аналоговых ключей использовались МОП транзисторы. Обладая малым сопротивлением в проводящем состоянии и крайне высоким сопротивлением в состоянии отсечки, с малыми токами утечки и небольшой емкостью, они являются почти идеальными аналоговыми ключами, управляемыми напряжением. Необходимость коммутировать сигналы равные или близкие по величине к напряжению питания определило использование переключателей на комплиментарных МОП-транзисторах.

Классическая схема аналогового ключа для сигналов в диапазоне от «земли» до положительного напряжения питания (МАХ3ХХ) управляется однополярным сигналом от логических микросхем. Одиночный n-канальный или p-канальный полевой транзистор, работающий в режиме обогащения, может служить аналоговым ключом, но его сопротивление в открытом состоянии значительно зависит от величины коммутируемого сигнала.

Соединение n-канального и p-канального МОП-транзисторов в параллель резко снижает эту зависимость. Необходимо при этом выполнить условие – включение и выключение этих транзисторов должно осуществляться одновременно. Современный аналоговый ключ может коммутировать аналоговый сигнал уровнем ±15 V. Структурная схема аналогового ключа фирмы Maxim представлена на рис. 3.11.

Рисунок 3.11 – Структура аналогового ключа на комплиментарной паре полевых транзисторов

 

Управляющий ТТЛ сигнал через защитную схему подается на вход дифференциального усилителя (ДУ). На второй вход усилителя подается сигнал от источника опорного напряжения U_оп. Предварительный усилитель (ПУ) вырабатывает парофазный сигнал управления для выходной пары комплиментарных транзисторов. При этом КМОП-ключ на транзисторах VT₁ и VT₂ может пропускать аналоговые сигналы уровнем ±U_пит. Показанные на схеме транзисторы VT₃ и VT₄ улучшают работу ключа, снижая утечки и уменьшая модуляцию сопротивления открытого канала.

Такие ключи могут передавать большой сигнал до частоты 500 kHz. Простой способ улучшения параметров ключа – это соединение в параллель ключей одной микросхемы. Так микросхема МАХ351, имеющая 4 ключа при параллельном соединении имеет типовое сопротивление в открытом состоянии 5,5 W и максимальное – 11,25 W.

Аналоговые ключи могут коммутировать сигналы частотой до 1 МHz и выше, выделяют небольшую мощность рассеяния и требуют простого логического интерфейса.

Очень полезными могут быть интегральные схемы ключей и мультиплексоров при автоматической установке коэффициента усиления, частоты, фазы или напряжения. Например, если подать сигнал на неинвертирующий вход операционного усилителя, а на выходе установить последовательную резистивную матрицу, то с помощью 16-канального мультиплексора типа МАХ306, можно выбрать один из 16 уровней коэффициента усиления.

Рисунок 3.12 – Инвертирующий усилитель с кодоуправляемым коэффициентом усиления

 

При этом каждый ключ с одной стороны подключается к «своему» резистору, а вторая сторона ключей объединяется и подключается к инвертирующему входу ОУ.

 

Узнать еще:

Положительная обратная связь – Радиолюбительская азбука

Действие положительной обратной связи (ПОС) противоположно действию ООС: если последняя уменьшает коэффициент усиления, стабилизируя при этом все остальные характеристики ОУ и переводя его в линейный режим работы, то ПОС увеличивает коэффициент усиления до бесконечности, переводя при этом ОУ в цифровой (импульсный) режим. Такой режим работы нужен очень часто — в частности, для согласования аналоговой и цифровой частей устройства, поэтому усилители с ПОС встречаются не реже, чем усилители с ООС.

Усилители с ПОС бывают двух видов: триггеры Шмитта и интеграторы. У триггеров Шмитта в цепи ПОС стоит резистор, у интеграторов — конденсатор. Отличительная черта триггера Шмитта — наличие некоторого гистерезиса переключения; у интегратора выходной сигнал несколько задержан по времени относительно входного.

Простейшая схема триггера Шмитта изображена на рис. 1.32, а. В цепи ПОС ОУ DA1 стоит резистор R2; резистор R1 ограничивает амплитуду гистерезиса переключения.

Допустим, что сразу после включения напряжения питания, напряжение на прямом входе ОУ оказалось больше напряжения на инверсном. На выходе ОУ напряжение увеличится, также увеличится напряжение и на прямом входе (благодаря резистору R2). Начнется лавинообразное нарастание выходного напряжения с максимальной, для используемого в схеме ОУ, скоростью, и в конце концов на его выходе установится уровень логической «1» (т. е. почти +U). Напряжение на прямом входе ОУ при этом будет в два раза меньше (при указанных на схеме номиналах резисторов).

Теперь начнем увеличивать напряжение на инверсном входе ОУ. Как только оно станет равным и чуть превысит напряжение на прямом входе, напряжение на выходе ОУ начнет уменьшаться. Начнет уменьшаться напряжение и на прямом входе, а так как напряжение на инверсном входе за это время (микросекунды — миллионные доли секунды) заметно измениться не успеет, то разность напряжений между прямым и инверсным входами будет увеличиваться. То есть выходное напряжение будет уменьшаться со всевозрастающей скоростью. В итоге на выходе ОУ установится уровень лог. «0», а на прямом входе — половина (относительно нуля) этого напряжения.

Такой уровень на выходе ОУ продержится до тех пор, пока напряжения на обоих входах ОУ снова не сравняются. После этого на выходе ОУ-триггера Шмитта снова появится уровень лог. «1».

Рис. 1.32. а — триггер Шмитта; б — его петля гистерезиса, в — обработка триггером Шмитта синусоидального сигнала; г — интегратор; д — его характеристика; е — защита входа интегратора от высоковольтных выбросов

Зависимость выходного напряжения триггера Шмитта от входного показана на рис. 1.32, б. Фигуру, изображенную на этом рисунке, называют «петлей гистерезиса», и этой фигуркой условно обозначают на схемах триггеры Шмитта (только ее концы обычно направлены в противоположную сторону — F \ но у нас триггер Шмитта инвертирующий).

При напряжении на инверсном входе более половины напряжения питания, напряжение на выходе нашего триггера Шмитта отрицательно и соответствует уровню лог. «О». При уменьшении входного напряжения на инверсном входе напряжение на выходе изменится только после того, как входное напряжение станет меньше половины отрицательного напряжения (на графике условно показано стрелками; обычно стрелки не рисуют). После этого выходное напряжение очень резко увеличится до уровня лог. «1», и в уровень лог. «О» оно перейдет (следите по стрелкам) только после того, как входное напряжение не увеличится до половины положительного напряжения питания.

На рис. 1.32, в показано то, что делает неинвертирующий триггер Шмитта со входным синусоидальным сигналом. Как видно, для усиления синусоидального сигнала такой усилитель абсолютно не годен. Зато он идеален для усиления импульсного (цифрового) сигнала. Во-первых, у триггера Шмитта очень низкая чувствительность к помехам — ложное срабатывание такой схемы произойдет только в том случае, если амплитуда (размах напряжения) помехи превысит напряжение гистерезиса, что невозможно в принципе, а во-вторых, триггер Шмитта, в отличие от его «родного брата» — интегратора, не задерживает по времени фронты — спады импульсного сигнала (подразумевается, что крутизна входных импульсов довольно велика — см. рис. 1.32, в). Сигнал на выходе инвертирующего триггера Шмитта (как на рис. 1.32, а, ведь у этой схемы сигнал подается на инверсный вход) будет противоположен по уровню.

Напряжение гистерезиса переключения (отношение разности входного напряжения к напряжению питания) у схемы на рис. 1.32, а высчитывается по формуле:

Несложно заметить, что при равенстве сопротивлений резисторов R1 и R2 напряжение гистерезиса переключения равно половине напряжения -питания; при нулевом сопротивлении резистора R2 гистерезис равен напряжению питания, т. е. в лучшем случае триггер Шмитта превратится в статический триггер (см. том 1), а в худшем, если ОУ не рассчитан на работу с такими напряжениями, — он не будет работать (но микросхема из строя не выйдет). При бесконечном сопротивлении резистора R2 ПОС нет и ОУ работает как усилитель.

Сопротивления резисторов R1 и R2 обычно выбирают побольше — тогда через них протекает наименьший ток; но сопротивление самого высокоомного резистора не должно превышать 100 кОм…1 МОм.

Триггер Шмитта по схеме на рис. 1.32, а можно сделать неинвертирующим, если инверсный вход соединить с общим проводом (если ОУ с полевыми транзисторами на входе, то непосредственно, без резисторов; если же с биполярными — то через резистор сопротивлением 1…10 кОм, иначе ОУ может выйти из строя), а входной сигнал подавать на левый по схеме вывод резистора R1 (надеюсь, вы сами догадаетесь, что предварительно этот вывод нужно отсоединить от общего провода, ведь иначе вы будете замыкать входной сигнал на «землю»). Но недостаток такой схемы — она отбирает от источника сигнала довольно большой ток (он течет через резисторы ПОС), и если выходное сопротивление источника сигнала довольно велико, то напряжение гистерезиса увеличивается (выходное сопротивление источника сигнала складывается с сопротивлением резистора R1; выходное сопротивление можно измерить только косвенным («обходным путем») образом, замыкая выход через амперметрна шины питания; после этого его рассчитывают по формуле закона Ома. Из-за этого ста бильность работы схемы ухудшается и иногда приходится даже увеличивать сопротивление резистора R2. Когда входной сигнал подается на инвертирующий вход, сопротивления резисторов R1 и R2 на потребляемый от источника сигнала ток (входное сопротивление схемы, оно рассчитывается так же, как и выходное) не влияют. Поэтому такая схема используется чаще.

Схема интегратора нарисована на рис. 1.32, г. В отличие от триггера Шмитта, входной сигнал у интегратора обычно подается на прямой вход ОУ.

Единственное отличие триггера Шмитта от интегратора — у последнего в цепи ПОС включен конденсатор, а не резистор. Так как физические процессы, происходящие в этих двух элементах, различны, то и работают эти схемы по-разному.

Так как емкостное сопротивление конденсатора С1 на низких частотах довольно велико (точнее, огромно), то интегратор на низких частотах ведет себя как обычный ОУ, без всяких обратных связей. Но при увеличении частоты (или емкости конденсатора С1) влияние этого конденсатора становится все заметнее.

Интегратор используется только в цифровых схемах, и на его входы можно подавать только логические уровни. При напряжении на входе, равном напряжению на инверсном входе ОУ, схема возбуждается и на ее выходе появляется хаотическое чередование «нулей» и «единиц».

Пока на входе интегратора присутствует какой-либо логический уровень (см. рис. 1.32, д), такой же уровень присутствует и на его выходе. При изменении входного уровня начинает заряжаться через резистор R1 конденсатор С1, и после того как напряжение на прямом входе ОУ превысит напряжение на инверсном, напряжение на выходе начнет увеличиваться. Так как емкостное сопротивление конденсатора С1 по сравнению с входным сопротивлением ОУ ничтожно мало, то при увеличении напряжения на выходе пропорционально будет увеличиваться и напряжение на прямом входе ОУ. То есть начнется лавинообразное нарастание входного и выходного напряжений и крутизна перепадов выходных импульсов будет очень велика и независима от крутизны перепадов входных.

В принципе, входной сигнал на интегратор, как и на триггер Шмитта, можно подавать на инверсный вход ОУ, заземлив левый по схеме вывод резистора

R1. Но в таком случае при нулевом напряжении на инверсном входе схема самовозбудится. Когда в качестве входа используется прямой вход ОУ, самовозбуждение не так сильно.

Для устранения самовозбуждения интегратор желательно «превратить» в триггер Шмитта с небольшим гистерезисом переключения (не более 0,5…1,0 В). Для этого параллельно конденсатору С1 нужно включить резистор, сопротивление которого в 100… 1000 раз больше сопротивления резистора R1. Столь малый гистерезис на работе интегратора практически не отразится, а самовозбуждение полностью пропадет.

Кстати, включив параллельно резистору R2 триггера Шмитта (рис. 1.32, а) конденсатор небольшой емкости (так называемый «ускоряющий конденсатор») можно значительно повысить скорость нарастания выходного напряжения схемы, т. е. повысить крутизну выходных импульсов (чем она лучше, тем лучше работают цифровые микросхемы — особенно высокочастотные). Когда у триггера Шмитта нет ускоряющего конденсатора (его емкость обычно равна С я 0,1 : R, где С — в нанофарадах (1 нФ = 1000 пФ = 0,001 мкФ), a R — сопротивление R1 в килоомах), то при увеличении напряжения на выходе ОУ (например, на 1 В) напряжение на его прямом входе увеличивается не на 1 В, а на величину

где AU_BX и AU_BBIX — соответственно изменение входного и выходного напряжений. Так как параметрвсегда меньше единицы, то изменение входного напряжения всегда меньше изменения выходного. А, как известно, чем быстрее увеличивается разность входных напряжений, тем быстрее увеличивается выходное напряжение. При установке ускоряющего конденсатора в начальный момент времени, когда выходное напряжение только начинает изменяться, емкостное сопротивление конденсатора ничтожно — это равносильно тому, как если бы сопротивление резистора R2 уменьшилось до нуля.

В таком случае параметрблизок к единице, и при изменении выходного напряжения на 1 В входное изменится на эту же величину.

Единственный недостаток интегрирующего (ускоряющего) конденсатора — выбросы напряжения, которые могут вывести ОУ из строя. Допустим, что напряжение питания схемы на рис. 1.32, г равно ±15 В и на ее выходе установлен уровень лог. «0» (примерно, -12…-14 В). Напряжение на прямом входе равно нулю, т. е. половине напряжения питания. При незначительном увеличении входного напряжения напряжение на выходе начинает увеличиваться — пока оно не станет соответствовать уровню лог. «1» (+12…14 В, т. е. изменится на

24..                 .28 В), и, т. к. емкостное сопротивление конденсатора С1 на частоте переключения ОУ (она зависит от скорости нарастания выходного напряжения) гораздо меньше сопротивления резистора R1, то напряжение на прямом входе ОУ увеличится на разность выходных напряжений — 24…28 В. То есть напряжение на прямом входе на 9…13 В превысит напряжение питания +U.

Для большинства цифровых и аналоговых микросхем допускается, чтобы входное напряжение превышало напряжение питания не более чем на 0,7…1,5 В. При большей разности напряжений микросхема неизбежно выйдет из строя, т. е. попросту «сгорит».

Для борьбы с выбросами напряжения на входах микросхем обычно ставят защитные диоды (VD1 и VD2 на рис. 1.32, е). Положительная полуволна выброса через диод VD1 поступает на вход +U_nHT, и напряжение на входе ОУ не превышает (+U) +0,7 В, а отрицательная — через диод VD2 на вход -U_nm. Так как емкость фильтрующих конденсаторов, включенных между выводами «-U» и «+U», гораздо больше емкости конденсатора С1, то выбросы напряжения, если и увеличат напряжение питания, то очень незначительно. Кстати, именно поэтому во всех схемах рекомендуется ставить фильтрующие конденсаторы параллельно выводам питания. Места они занимают немного, зато польза от них огромная — некоторые схемы вообще не будут работать, если нет фильтров или если их емкость слишком мала. Эти конденсаторы должны располагаться в непосредственной близости от микросхемы, и их емкость должна быть более 100 мкФ (чем больше потребляемый схемой ток, тем больше емкость).

Резистор R* в схеме на рис. 1.32, е ограничивает ток, протекающий с выхода микросхемы через конденсатор и один из диодов в цепь питания. Если резистор закоротить, то крутизна выходных импульсов, после того как их амплитуда увеличится до половины напряжения питания (тогда напряжение на входе увеличится до напряжения питания — см. выше), резко уменьшится — прямое сопротивление диодов ничтожно, а конденсатор С1 заряжается слишком медленно, чтобы его влияние можно было не учитывать. Благодаря резистору этот ток ограничивается на некотором «среднем» уровне, при котором крутизна выходных импульсов уменьшается не очень сильно и в то же время при котором от интегрирующей цепочки есть какая-то польза. Сопротивление резистора R* при использовании маломощных ОУ должно быть больше 470…1000 Ом; в то же время, если ОУ включен как триггер Шмитта (рис. 1.32, о), его сопротивление должно быть гораздо меньше сопротивления резистора R2 и, желательно, меньше сопротивления резистора R1.

В качестве «защитных» диодов можно использовать любые маломощные высокочастотные кремниевые диоды, например, из серий КД520…КД522. У большинства современных цифровых микросхем защитные диоды установлены внутри микросхемы, и «лепить» их снаружи бессмысленно. Но у аналоговых микросхем диодов на входах нет. Просто любой диод обладает некоторой паразитной емкостью (до 1…10 пФ — для маломощных диодов), устранить которую невозможно. Поэтому входная емкость микросхемы, содержащей защитные диоды, больше, чем у микросхемы без диодов. А чем больше входная емкость, тем меньше входное сопротивление на высоких частотах, т. е. тем больше потребляемый входом от источника сигнала ток. Поэтому с паразитными входными емкостями разработчики микросхем борются всеми силами. Последствия этой борьбы — отсутствие входных диодов и использование во входных каскадах микросхем сверхмаломощных транзисторов (в том числе и полевых), которые «сгорают» так легко…

Источник: А. С. Колдунов, Радиолюбительская азбука. Том 2. Аналоговые устройства. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 288 с. — (Серия «СОЛОН — РАДИОЛЮБИТЕЛЯМ» выпуск 24)

Триггер Шмитта

Связь Триггер Шмитта

просмотров – 232

Он является компаратором с зоной нечувствительности. Зона нечувствительности может быть установлена любая желаемая, к примеру, такой величины, чтобы при определœении знака входного сигнала не чувствовался уровень помех во входном сигнале.

Триггер Шмитта строится на основе компаратора, но добавляется положительная обратная связь. Схема представлена на рис.100. В этой схеме на неинвертирующий вход через делитель R1R2 подана часть выходного напряжения, причем знак напряжения на неинвертирующем входе зависит от знака выходного напряжения. Напряжение на неинвертирующем входе называют опорным

Uоп=Uвых/(R1+R2)´R2.

Диаграммы работы представлены на рис.101. Иногда Uоп называют пороговым напряжением. Т.о., если полезный сигнал содержит уровень помех меньше Uоп, то эти помехи на определœение знака не будут сказываться. Знак определяется только гладкой составляющей опорного сигнала. При отсутствии опорного сигнала при переходе входного сигнала через нуль и наличии помех было бы многократное переключение компаратора за счет помех (рис. 102).

Рис. 100 Триггер Шмитта Рис. 101 Диаграммы работы триггера Шмитта

Рис. 102

Схема мультивибратора

Мультивибратор является автоколебательной схемой. Выход мультивибратора изменяет свое состояние на противоположное за счет действия времязадающей RC цепи. Составной частью мультивибратора (рис. 103 а) является схема триггера Шмитта. При изображении мультивибратора к триггеру Шмитта добавляют времязадающую RC цепь, которая действует на инвертирующий вход ОУ вместо источника внешнего входного сигнала.

Будем рассматривать работу мультивибратора с момента подачи питания в схему. При подаче питания выход примет значение +Uнас или -Uнас (рис. 103 б). В первый момент конденсатор С разряжен и напряжение между входами равно Uоп. При установке в исходное состояние конденсатор С начинает заряжаться. Между входами ОУ напряжение Uоп-Uс, т.к. Uоп>Uс, то Uоп определяет выход ОУ. Когда Uс достигнет Uоп, произойдет переключение ОУ на противоположное. В момент равенства этих напряжений ОУ начинает работать в соответствии с его свойствами. Т.к. при этом напряжение между входами близко к нулю и меняет знак на противоположный, то и выходное напряжение меняется на противоположное. При изменении знака выходного напряжения меняется

а б

Рис. 103 Схема мультивибратора (а) и диаграмма работы (б)

знак опорного и конденсатор начинает перезаряжаться по пунктирной стрелке. Когда положительное напряжение на конденсаторе сравнивается с положительным опорным (момент времени t2), выходное напряжение ОУ изменится на противоположное.

При включении схемы интервал (0-t1) короче, чем последующие интервалы. Для установившегося режима:

t1=t2=t3=…; T=t1+t3ºR3C1; f=1/T.

Читайте также

– Импульсный режим работы операционных усилителей. Компараторы. Триггер Шмитта

Интегральные операционные усилители находят широкое применение в импульсной технике. Уровни входного сигнала ОУ в импульсном режиме работы превышают значения, соответствующие линейной области амплитудной характеристики. В связи с этим выходное напряжение ОУ в… [читать подробенее]

– Триггер Шмитта.

Для анализа работы указанной схемы используем построение диаграммы распределения потенциалов на резисторах R0 и R1. Этот метод дает хорошие результаты при условии, что входной ток логического элемента значительно меньше тока протекающего по резисторам R0 и R1. Диаграмма… [читать подробенее]

– Триггер Шмитта на ОУ

Триггер Шмитта Rэ осуществляет положительную ОС. При Uвх=0 VT1 закрыт, VT2 открыт высоким Uк1. Через Rэ протекает и выделяет на нем напряжение , которое прикладывается также к эммитеру первого транзистора VT1. При увеличении Uвх да значения VT1 открывается лавинообразно, VT2… [читать подробенее]

– ТРИГГЕР ШМИТТА.

Триггеромназывается устройство, имеющее 2 устойчивых состояния выхода, каждое из которых, переходящее скачком, но с некоторой задержкой называемой гистерезисом.     Чтобы построить триггер на ОУ достаточно организовать в нем положительную обратную связь,… [читать подробенее]

– Триггер Шмитта

Он является компаратором с зоной нечувствительности. Зона нечувствительности может быть установлена любая желаемая, например, такой величины, чтобы при определении знака входного сигнала не чувствовался уровень помех во входном сигнале. Триггер Шмитта строится на… [читать подробенее]

– Компаратор и триггер Шмитта

Представленная на рис. 47 схема инвертирующего компаратора предназначена для сравнения двух входных напряжений. Рис. 47. Компаратор Схема выполнена на базе операционного усилителя без обратной связи. Его выходное напряжение составляет Передаточная… [читать подробенее]

– Триггер Шмитта

Лекция № 15. Он является компаратором с зоной нечувствительности. Зона нечувствительности может быть установлена любая желаемая, например, такой величины, чтобы при определении знака входного сигнала не чувствовался уровень помех во входном сигнале. Триггер Шмитта… [читать подробенее]

– Триггер Шмитта

Триггер Шмита – компаратор с положительной обратной связью, которая обеспечивает гистерезисную характеристику переключения компаратора (два порога срабатывания). Это позволяет избавиться от многократного переключения компаратора (дребезга) вблизи порога… [читать подробенее]

– Триггер Шмитта.

Рис. 3. В триггере Шмитта, как и в переключателе тока, используется дифференцирующий каскад. На рис. 3 приведена схема с генератором стабильного тока (ГСТ), но его часто заменяют обычным эмиттерным резистором. Вначале предположим, что входное напряжение равно нулю. В этом… [читать подробенее]

Триггеры на транзисторах (шмитта) и реле (на логических элементах)

Всем доброго времени суток. В прошлой статье я рассказывал о симметричных триггерах – RS- и T-триггерах. Сегодняшняя моя статья познакомит вас с ещё одной разновидностью триггеров – несимметричный триггер, который имеет более известное название – триггер Шмитта.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

О триггерах Шмитта в интегральном исполнении я уже рассказывал в одной из предыдущих статей. Давайте вспомним чем, прежде всего, характеризуется данный тип триггера. Как мы помним из предыдущей статьи триггеры характеризуются несколькими устойчивыми состояниями.

Так вот в триггере Шмитта переход из одного устойчивого состояния в другое осуществляется только при определённых значениях входного напряжения, которые называются уровнями срабатывания триггера или просто пороговыми уровнями.

Таким образом, можно сказать, что несимметричный триггер имеет гистерезисный характер передаточной характеристики.

Передаточная характеристика триггера Шмитта.

Принцип работы триггера Шмитта

В идеальном случае передаточная характеристика триггера Шмитта имеет вид изображённый на рисунке выше. В случае если входное напряжение триггера не превышает напряжение срабатывания U1 (UВХ

Когда же напряжение на входе превысит порог срабатывания (UBX > U1), то триггер моментально перейдёт в другое устойчивое состояние и напряжение на выходе станет равным рабочему напряжению триггера Е1 (UВЫХ = Е1).

После этого напряжение на входе может изменяться в некоторых пределах, но на выходе останется постоянным и равным рабочему напряжению Е1.

Чтобы вернуть триггер Шмитта в исходное состояние, необходимо, чтобы напряжение на входе уменьшилось до некоторого уровня, называемого порогом отпускания триггера. Как только напряжение на входе уменьшится до некоторого уровня напряжения U2 (UВХ

Величины напряжений пороговых уровней срабатывания и отпускания триггера полностью определяются элементами электронной схемы данного типа триггера.

Как правило, в настоящее время триггеры Шмитта изготавливаются в интегральном исполнении, параметры которого удовлетворяют в большинстве случаев. Но в некоторых случаях имеет место изготовление данного типа триггеров и в дискретном исполнении, например, в экспериментальной или высоковольтной отраслях. Давайте рассмотрим схему триггера Шмитта в дискретном исполнении на транзисторах.

Схема триггера Шмитта на транзисторах и принцип её работы

Схема триггера Шмитта представлена на изображении ниже.

Триггер Шмитта или несимметричный триггер имеет схожую структуру с симметричным триггером, отличие между ними заключается в том, что одна из коллекторно-базовой цепи симметричного триггера заменена на общую эмиттерную связь. В результате коллектор транзистора VT2 не связан с базовой цепью VT1 и нагрузка, подключённая к коллектору VT2, мало влияет на работу триггера.

Схема триггера Шмитта на биполярных транзисторах.

• В общем случае несимметричный триггер или триггер Шмитта состоит из следующих элементов: транзисторы VT1 и VT2, имеющие гальваническую связь между собой и через резистор R5 присоединены к общей шине питания; резисторы R1 и R2, обеспечивающие режим работы транзистора VT1 и исходное состояние схемы в целом; резисторы R3 и R7, являющиеся коллекторными нагрузками транзисторов VT1 и VT2 соответственно; резисторы R4 и R6, которые образуют делитель напряжения, тем самым определяя необходимые пороги срабатывания триггера; конденсатор C1, служащий для ускорения переключения триггера.

Временные диаграммы входных и выходных напряжений триггера Шмитта (несимметричный триггер).

Рассмотрим принцип работы триггера Шмитта по его временным диаграммам изображенным выше. При подключении источника питания к триггеру, он переходит в исходное состояние, при котором транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 открыт. В этом случае на выходе триггера присутствует некоторое напряжение Uэ, которое зависит от элементов обвязки транзистора VT2

1. В случае, когда входное напряжение превысит порог срабатывания, транзистор VT1 откроется, а VT2 соответственно закроется и напряжение на выходе триггера резко возрастёт до значения примерно равному напряжению источника питания.

Как я уже писал выше, триггер Шмитта имеет два уровня напряжения (пороги срабатывания), разность между которыми называется шириной петли гистерезиса.

Ширина петли гистерезиса зависит от величины резистора, а порог срабатывания триггера от соотношения делителя напряжения, который образуется резисторами R4 и R6.

Вследствие чего большой проблемой является отдельная регулировка, как ширины петли гистерезиса, так и порогов срабатывания триггера.

Триггер Шмитта с независимой регулировкой гистерезиса и уровней срабатывания

Для осуществления независимой регулировки параметров триггера Шмитта между транзисторами VT1 и VT2 включается буферный элемент (очень часто эмиттерный повторитель). В результате этого уменьшается влияние резистора R3 на делитель напряжения R4R6, а также повышается чувствительность схемы в целом.

Схема триггера Шмитта с буферным элементом.

Расчёт триггера Шмитта

Исходные данные: амплитуда импульсов Um = 10 В, максимальный выходной ток триггера Im = 10 мА, напряжение срабатывания триггера U1 = 5 В, напряжение отпускания триггера U2 = 3 В, частота следования импульсов fm = 5 МГц, длительность фронта и среза импульсов tf = ts ≤ 10 нс.

1. Определение напряжения источника питания
2. Выбор транзистора. Транзистор должен соответствовать следующим условиямДанным параметрам соответствует транзистор КТ315Д со следующими характеристиками:
3. Определяем сопротивление коллекторных резисторов R3 и R7 транзистора VT1 и VT2.
4. Вычисляем сопротивление резистора R5 в эмиттерных цепях транзисторов.
5. Находим сопротивления резисторов R4 и R6. Для этого введём коэффициент пропорциональности λ, между резисторами.Сопротивление резистора R4 вычислим по следующей формулеТогда сопротивление резистора R6 будет равно
6. Определяем сопротивление резисторов R2.
7. Определяем сопротивление резистора R1.
8. Вычисляем значение ёмкости ускоряющего конденсатора С1.

Выполненный расчёт является предварительным, так как из-за разброса параметров элементов схемы возможны некоторые отклонения от заданных условий схемы. После выбора номиналов элементов необходимо провести прямой проверочный расчёт пороговых уровней напряжения U1 и U2 по следующим формулам

Прямой проверочный расчёт важен, в случае если ширина петли гистерезиса (U2 – U1) находится в пределах нескольких долей вольта.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Источник: https://www.electronicsblog.ru/impulsnaya-texnika/trigger-shmitta-na-tranzistorax.html

Логические элементы — триггеры, и другие.

Принцип работы электронного триггера.

Слово триггер(trigger), по английски означает — спусковой крючок. Функция триггера — мгновенное переключение из одного устойчивого состояние в другое, под действием внешнего, управляющего фактора.

Существуют пневматические, механические и релейные схемы триггеров. Но электронные схемы, по надежности и самое главное — быстродействию, безусловно,вне конкуренции. Электронная схема триггера состоит из двух усилительных каскадов и по своей сути, является одной из разновидностий мультивибратора.

Выход каждого из каскадов подключен к входу другого, но не через конденсаторы, как в обычном симметричном мультивибраторе а через резисторы. Номиналы этих резисторов подобраны так, что каскад с полностью открытым транзистором, уверенно запирает транзистор другого каскада. Если подать на триггер питающее напряжение, то оба каскада начинают «бороться» между собой, пытаясь закрыть друг-друга.

Как бы не были транзисторы близки по характеристикам, один из них(присвоим ему номер1) обязательно окажется
«сильнее» и закроет другой (для удобства обозначим его как номер 2)
Все происходит очень быстро, выглядит так, что транзистор 1 мгновенно оказывается открытым, а другой (2) закрытым. В таком состоянии триггер может находиться очень долго. Можно назвать его — 1-м устойчивым состоянием.

Если подать на вход закрытого каскада(2) имульс напряжения, достаточный, что бы его открыть на короткое время, то открывшись он «запрет» каскад 1, пребывающий до этого момента в открытом состоянии. Закрывшись, каскад 1 перестает запирать каскад 2, и тот так и останется открытым. Таким образом, каскады поменяются местами, триггер окажется во 2-м устойчивом состоянии.

В таком состоянии он может находиться очень долго, если не подать открывающий импульс, на закрытый каскад 1. Каскад 1 открываясь, запрет каскад 2 и триггер вернется в первоначальное состояние(1). Получается, что наш триггер имеет два устойчивых состояния и два управляющих входа, подав на которые импульсы достаточной амплитуды, можно эти состояния менять.

Из триггера с двумя входами легко можно сделать счетный триггер с одним входом. Для этого два входа объеденим с помощью двух диодов. Диоды здесь необходимы для гальванической развязки.

Когда на полученный таким образом общий вход подается открывающий импульс, происходит открывание запертого транзистора, вследствии чего происходит переключение триггера из одного устойчивого состояния в другое. Следующий импульс возвращает триггер в прежднее состояние.

У счетного триггера, также должен быть и выход. Выход можно вывести с коллектора любого из транзисторов. В итоге, получается что на каждые два импульса поступившие на вход, мы получаем один импульс на выходе. Происходит деление любого числа поступивших импульсов на два.

Двоичная система исчисления, представляется наиболее оптимальной для цифровых электронных устройств, оперирующих информацией с помощью двух состояний уровня сигнала. Высокого — соответствующего еденице, и низкого — соответствующему нолю.

Если соединить несколько счетных триггеров последовательно — получается устройство, ведущee счет в двоичном режиме исчисления(последовательный счетчик). Каждый последующий триггер, служит здесь двоичным разрядом. Разряд в двоичной системе, может иметь только два значения — 0 и 1.

Условимся, что состояние каждого триггера(0 или1)будет определятся состоянием его правого каскада. Для наглядности, пусть индикация состояний будет производиться с помощью лампочек, включенных в качестве коллекторной нагрузки.

Представим, что на вход расположенный с левой стороны поступило пять импульсов — пять едениц.

Обозначения различных разновидностей триггеров

На электронных схемах принято графическое обозначение триггеров и других элементов логики, в виде условных прямоугольников с входами и выходами.

R — S триггеры

R — S триггер это самая простая схема, с описании ее работы как раз, и начинается эта страница. Она имеет два входа R (reset)- установки в состояние 0 и S(set) — установки в состояние 1. Выходов тоже два, но основным считается выход-Q.

D — триггеры.

Для использования триггеров в реальных счетных устройствах, необходимо иметь возможность дополнительного управления их состояниями — предустановки, обнуления, активации с помощью счетного тактового импульса. Что бы осуществить эту операцию в схему счетного триггера добавляется еще три входа.

PRESET(PR) — восстанавливает на выходе триггера состояние 1, а СLEAR(CL) — состояние 0.
С помощью тактового входа Т осуществляется общая синхронизация триггера, относительно других элементов схемы счетного устройства.

Импульс поступающий на счетный вход D меняет состояние триггера, только при наличии 1 на тактовом входе.

J-K — триггер

Это наиболее универсальная разновидность триггера — «на все случаи жизни.» Такой триггер имеет целых два тактовых входа -J и K, прямыми входами являются PR и CLR. Так же, имеется счетный вход -CLOCK(CK) и два выхода, как и у других прочих подобных устройств.

В настоящее время применяются электронные триггеры, в основном — в интегральном исполнении(микросхемы)

Процессы, необходимые для функционирования любых технологических устройств ( в т. ч. и ПК) можно реализовать с помощью ограниченного набора логических элементов.

Буфер

Буфер, представляет из себя усилитель тока, служащий для согласования различных логических вентилей, в особенности имеющих в своей основе разную элементную базу (ттл или КМОП).

Инвертор

Элемент, служащий для инвертирования поступающих сигналов — логическая еденица превращается в ноль, и наоборот.

Логическая схема И

И — элемент логического умножения. Еденица (высокий уровень напряжения) на выходе, появляется только в случае присутствия едениц, на обоих входах, одновременно.

Пример применения элемента И в реальном техническом устройстве: По тех. заданию, механический пресс должен срабатывать, только при одновременном нажатии двух кнопок, разнесенных на некоторое расстояние. Смысл тех.

задания заключается в том, что бы обе руки оператора были заняты на момент хода пресса, что исключило бы возможность случайного травмирования конечности.

Это может быть реализовано как раз, с помощью логического элемента И.

Логическая схема И — НЕ

И-НЕ — наиболее часто используемый элемент. Он состоит из логических вентилей И и НЕ, подключенных последовательно.

Пример применения элемента И-НЕ в реальном техническом устройстве: По тех. заданию, ход стационарной транспортной платформы, управляемой электродвигателем, должен ограничиваться, нажатием путевых конечных выключателей — правого или левого.

Как видите, применение электронных элементов логики для выполнения простейших схематических решений нецелесообразно. Более сложные, многоходовые операции — циклы, другое дело. Применение аппаратных(непрограммируемых) контроллеров на основе электронных логических элементов, в оборудовании довольно частое явление.

Логическая схема ИЛИ

ИЛИ — схема логического сложения. Логическая еденица на выходе, появляется в случае присутствия высокого уровня(еденицы) на любом из входов.

Логическая схема ИЛИ — НЕ

ИЛИ — НЕ состоит из логических элементов ИЛИ и НЕ, подключеных последовательно. Соответственно, НЕ инвертирует значения на выходе ИЛИ.

Логическая схема исключающее ИЛИ

Этот вентиль выдает на выходе логическую еденицу, если на одном из входов — еденица, а на другом, ноль. Если на входах присутствуют одинаковые значения — на выходе ноль.

Триггер Шмитта(Шмидта)

Триггер Шмитта выдает импульс правильной формы, при сигнале произвольной формы на входе. Применяется для преобразования медленно меняющихся сигналов в импульсы, с четко очерчеными краями.

1. На главную страницу

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

Источник: https://elektrikaetoprosto.ru/digit.html

Триггер Шмидта. Подробное описание нессиметричного триггера

Слово trigger, в переводе на русский, значит, спусковой крючок. Функциональность устройства заключается в быстром переходе из одного устойчивого состояния в другое под внешним воздействием.

Большинство подобных устройств имеют заданное одинаковое значение для нарастающего сигнала. Для быстрорастущих сигналов – это не проблема. Но для сигналов, которые имеют очень медленное нарастание (шумовые, например) – колебания назад и вперед из положения off в on и обратно могут вывести из строя прибор. Триггеры Шмитта применимы для медленно изменяющихся сигналов или шума.

Это решение для случаев, когда сигнал на входе колеблется вокруг заданной точки. Схема для получения петли гистерезиса – это значит, что есть два набора точек, одни на низкой стороне, другие на высокой.

Допустим, что на стороне низкого заданное значение составляет 2,0 В, а на стороне высокого – 1,5 В. Как только нарастающий входной сигнал (шум) попадает в точку 2.0 В, триггер переключит выход на 1.

И сигнал на выходе останется на 1 до тех пор, пока входной сигнал не упадёт обратно до 1,5 В. В зоне от 1,5 и 2.0 В сигнал не переключается.

Самым простым примером применения является однополюсный двухпозиционный тумблер.

Перемещением рычага вправо соединяются выступы в центре. Цифровые схемы работают на 1 и 0 (вкл. и выкл.) Серединных значений при этом нет.

Схемы триггеров Шмитта

Существует много схем, в которых необходимо включение элементов, имеющих фиксированные пороги на входе. Можно применять дискретные транзисторы, а также операционный усилитель (ОУ) с дополнительными компонентами, способствующими созданию петли гистерезиса.

На схеме изображено как устройство формирует импульс правильной конфигурации, при произвольном входном сигнале. Подобная схема применяется для преобразования медленно изменяющихся сигналов в импульсы с чётко очерченными краями. Это выполняется и на нескольких устройствах, и на одном ОУ.

Схема триггера Шмитта на транзисторах

Для несимметричного триггера характерно несколько устойчивых состояний, когда переход из одного в другое происходит лишь при пороговых уровнях. Поэтому для такого триггера характерна гистерезисная передаточная характеристика. В нижеприведённой схеме использованы биполярные транзисторы.

На данном чертеже показано, что триггер Шмитта включает в себя транзисторы VT1 и VT2, гальванически связанные между собой посредством резистора R5. Все элементы имеют общую питающую шину. R1 и R2 обеспечивают рабочий режим транзистора VT1. Организован делитель напряжения (два резистора). Конденсатор C1 служит для ускоренного переключения. Временные диаграммы входных и выходных напряжений устройства показаны на рисунке.

При подаче питания к устройству, он переходит в исходное состояние, когда транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт. В таком состоянии на выход устройства поступает некоторое напряжение Uэ, зависящее от элементов обвязки VT2. Имеются два порога срабатывания в триггере Шмитта (эта разность между напряжениями называется шириной петли гистерезиса).

Триггер Шмидта на логике

Это устройство особенное, потому что имеет по одному аналоговому входу и цифровому выходу. Самая простая схема триггера Шмитта основана на цифровых логических элементах, то есть последовательно включенных двух инверторах.

Посредством резистивной обратной связи цифровой сигнал на выходе меняет входное напряжение переключения. Скорости нарастания сигнала на выходе и входе не зависят друг от друга, являясь для данной схемы постоянной величиной (зависящей от быстродействия логических вентилей).

Схема триггера Шмитта, построенная на двух инверторах, изображена ниже.

Добавлена обратная связь, обеспеченная двумя резисторами, способствует быстрому изменению напряжения на выходе схемы при пересечении сигналом порогового напряжения. Соотношение между резисторами влияет на глубину этой связи.

Тот факт, что часть сигнала с выхода схемы поступает на вход, приводит к тому, что вместо одного порога у схемы получается два. Один из них назван порогом срабатывания схемы (когда на выходе устройства формируется уровень «1»).

Второй порог назван порогом отпускания (когда на выходе схемы формируется уровень «0»). Наличие двух порогов дало триггеру Шмитта второе название — схема с гистерезисом.

Положительная обратная связь используется для того, чтобы установить лимит для достижения точки насыщения на выходе и, таким образом, можно изменить синусоидальное напряжение в цифровое.

Как определить низкие и высокие пороговые уровни на входе схемы? Логика определения этих пороговых уровней следующая. Необходимо выбрать верхний порог, который ниже минимального высокого уровня сигнала.

Другими словами, это тот уровень, когда входной сигнал будет превышать каждый импульс на выходе. Аналогичным образом выбирается нижний порог, который соответственно выше низкого уровня сигнала. Разница между верхним и нижним уровнем является гистерезис.

Чем больше гистерезис, тем больше будет восприимчивость схемы к шуму. Также необходимо учесть влияние времени.

На изображении хорошо видны два порога там, где на вход устройства подаётся синусоидальное напряжение.

Генератор на триггере Шмитта

Для построения генераторов применяются инверторы. Посему для обеспечения устойчивых сигнальных волн нужно вывести элемент на участок между «0» и «1». Далее, требуется обеспечить положительную обратную связь посредством конденсаторов.

Ниже изображена схема простейшего генератора импульсов.

Инвертор генерирует сигнал, который заряжает и разряжает конденсатор. Это работает, потому что на выходе инверторов «0» или «1» (низкие или высокие пороговые значения). Представим, что мы смотрим на цепи в какой-то случайный момент времени.

По своей природе, триггера Шмитта на выходе инвертора или 0 В или 5 В (или переход между ними, который мы можем игнорировать). Если на выходе 0 В, а на выходе конденсатора выше, чем на выходе инвертора, конденсатор будет разряжаться через резистор до падения порогового напряжения триггера Шмитта.

Конденсатор разряжается до тех пор, пока на входе инвертора сигнал достаточно низкий. При пересечении порогового значения, цикл начнётся заново.

Ключ, который делает эту работу на «гистерезис» в триггер Шмитта. В основном это означает, что точка поездки инвертора зависит оттого, что мы идем от высокого напряжения или низкого напряжения.

Заключение

Достоинство схем заключается в том, что входное напряжение меняется незначительно, когда выходное изменяется резко к высокому или низкому пороговому значению. Процесс проводится благодаря устройству обратной связи и делителя напряжения.

В чём польза триггера Шмитта? Они весьма востребованы тогда, где на входе присутствуют шумы. Применяется для преобразования входного сигнала в прямоугольные, пренебрегая высокочастотными помехами.

Такая входная цепь осуществляет гистерезис, эффективно фильтрующий различные типы шумов.

Использование устройства будет гарантировать, что на входе цифрового устройства всегда будет либо «один» или «ноль» и ничего между ними.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Архивы

Выберите месяц
Февраль 2020  (4)
Январь 2020  (2)
Декабрь 2019  (4)
Ноябрь 2019  (3)
Октябрь 2019  (2)
Сентябрь 2019  (1)
Август 2019  (3)
Июль 2019  (5)
Июнь 2019  (7)
Май 2019  (5)
Апрель 2019  (9)
Март 2019  (13)
Февраль 2019  (11)
Январь 2019  (13)
Декабрь 2018  (11)
Ноябрь 2018  (15)
Октябрь 2018  (11)
Сентябрь 2018  (5)
Август 2018  (8)
Июль 2018  (3)
Июнь 2018  (6)
Май 2018  (3)
Апрель 2018  (3)
Март 2018  (2)
Февраль 2018  (5)
Январь 2018  (3)
Декабрь 2017  (4)
Ноябрь 2017  (6)
Октябрь 2017  (6)
Сентябрь 2017  (5)
Август 2017  (8)
Июль 2017  (11)
Июнь 2017  (8)
Май 2017  (9)
Апрель 2017  (9)
Март 2017  (5)
Февраль 2017  (15)
Январь 2017  (11)
Декабрь 2016  (13)
Ноябрь 2016  (20)
Октябрь 2016  (13)
Сентябрь 2016  (9)
Август 2016  (13)
Июль 2016  (9)
Июнь 2016  (10)
Май 2016  (13)
Апрель 2016  (11)
Март 2016  (11)
Февраль 2016  (1)
Январь 2016  (6)
Декабрь 2015  (2)
Ноябрь 2015  (4)
Октябрь 2015  (22)
Сентябрь 2015  (9)

Источник: https://elektronchic.ru/elektronika/trigger-shmidta.html

Основы цифровой техники

 материалы в категории

Триггер на логических элементах

Собсна гря про триггеры (в том числе и триггеры на транзисторах) уже вкратце было рассказано в отдельной статье, здесь-же немного по-подробнее и о том как сделать триггер из «подручных» базовых элементов.

Итак:

Триггер — это устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия. Триггер еще можно назвать устройством с обратными связями. На рисунке изображена схема триггера на логических элементах ИЛИ-НЕ.

Такая схема называется асинхронным RS-триггером. Первый (сверху) выход называется прямым, второй — инверсным. Если на оба входа (R и S) подать лог. нули, то состояние выходов определить невозможно. Триггер установится как ему заблагорассудится, т. е. в произвольное состояние.

Допустим, на выходе Q присутствует лог. 1, тогда на выходе не Q (Q с инверсией) обязательно будет лог. 0. И наоборот. Чтобы установить триггер в нулевое состояние (когда на прямом выходе лог. 0, на инверсном — лог. 1) достаточно на вход R подать напряжение высокого уровня.

Если высокий уровень подать на вход S, то это переведет его в состояние 1, или как говорят, в единичное состояние (на прямом выходе лог. 1, на инверсном — лог. 0).

И в том, и в другом случаях напряжение соответствующего уровня может быть очень коротким импульсом — на грани физического быстродействия микросхемы.

То есть, триггер обладает двумя устойчивыми состояниями, причем эти состояния зависят от ранее воздействующих сигналов, что позволяет сделать следующий вывод —триггер является простейшим элементом памяти. Буквы R и S по-буржуйски set — установка, reset — сброс (предустановка). На рис. 2 RS-триггер показан в «микросхемном исполнении».

RS-триггер можно соорудить и на элементах И-НЕ, как показано на рисунке 3. Такая конструкция встречается тоже довольно часто:

Принцип работы такой же, как у триггера на элементах ИЛИ-НЕ, за исключением инверсии управляющих сигналов, т. е. установка и сброс триггера производится не лог. 1, а лог. 0.

Другими словами, входы такого триггера инверсные. В описанных триггерах изменение состояния происходит сразу после изменения состояния на входах R и S.

Поэтому такие триггеры называются асинхронными.

Если схему асинхронного триггера немного дополнить, то получим вот такое:

В таком триггере вводится дополнительный вход С, называемый тактовым или синхронизирующим. Изменение состояний триггера происходит при подаче сигналов лог.

1 на входы R и S и последующим воздействием на вход С тактового (синхронизирующего) импульса. Если на тактовый вход импульс не воздействует, то состояние триггера не изменится.

Другими словами, изменение состояния триггера происходит под действием синхроимпульса, поэтому такие триггеры называются синхронными.

D-триггер

D-триггер отличается от синхронного RS-триггера тем, что у него только один информационный вход D. D-триггер показан на рисунке:

Если на вход D подать логическую единицу, затем на вход С подать импульс, то на выходе Q (прямой выход) установится лог. 1. Если на вход D подать лог. 0, на С импульс, то на Q установится лог. 0. Т. е. D-триггер осуществляет задержку информации, поступающей на вход D. При чем эта информация хранится в D-триггере, пока не придет следующий бит (0 или 1) информации. По сути это ячейка памяти.

Если вход D замкнуть с инверсным выходом, то останется только один вход С. При подаче на вход С импульса триггер переключится, т. е. если на выходе был лог. 0, то станет лог. 1. При следующем импульсе триггер снова переключится, т. е. лог. 1 сменится лог. 0.

Таким образом, триггер осуществляет деление частоты входных импульсов на 2 (ведь уровень сигнала на выходе меняется в два раза реже). В таком режиме D-триггер называют счетнымили Т-триггером.

Этот режим (режим деления частоты) используется довольно широко.

Нетрудно заметить, что для RS-триггера (рис. 1) существует запрещенная комбинация, когда на оба входа поданы лог. 1, на его выходах также устанавливаются лог. 1 и триггер перестает выполнять свои функции (зависает).

Поэтому придумали так называемый JK-триггер. У него три входа — J, K, C. Вход J вместо R, вход К вместо S, С так и остается — синхронизацией. Если на вход J подана лог. 1, на К — лог.

0 или наоборот, то он работает как синхронный RS-триггер, если на оба входа J и К поданы лог. 1, то он работает как счетный Т-триггер.

Триггер Шмитта на логических элементах

Триггер Шмитта — это специфический вид триггера, имеющего один вход и один выход. Такой триггер Еще называют нессиметричным. В триггере Шмитта переход из одного устойчивого состояния в другое осуществляется при определенных уровнях входного напряжения, называемых пороговыми уровнями. Триггер Шмитта изображен ниже.

Если на вход триггера Шмидта подавать нарастающее напряжение (нижний график), то при некотором уровне Uп1 в момент t1 напряжение на выходе скачком переходит из состояния 0 в состояние 1. Если уменьшать напряжение на входе до некоторого напряжения Uп2 в момент t2 напряжение на выходе скачком переходит из состояния 1 в состояние 0.

Явление несовпадения уровней Uп1 и Uп2 называется гистерезисом. Соответственно, передаточная характеристика триггера Шмитта обладает гистерезисным характером. Триггер Шмитта, в отличие от других триггеров, не обладает памятью и используется для формирования прямоугольных импульсов из напряжения произвольной формы.

Примечание: основной материал взят с сайта naf-st.ru

Источник: http://radio-uchebnik.ru/txt/14-osnovy-tsifrovoj-tekhniki/82-triggery-na-logicheskikh-elementakh

Как ответить на вопрос: что это такое – триггер?

Каждый, кто интересуется электроникой, должен знать о таком устройстве, как триггер, что это такое и для чего он нужен. Со времен первых ЭВМ и по сей день, вся вычислительная техника базируется на этих несложных электронных приборах.

Благодаря использованию триггерных систем стало возможным реализовывать оперативные запоминающие устройства – быструю память для временного хранения данных, использующихся при вычислениях. Однако сфера их применения не ограничивается лишь этим.

Триггерные схемы широко используются в разработке самой разнообразной цифровой электроники, в первую очередь там, где необходимы устройства памяти: счетчики, преобразователи кода, последовательные порты, цифровые фильтры и так далее.

Изучению данной темы стоит уделить должное внимание, так как эти знания являются базовыми для работы с цифровой техникой.

Выпускники вузов, которым не знаком принцип работы триггера, не имеют шансов найти себе достойную работу по специальности.

Поэтому тем, кто интересуется электроникой всерьез, необходимо обязательно разобраться, что такое триггер, как он работает, какие бывают разновидности и где он применяется.

Общие сведения и базовые понятия

Итак, триггер – это относительно простой электронный элемент, главным свойством которого является устойчивое сохранение своего состояния в течение длительного времени. Всего существует два возможных состояния: логический 0 (ноль) либо 1 (единица).

Запись информации в триггер производится скачкообразным изменением его состояния под воздействием поступающих на входы специальных командных сигналов.

Как правило, у любого триггера есть два выхода – прямой (отображающий текущее состояние элемента) и инверсный (принимающий противоположное прямому выходу значение).

Переходы между состояниями триггера происходят практически моментально, поэтому переходными задержками по времени на практике пренебрегают.

Объем памяти одного триггерного элемента сравнительно невелик и, как правило, составляет 1 или несколько бит, что позволяет ему хранить отдельные небольшие кодовые комбинации, сигналы и так далее. Эти устройства являются базовыми элементами, из которых формируется оперативная память.

В основе работы триггера лежит система, базирующаяся на двух и более логических элементах: И-НЕ либо ИЛИ-НЕ, которые включены по схеме с положительной обратной связью.

Триггерная схема может сохранять данные в памяти ровно до тех пор, пока присутствует питание.

При отключении питающего напряжения состояние элемента сбрасывается. Если затем снова включить ток, значение на выходе триггера может принять случайную величину – либо 0, либо 1. По этой причине при разработке цифровой схемы необходимо предусматривать момент приведения триггерных элементов в начальное состояние.

  Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха

Триггер собранный на реле

Простейшими схемами являются RS триггеры. Буквы S и R означают английские слова set и reset – «установка» и «сброс» соответственно.

Этими буквами обозначаются два входа устройства, один из которых (S) при поступлении сигнала приводит к изменению состояния триггера, а второй (R) – сбрасывает элемент в стартовое состояние.

Анимация ниже иллюстрирует принцип работы триггерной схемы, собранной из нескольких электромагнитных реле.

Принцип работы тригерной схемы

В начальном состоянии система находится в положении 0 (логический ноль или «FALSE»), о чем свидетельствует негорящая лампочка на прямом выходе Q. Инверсный выход, обозначаемый с черточкой наверху, соответственно, показывает уровень логической единицы (1), поэтому лампа на нем горит.

При замыкании ключа S, что символизирует подачу на вход единичного сигнала, на реле подается положительное напряжение и происходит переход триггера в логическое состояние 1 или «TRUE», соответственно, лампочка на прямом выходе загорается, а на инверсном гаснет. Затем происходит сброс системы путем замыкания ключа R, триггер переходит в стартовое состояние. Однако до того момента, как будет нажата кнопка сброса, он продолжает сохранять то состояние, в которое его привело замыкание ключа S.

Принцип работы RS триггера

Система, представленная выше, при помощи электромагнитных реле иллюстрирует работу триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

Однако в современных схемах электромеханические приборы давным-давно не используются, сейчас они собираются из электронных логических элементов на транзисторах, заключенных внутри интегральных микросхем.

К тому же для их реализации можно использовать различные базисы. Пример схемы RS триггера на элементах И-НЕ, охваченных положительной обратной связью.

Допустим, что на оба входа R и S подаются единицы.

Если верхний элемент И-НЕ выдаст на прямой выход Q логический 0, благодаря положительной обратной связи он поступит на свободный вход нижнего элемента, вследствие чего тот выдаст на инверсном выходе единицу (1).

В свою очередь, эта 1 по обратной связи поступает на вход верхнего элемента, тем самым подтверждая 0 на выходе Q. Если же на прямом выходе изначально находится 1, то инверсный, соответственно, выдаст 0, который подтвердит 1 на выходе Q.

Транзисторная схема RS триггера

При подаче на S-вход 0, согласно логической функции И-НЕ, на прямом выходе Q возникнет 1, а на инверсном – 0.

Если при этом на вход S снова подать 1, состояние триггера не изменится, так как по таблице истинности И-НЕ при подаче на входы элемента комбинации 0 и 1 либо 0 и 0, на выходе всегда будет 1. Таким образом, триггерная схема сохраняет полученное значение неизменным.

Сбросить значение Q обратно в 0 можно, только подав сигнал на сбрасывающий вход R. Практически работу RS триггера можно пронаблюдать, собрав такую схему на транзисторах.

Триггеры JK и D

Д триггер – неотъемлемая часть большинства микропроцессоров, так как входит в состав регистров сдвига и хранения. Они находятся в числе наиболее часто используемых схем.

Название D триггеры происходит от основной характерной особенности – образования задержки (D – Delay). У него имеется два входа: D (информационный) и C (управляющий).

Сигнал из D задает состояние схемы, но только если при этом на C есть разрешение на запись.

Если вход синхронизации C сообщает 0, это значит, что запоминание запрещено и выходной сигнал устройства никак не должен зависеть от информации, переданной на D.

Запись данных начинается только тогда, когда на C подается 1.

В этом случае состояние триггера полностью зависит от D, но если на управляющий вход снова подать 0, триггер запомнит последнее значение и перестанет реагировать на сигналы, пока синхронизация не разрешит запись.

JK триггер

JK триггер самый универсальный и сложный из всех. Принцип работы подобен RS, однако у него нет неопределенного состояния, которое вызывается одновременной подачей на входы двух единиц. Он имеет следующие входы:

• S – установочный;
• R – сбрасывающий;
• C – синхронизация;
• J и K.

Заключение по теме

Триггерные устройства являются ключевой составляющей современных электронно-вычислительных систем. Их принцип действия рассмотрен выше, а также разобраны примеры их реализации на реле и транзисторах.

Источник: https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/datchyk/kak-otvetit-na-vopros-chto-eto-takoe-trigger.html

RS-триггер

Цифровая электроника

Одним из важнейших элементов цифровой техники является триггер (англ. Trigger — защёлка, спусковой крючок).

Сам триггер не является базовым элементом, так как он собирается из более простых логических схем. Семейство триггеров весьма обширно. Это триггеры: T, D, C, JK, но основой всех является самый простой RS-триггер.

Без RS триггеров невозможно было бы создание никаких вычислительных устройств от игровой приставки до суперкомпьютера.

У триггера два входа S (set) — установка и R (reset) — сброс и два выхода Q-прямой и Q— инверсный. Инверсный выход имеет сверху чёрточку.

Триггер бистабильная система, которая может находиться в одном из двух устойчивых состояний сколь угодно долго. На рисунке показан RS-триггер выполненный на элементах 2ИЛИ – НЕ.

Точно так же триггер может быть выполнен и на элементах 2И – НЕ.

Единственная разница это то, что триггер на элементах И – НЕ активируется, то есть переводится в другое состояние потенциалом логического нуля. Триггер, собранный на элементах ИЛИ – НЕ активируется логической единицей. Это определяется таблицей истинности логических элементов.

При подаче положительного потенциала на вход S мы получим на выходе Q высокий потенциал, а на выходе Q низкий потенциал. Тем самым мы записали в триггер, как в ячейку памяти, единицу.

Пока на вход R не будет подан высокий потенциал, состояние триггера не изменится.

На принципиальных схемах триггер изображается следующим образом.

Два входа R и S, два выхода прямой и инверсный и буква Т означающая триггер.

Хорошо отображает принцип работы RS-триггера несложная схема, собранная на двух элементах 2И – НЕ. Для этого используется микросхема 155ЛА3, которая содержит четыре таких элемента.

Нумерация на схеме соответствует выводам микросхемы. Напряжение питания +5V подаётся на 14 вывод, а минус подаётся на 7 вывод микросхемы.

После включения питания триггер установится в одно из двух устойчивых состояний.

Исходя из того, что сопротивление переходов транзисторов логических элементов не может быть абсолютно одинаковым, то триггер после включения питания, как правило, принимает одно и то же состояние.

Допустим, после подачи питания у нас горит верхний по схеме светодиод HL1. Можно сколько угодно нажимать кнопку SB1 ситуация не изменится, но достаточно на долю секунды замкнуть контакты кнопки SB2 как триггер поменяет своё состояние на противоположное. Горевший светодиод HL1 погаснет и загорится другой — HL2. Тем самым мы перевели триггер в другое устойчивое состояние.

На данной схеме всё достаточно условно, а на реальном триггере принято считать, что если на прямом выходе «Q» высокий уровень то триггер установлен, если уровень низкий то триггер сброшен.

Основной недостаток рассматриваемого триггера это, то, что он асинхронный. Другие более сложные схемы триггеров синхронизируются тактовыми импульсами общими для всей схемы и вырабатываемые тактовым генератором. Кроме того сложная входная логика позволяет держать триггер в установленном состоянии до тех пор пока не будет сформирован сигнал разрешения смены состояния триггера.

RS-триггер может быть и синхронным, но двух логических элементов для этого мало.

На рисунке изображена схема синхронного RS-триггера. Такой триггер может быть собран на микросхеме К155ЛА3, которая содержит как раз четыре элемента 2И – НЕ. В данной схеме переключение триггера из одного состояния в другое может быть осуществлено только в момент прихода синхроимпульса на вход «C«.

На рассмотренной выше схеме переключение триггера осуществляется с помощью кнопок. Такой вариант используется достаточно часто и именно для кнопочного управления какой-либо аппаратурой.

В электронике существует понятие «дребезг контактов» то есть, когда мы нажимаем кнопку, на вход устройства проникает целый пакет импульсов, который может привести к серьёзным нарушениям в работе.

Использование RS-триггера позволяет избежать этого.

Благодаря своей простоте и недорогой стоимости RS-триггеры широко применяются в схемах индикации. Часто для повышения надёжности и устранения возможности случайного срабатывания RS-триггер собирается по так называемой двухступенчатой схеме. Вот схема.

Здесь можно видеть два совершенно одинаковых синхронных RS-триггера, только для второго триггера синхроимпульсы инвертируются. Первый триггер в связке называют M (master) — хозяин, а второй триггер называется S (slave) — раб.

Допустим на входе «С» высокий потенциал. М-триггер принимает информацию, но низкий потенциал на входе синхронизации S-триггера блокирует приём информации. После того как потенциал поменялся на противоположный информация из M-триггера записывается в S-триггер, но приём информации в M-триггер блокируется.

Такая двухступенчатая система намного надёжнее обычного RS-триггера. Она свободна от случайных срабатываний.

• Для более наглядного изучения работы RS-триггера рекомендую провести эксперименты с RS-триггером.
• Главная » Цифровая электроника » Текущая страница
• Также Вам будет интересно узнать:

Источник: https://go-radio.ru/rs-trigger.html

Триггер Шмитта на транзисторах

Триггер Шмитта на транзисторах, так же как и триггер Шмитта на  ОУ,  является системой двух устойчивых состояний, переход которого из одного состояния в другое связан с амплитудой запускающего импульса.

Подобные триггеры широко используются, в вычислительной технике и всевозможных промышленных приборах, где нужно менять форму сигнала, преобразовывать прямоугольные импульсы из синусоиды колебаний и регистрировать завышение сигнала определенного порога. Стандартная схема триггера Шмитта на двух биполярных транзисторах n-p-n   приводится ниже.

Для правильного уяснения работы триггера Шмитта сперва допустим, что на входе транзистора VT1 нет сигнала. Сопротивления R1, R2 и R3, подключены к минусу и плюсу питания, и создают своеобразный делитель напряжения. По отношению к эмиттеру транзистора VT2, падение напряжения на сопротивлении R3 окажется положительным, по причине этого данный транзистор будет открыт.

От источника питания на коллектор транзистора VT2 через резистор R4 идет положительный потенциал. Когда транзистор открыт, ток эмиттера, протекающий через R4, создает на нем падение напряжения.

 Сквозь вторичную обмотку трансформатора Тр1, имеющего малое сопротивление,  потенциал на резисторе R5 оказывается между базой и эмиттером VT1 и формирует обратное смещение на переходе Б-Э. В связи с этим VT1 закрыт.

Данное устойчивое состояние схемы Шмитта является одним из двух вероятных состояний.

Вследствие падения напряжения на R4 по причине протекания через него тока, потенциал коллектора VT2 будет намного ниже напряжения питания. При поступлении на вход сигнала, он не окажет никакого воздействия на устойчивость триггера Шмитта, если его амплитуда будет меньше напряжения смещения между эмиттером и базой транзистора VT1, идущего с сопротивления R5.

В том случае если входной сигнал будет по амплитуде больше этого смещения, то произойдет открытие VT1. Из-за снижения потенциала на коллекторе VT1 снижается смещение на базе VT2, и в итоге его эмиттерный ток также снизится.

Из-за этого снизится падение напряжения на сопротивлении R5, а смещение на базе VT1 увеличится и инициирует последующий рост тока через VT1. Падение напряжения на R1 также значительно повысится, что в свою очередь уменьшит смещение на базе VT2 и снизит падения напряжения на R5. Этот алгоритм будет длиться до тех пор, пока VT1 до конца не откроется, а  транзистор VT2, не закроется.

Как только ток коллектора VT2 достигнет нуля и на сопротивлении R4  начнет падать напряжение, потенциал же на его коллекторе станет увеличиваться, который пройдя через конденсатор С2 становится выходным сигналом.

Величина и форма сигнала на выходе триггера Шмитта  находятся в прямой зависимости от постоянной времени (R4+Rн)C2 и сопротивления нагрузки Rн.

Устойчивое положение, которое отвечает закрытому транзистору VT2 и открытому VT1, является вторым состоянием триггера Шмитта, и оно длится, пока есть входной сигнал.

И как только входной сигнал пропадет, триггер Шмитта переходит в первоначальное состояние.

Если постоянная времени (R4+Rн)С2 существенно превышает продолжительность входного сигнала, то амплитуда сигнала на выходе триггера Шмитта практически оказывается стабильной, без изменений.

Источник: «200 избранных схем электроники»,  Мэндел М.

Источник: http://www.joyta.ru/4873-trigger-shmitta-na-tranzistorax/

Введение в триггеры Шмитта и наследие Отто Шмитта

Узнайте о том, как работают триггеры Шмитта, и об их изобретателе Отто Шмитте.

Что такое триггер Шмитта?

Триггер Шмитта – это схема логического входа, в которой используется гистерезис для подачи положительной обратной связи на неинвертирующий вход компаратора или дифференциального усилителя. Это позволяет выходу сохранять свое значение до тех пор, пока вход не изменится достаточно, чтобы вызвать изменение.

Триггеры Шмитта

обычно используются в приложениях преобразования сигналов для удаления шума в цифровых схемах.Они особенно эффективны при устранении шума, вызванного дребезгом контактов в переключателях. Основная функция триггера Шмитта состоит в том, чтобы удалить шум из сигналов, чтобы предотвратить непредсказуемые изменения выходного сигнала в результате колебаний. Простая демонстрация схемы, которая выиграет от триггера Шмитта, может быть светодиодом, который включается только иногда, когда он активирован. Добавление триггера Шмитта к этой схеме упростило бы для светодиода более точное определение уровней сигнала включения и выключения.

Триггеры Шмитта

обнаруживаются во множестве устройств из-за необходимости снижения шума в схемах, особенно в устройствах, которые должны взаимодействовать между аналоговой и цифровой средами.Хотя большинство триггеров Шмитта поставляются в отдельных пакетах или включены в логические ИС, вы все равно можете сделать их самостоятельно, чтобы узнать, как работает триггер Шмитта.

Триггер Шмитта устанавливает верхний и нижний пороговые значения для волны, чтобы упростить включение и выключение состояний устройства.

Отто Шмитт

Триггер Шмитта, как и многие другие схемы, был назван в честь своего изобретателя Отто Шмитта. Шмитт изобрел триггер Шмитта в 1937 году, который он первоначально назвал «термоэмиссионным триггером», но изобретения Шмитта оказали такое глубокое влияние на электронику, что все назвали его триггером Шмитта в его честь.Отто Шмитту также приписывают изобретение катодного повторителя, дифференциального усилителя, усилителя с прерывистой стабилизацией и создание области биомедицинской инженерии.

Отто Шмитт жил с 1913 по 1998 год. Его степени бакалавра и доктора наук были в области физики и зоологии. Он всегда был близок к электронике и математике и изобрел несколько типов схем, которые все еще используются сегодня, создавая искусственные конструкции, имитирующие формирование импульсов нервных волокон.Шмитт был настолько одарен в области электротехники, что, будучи студентом, выпустил восемь публикаций.

Фотография Шмитта в последние годы его жизни. Любезно предоставлено Национальной академической прессой.

Во время Второй мировой войны Шмитт был принят на работу в NDRC, позже названную OSRD (Управление научных исследований и разработок), которая финансировала сверхсекретные исследования для военных целей. Ему было поручено помочь OSRD найти способы противодействия немецким подводным лодкам, которые в то время были невероятно эффективными.

Шмитт принял вызов, разработав детектор магнитных аномалий, часто называемый системой MAD. Система MAD обнаружила небольшие аномалии магнитного поля Земли, вызванные подводными лодками. Система MAD, установленная на американских бомбардировщиках, помогла положить конец контролю нацистов над Атлантикой.

Наследие Шмитта

К сожалению, многие достижения Шмитта были скрыты из-за военной классификации и того факта, что Шмитт не запатентовал многие из своих изобретений.Он фактически передал патентные права на большинство своих устройств Соединенным Штатам. Шмитта следует помнить за его гениальные изобретения и гуманный дух.

«Я никогда не хотел быть бизнесменом. Я не хотел зарабатывать деньги; Я всегда хотел продвигать идеи ».

Если вы хотите узнать больше о жизни Отто Шмитта, его самая обширная биография – это «Жизнь связей: Отто Герберт Шмитт, 1913–1998» Джона М.Харкнесс. Если вам известны какие-либо другие произведения о жизни Шмитта, поделитесь ими в комментариях.

Отраслевые статьи – это форма контента, позволяющая отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits, что не подходит для редакционного контента. Все отраслевые статьи подлежат строгим редакционным правилам с целью предложить читателям полезные новости, технические знания или истории. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, принадлежат партнеру, а не обязательно All About Circuits или ее авторам.

Принципиальная схема триггера Шмитта

| Неинвертирующий триггер Шмитта

Схема триггера Шмитта:

Инвертирование триггера Шмитта – Схема триггера Шмитта представляет собой быстродействующий детектор уровня напряжения. Когда входное напряжение достигает уровня, определяемого компонентами схемы, выходное напряжение быстро переключается между максимальным положительным уровнем и максимальным отрицательным уровнем.

Принципиальная схема инвертирующего триггера Шмитта на операционном усилителе показана на рис.14-33 вместе с сигналами на входе и выходе. На первый взгляд схема выглядит как неинвертирующий усилитель. Но обратите внимание, что (в отличие от неинвертирующего усилителя) входное напряжение (V _и ) подается на инвертирующий входной терминал, а напряжение обратной связи поступает на неинвертирующий вход. Осциллограммы показывают, что выходной сигнал быстро переключается с положительного напряжения насыщения (+ V _{o (sat)} ) на отрицательный уровень насыщения (-V _{o (sat)} ), когда входной сигнал превышает определенный положительный уровень; верхняя точка срабатывания (UTP).Точно так же выходное напряжение переключается с низкого на высокое, когда входное напряжение опускается ниже отрицательной точки срабатывания; нижняя точка запуска (LTP).

Обратите внимание, что после того, как V _i увеличился до UTP и V _o переключился на -V _{o (sat)} , выходной сигнал останется на -V _{o (sat)} , даже когда V _i упадет ниже UTP. Переключение с -V _{o (sat)} на + V _{o (sat)} не происходит, пока V _i = LTP. Аналогичным образом, после того, как V _i был уменьшен до LTP и V _o переключился на + V _{o (sat)} , выходной сигнал останется на + V _{o (sat)} , когда V _i увеличится выше LTP.Переключение с + V _{o (sat)} на -V _{o (sat)} не происходит снова, пока V _i = UTP.

Точки срабатывания:

Если выходное напряжение в цепи на рис. 14-33 высокое, напряжение на неинвертирующей клемме равно

.

Если входное напряжение (на инвертирующей входной клемме) ниже V _R2 (на неинвертирующем входе), выходное напряжение поддерживается на высоком положительном уровне. Чтобы выход переключился на низкий уровень, входное напряжение должно на очень небольшую величину превышать V _R2 (примерно 70 мкВ для ОУ 741).Итак, UTP по существу равен V _R2 .

Когда выход отрицательный, LTP можно рассчитать как,

Характеристика ввода / вывода:

График зависимости выходного напряжения (_– В) от входного напряжения (_– В) может быть построен для инвертирующей схемы триггера Шмитта, как показано на рис. 14-34. Это характеристика входа / выхода схемы.

Чтобы понять характеристику, рассмотрите напряжения в каждой из пронумерованных точек на графике:

• В точке 1 V _o = + V _{o (sat)} и V _i o = + V _{o (sat).}
• От точки 1 до точек 2 и 3, V _o остается на уровне + V _{o (sat)} , поскольку V _i увеличивается через LTP и через ноль, пока V _i = UTP.
• Из точки 3 в точку 4, V _o быстро переключается с + V _{o (sat)} на -V _{o (sat)} , когда V _i = UTP.
• От точки 4 до точки 5, V _o остается на уровне -V _{o (sat)} , поскольку V _i увеличивается выше UTP.
• От точки 5 до точек 4 и 6, V _o остается на -V _{o (sat)} , поскольку V _i уменьшается через UTP и через ноль, пока V _i = LTP.
• Из точки 6 в точку 2, V _o быстро переключается с -V _{o (sat)} на + V _{o (sat)} , когда V _i = LTP.
• От точки 2 до точки 1, V _o остается на + V _{o (sat)} , так как V _i уменьшается ниже LTP.

Разница между UTP и LTP называется гистерезисом. Некоторые приложения требуют небольшого гистерезиса, а для других приложений важен большой гистерезис.

Схема:

Процедура проектирования триггерной схемы Шмитта аналогична конструкции усилителя на операционном усилителе. Ток делителя напряжения (I ₂ на рис. 14-33) выбирается намного большим, чем входной ток смещения операционного усилителя. Значения резистора затем рассчитываются как,

Регулировка точек срабатывания:

Для многих приложений схемы триггера Шмитта требуются уровни UTP и LTP, которые не равны по величине.Обычно это достигается за счет использования диодов, как показано на рис. 14-36.

Схема, показанная на рис. 14-36 (а), просто имеет диод (D ₁ ), подключенный последовательно с резистором R ₁ . Диод смещен в прямом направлении только тогда, когда на выходе операционного усилителя имеется положительная величина. На этот раз UTP – V _R2 , как и раньше. Когда V _o отрицательное, D ₁ имеет обратное смещение, что делает I ₂ равным нулю. Следовательно, нет падения напряжения на R ₂ , и поэтому неинвертирующая клемма заземлена через R ₂ .Это дает нулевой уровень для LTP. Таким образом, эта схема имеет положительный UTP и LTP с нулевым напряжением.

На рис. 14-36 (b) показана схема с двумя точками запуска разного уровня. Когда V _o положительный, D ₁ смещен в прямом направлении, а D ₂ инвертирован, и UTP устанавливается резисторами R ₁ и R ₂ . При отрицательном V _o D ₂ имеет прямое смещение, а D ₁ – обратное. LTP теперь определяется сопротивлениями ₃ R и ₂ RR.

Прямое падение напряжения на диоде (В _F ) необходимо учитывать при расчете точек срабатывания для обеих схем на рис. 14-36. Это делается простой заменой V _o на (V _{o (sat)} – V _F ) в уравнениях. 14-25 и 14-26. Еще одним важным соображением при проектировании является то, что ток делителя напряжения (I ₂ ) обычно должен составлять минимум 100 мкА для удовлетворительной работы диода.

Неинвертирующий триггер Шмитта:

Принципиальная схема неинвертирующего триггера Шмитта показана на рис.14-37. Эта схема выглядит как инвертирующий усилитель, но обратите внимание, что (в отличие от инвертирующего усилителя) инвертирующий вход заземлен, а неинвертирующий вход подключен к соединению R ₁ и R ₂ . Осциллограммы на рис. 14-37 показывают, что V _o быстро переключается с -V _{o (sat)} на + V _{o (sat)} , когда V _i поступает на UTP, и что V _o переключается обратно на -V _{o (sat)} , когда V _i падает до LTP.

Рассмотрим ситуацию, когда V _i = UTP и V _o только что переключился на + V _{o (sat)} . Напряжение на стыке R ₁ и R ₂ поднимается намного выше напряжения уровня земли на входной клемме инвертирующего операционного усилителя. Таким образом, положительное напряжение на неинвертирующем входе поддерживает положительный уровень насыщения на выходе. Чтобы переключить выход на -V _{o (sat)} , напряжение на стыке R ₁ и R ₂ должно быть понижено до напряжения (уровня земли) на инвертирующей входной клемме.Это происходит, когда V _i находится на LTP [см. Рис. 14-38 (a)]. Таким образом, переключение происходит, когда один конец R ₁ (правый конец) находится на земле, а другой (левый) конец – на V _i = LTP; то есть, когда V _R1 = LTP. Аналогично переключение в обратном направлении происходит, когда V _R1 = UTP, [рис. 14-38 (b)]. Итак, в триггерных точках

На рис. 14-38 (a) и (b) показано, что выходное напряжение находится на одном из уровней насыщения в момент срабатывания триггера.Это означает, что один конец R ₂ находится на земле (левый конец), а другой (правый) конец – на V _{o (sat)} . Итак, V _R2 = V _{o (sat)} , когда происходит запуск.

Методика проектирования неинвертирующей триггерной схемы Шмитта так же проста, как и инвертирующей схемы. Ток делителя напряжения I ₂ снова выбран намного большим, чем входной ток смещения операционного усилителя.

Тогда номиналы резистора равны,

Цепи неинвертирующего триггера Шмитта могут быть спроектированы для различных напряжений верхней и нижней точки триггера с помощью диодов, как и в случае инвертирующей цепи.На рис. 14-39 (a) и (b) показаны две возможные схемы. Прямое падение напряжения на диоде (V _F ) должно быть включено в расчеты UTP и LTP.

HCC40106B – Триггер Шмитта с высокопрочным шестигранником

Серии HCC40xxx и HCC45xxx состоят из высоковольтных КМОП-функций, предлагая набор очень шумоустойчивых вентилей, триггеров, мультиплексоров, счетчиков, интерфейсов шины и некоторых других функций.Радиационная стойкость, защелкивание при единичном событии (SEL), устойчивость к отказу при единичном событии (SEU) и герметичность корпусов всех типов обеих серий делают их пригодными для использования в самых сложных условиях окружающей среды. Все они сертифицированы и протестированы в диапазоне температур окружающей среды от -55 ° C до +125 ° C. Полная спецификация каждого типа доступна на веб-сайте ESCC (European Space Component Coordination): https://escies.org, используя его номер детали ESCC. STMicroelectronics® гарантирует полное соответствие квалифицированных деталей этим спецификациям ESCC.

Основные характеристики

• ESCC квалифицировано
• 18 В Абсолютные максимальные значения
• Рабочее напряжение от 3 до 15 В
• Герметичные пакеты
• Rad-hard 100 крад (Si) TID
• SEL с защитой до 119 МэВ.см² / мг
• SEU с иммунитетом до 119 МэВ.см² / мг
• Диапазон температур от -55 ° C до +125 ° C
Спецификация
• ESCC доступна на веб-сайте ESCC для каждой части

Отто Х. Шмитт | Памяти: Том 10

миллигерц и обеспечивает очень высокое разрешение.Это был предшественник грядущих прецизионных анализаторов импеданса. Он также не мог не заинтересоваться дебатами о биоэффектах слабых электрических и магнитных полей. Так что он и Роберт Д. Такер работали над восприятием магнитных полей. Эту работу часто цитировали, чтобы продемонстрировать степень, до которой нужно быть готовым исключить ложные искажающие эффекты (в их случае – минутные и слабые колебания магнитов).

После войны Отто обратил внимание на взаимосвязь между сердечными источниками и поверхностной электрокардиограммой.Его лаборатория была одной из четырех лабораторий, которые внесли свой вклад в эти усилия по пониманию проблемы объемного проводника и привели к разработке систем отведения для определения сердечного вектора. Остальные были Burger в Утрехте, Frank в Филадельфии и McFee в Анн-Арборе.

Один из нас (Дэвид Б. Гезеловиц) хорошо знал Отто, когда мы вместе работали в консультативном совете, учрежденном Хубертом Пипбергером в 1962 году в связи с его усилиями по разработке системы компьютерной интерпретации электрокардиограммы.Мы также работали в Комитете Американской кардиологической ассоциации по электрокардиографии, который разработал стандарты для электрокардиографов, решая такие вопросы, как частотная характеристика и электрическая безопасность. Предложения Отто всегда были проницательными.

Именно в это время Дэвид узнал об игре, в которую играл Отто. Часто, когда у него возникала идея сделать предложение, он выражал ее непонятным языком. Во многих случаях он предлагал эти идеи людям, которые вежливо кивали, не имея представления о том, что говорил Отто.Когда Отто предлагали объяснить, что он имел в виду, он перефразировал свою идею в более понятной форме. Когда появлялось понятное утверждение, это почти всегда была надежная идея. Отто часто предлагал другим идеи для развития.

Отто верил в избыточность. Он всегда носил с собой около дюжины ручек, а не двух одинаковых моделей, чтобы избежать одновременных сбоев. Казалось, что он всегда мог выудить из одного из своих бесчисленных карманов гаджет, который кому-то нужен в данный момент.У него было несколько рабочих зажимов для галстука, в том числе один с линейкой, один со счетами и один с пистолетом, который можно было заряжать

.

Триггер Шмитта

Триггер Шмитта

SCHMITT TRIGGER

Триггер Шмитта – это компаратор с гистерезисом, эталонное напряжение отличное от нуля; чтобы получить то, что последовательно добавляется к резистор R ₁ генератора напряжения, по следующей схеме:

На этой схеме отметим генератор В последовательно с разделителем от R _{1 и R 2 , с целью генерации на инвертирующем терминале опорного напряжения, которое мы вычисляем следующим образом.При выходном напряжении В o принимает нулевое значение, то есть V o = 0 , и тогда как если бы выход был подключен к земле, точка A – натяжение, совпадающее с натяжение по горизонтали R 2 , то есть}

V _A = V R ₂

₁ + ₂

Следовательно, эталонное напряжение на высоком уровне, то есть V _RA будет:

V _RA = V _A + V _o R ₁

₁ + ₂

Вместо этого эталонное натяжение на низкий уровень В _{РБ будет:}

V _RB = V _A – V _o R ₁

₁ + ₂

Передаточная характеристика триггера Шмитта будет следующим:

Corso di Elettronica

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Система управления – это набор электроники и электрических схем, способных держать под контролем в конкретная физическая величина, такая как температура, давление, сдвиг.На практике, фиксация определенного тренда, который должен иметь размер во времени, и схемы реализовано таким образом, что этот процесс происходит во времени, как и ожидалось. В Блок-схема типовой системы управления может быть следующей:

На этой схеме отметим преобразователь , который имеет задачу преобразовать физическую величину в напряжение или электрический текущий. Преобразователи: термостат и термистор , которые изменяют свое сопротивление при изменении температуры; тахогенератор , что дает переменную натяжения со скоростью оси вращения.В компаратор , который имеет задачу сравнения выходного напряжения с преобразователя В _Т с эталонным напряжением В _R . Напряжение В _R представляет собой тенденцию физической величины к изменению время; на практике, когда вы хотите, чтобы физическое количество увеличивалось, оно увеличивается значение В _Р и наоборот. На выходе компаратора натяжения будет положительное напряжение. или ничего.То есть, если в данный момент физическая величина имеет значение ожидается от V _R , преобразователь дает мне выход V _T = V _R , а то выходное напряжение компаратора мне ничего не дает, а то актуатор не будут кормить; если вместо этого физическая величина в данный момент меньше к тому, что предусмотрено V _R , у вас будет V _T менее В _R , а затем компаратор I выдаст положительное напряжение, чтобы подать привод.Привод представляет собой устройство, преобразующее электрический ток в физическую величину. Исполнительными механизмами являются: ТЭНы, электродвигатели и др.

КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ СИСТЕМА

Сказано, что система схема контроля температуры, способная поддерживать заданную температуру на заданном среда, которой может быть электрическая печь или комната. Простая схема может быть следующие:

В схеме отметим что PTC компонент, сопротивление которого изменяется при изменении температуры; следовательно, помещая PTC в печь, он обнаруживает температура духовки; если температура духовки увеличивается, произойдет увеличение сопротивления PTC; если вместо этого температура в духовке снижается, то сопротивление PTC.Поскольку PTC подключен в серия с резистором R ₁ , который имеет фиксированное значение, чтобы образовать делитель натяжения, когда он увеличивает сопротивление PTC, а также увеличивает напряжение в PTC, а значит, и инвертирующий вывод компаратора; когда вместо этого уменьшается сопротивление PTC, происходит уменьшение напряжения на инвертирующем терминале. Для создания Для эталонного напряжения используют резистор и стабилитрон, обратно поляризованные. Тогда R ₂ имеет задачу смещения диода D _Z , который поддерживает постоянное натяжение, которое применяется на входе к неинвертирующему выводу компаратора напряжения.Компаратор сравнивает два входных напряжения; если двое напряжения равны, выход компаратора будет В _o = 0 , и поэтому база транзистора имеет нулевое напряжение, то есть В, _В, = 0, ; и тогда транзистор не проводит; если температура ниже установленного значения, напряжение на инвертирующем выводе будет меньше чем у диода D _Z , и компаратор дает мне выход положительное напряжение, поляризуя базу транзистора T , который входит в насыщенность.Резистор R _C представляет собой нагревательную печь сопротивления; в практика тем больше текущий R _C выше его нагрев. Однако текущая резистор R _C совпадает с током коллектора I _C ; транзистора; в конечном итоге Транзистор регулирует ток нагрева резистора R, _C, .

ОСЦИЛЛЯТОР

Это упомянутая схема генератора, способная генерировать любой формы волны, без какого-либо сигнала, подаваемого в ingresso.Созданный форма волны имеет определенную амплитуду В _M , который измеряется в вольтах, определенная частота f, , который измеряется в герцах, и определенный период T, измеряется в секундах. Напомним, что между частотой и периодом существует следующая связь:

f = 1

Т

То есть частота является инверсией периодо.Может пригодиться следующая диаграмма:

Генератор называется синусоидальный, если он генерирует форму волны синусоидального типа, так как верхний диаграмма.

Генератор называется треугольным, если он генерирует сигнал треугольного типа, как показано ниже:

Генератор называется прямоугольной волной. если он генерирует сигнал прямоугольной или прямоугольной формы, как показано ниже:

Генератор называется звуковым частоты, если он генерирует сигнал, слышимый человеческим ухом, то есть до частота f = 20 кГц.Рис радиочастотного генератора, если он генерирует частоты выше 20 кГц.

ГЕНЕРАТОР КВАДРАТНЫХ ВОЛН И ТРЕУГОЛЬНЫЙ

Давайте теперь посмотрим на схему способный генерировать сигнал прямоугольного типа, как показано ниже:

Основным во всех осцилляторах является наличие напряжения усилитель и положительная реакция , то есть это принимает один или несколько компонентов, которые принимают часть выходного сигнала и возвращают ко входу усилителя, однако, синфазно, так что сигнал, даже если немного усиливается, и вы обнаруживаете, что на выходе с возрастающей амплитудой, говорят, что усилитель колеблется, то есть генерирует колебание.В В нашем случае усилитель относится к типу исправных и функционирует как компаратор с гистерезисом. Фактически, резисторы R _{1 и R 2 составляют делитель натяжения. Предположим, что два резистора равны, то есть R 1 = R 2 ; когда усилитель переходит в режим насыщения, получается, что v o = V CC и тогда эталонное напряжение на высоком уровне будет:}

V _RA = V _CC R ₁

= V _CC R ₁ = В _CC

₁ рэнд + ₂ 2R ₁ 2

Первоначально предполагая, что конденсатор C разряжен, мы получаем, что В _c <В _RA а затем компаратор переходит в режим положительного насыщения, v _o = Vcc , и конденсатор начинает заряжаться через резистор Р. Напряжение на конденсаторе будет дана по следующей формуле:

t
v _C = v _o (1 – e ^{– RC} )

где t – рассматриваемый момент времени, измеряется в секундах, e – это число Напье, e = 2,718; R – измеренное сопротивление в Ом, а C – значение емкости конденсатор, измеренный в Фарадах.

Когда конденсатор достигает напряжения равно В _RA , компаратор переключается, потому что напряжение на инвертирующем выводе больше чем на неинвертирующем терминале, то есть vc> V _RA , выход немедленно переходит в отрицательное насыщение, то есть v _o = -Vcc; конденсатор C сначала разряжается, а затем начинает заряжаться, будучи подвергнутый через R напряжению, равному -Vcc; между тем, будучи отрицательным v _o , опорное напряжение компаратора доводят до низкого уровня, то есть

V _RB = – Vcc

2

С течением времени напряжение конденсатора нарастает отрицательно. значение, до достижения значения – В _РБ , это эталонное напряжение на низком уровне; превысил это значение в отрицательный смысл, мы имеем, что напряжение на инвертирующем выводе больше, более негативно, чем у В _РБ , и поэтому компаратор возвращается к положительному насыщению, то есть v _o = + Vcc и конденсатор принудительно разряжается перед тем, как заряжаться положительным напряжение.Цикл повторяется бесконечно. Следовательно, доступные напряжения оба конденсатора v _C что на выходе v _o , согласно следующим схемам:

Период T мы можем рассчитать с следующая формула:

Т = 2,2 RC

В то время как частота f будет:

f = 1 = 1

Т 2,2 RC

В конечном итоге из этого осциллятор может выводить сигнал прямоугольного типа, так как напряжение поперек конденсатор не идеально треугольной формы.Также желая треугольного натяжения, мы можно использовать следующую схему:

В этой схеме мы видим первую часть, чтобы левый, состоящий из схемы интегратора, который принимает на входе квадрат волновой выход дает волну треугольного типа, а вторая часть Схема представляет собой компаратор, который принимает на входе форму треугольной волны и дает на выходе прямоугольный сигнал, который подается на вход интегратора цепь.

Посмотреть подробнее работу схемы.Предположим изначально выход компаратора находится в отрицательном насыщении, то есть v _o2 = -Vcc , эталонное напряжение на нижнем уровне компаратора будет

V _RB = v _o2

R ₁

₁ + ₂

Однако, поскольку интегратор получает на входе отрицательное напряжение v _o2 = -Vcc , формирует на выходе напряжение рампы с увеличением v _o1 .Таким образом, натяжение пандуса s складывается с эталонным натяжением V _RB . Следовательно, напряжение, приложенное к неинвертирующему выводу, будет:

v ₊ = v _o1 – V _RB

Когда два напряжения равны и противоположны, компаратор переключается и переходит в положительное насыщение, то есть v _u2 = + Vcc , приложено напряжение v _o2 на вход интегратора, который дает выходной сигнал с отрицательной рампой.Следовательно, напряжение, приложенное к неинвертирующему выводу, будет:

v ₊ = – v _o1 + V _RA

Где

V _RA является:

V _RA = v _o2 R ₁

₁ + ₂

Схемы следующие:

Период можно рассчитать с помощью по следующей формуле:

Т = 4 R C R ₁

₂

Если мы положим R ₂ = 4R ₁ период становится:

Т = RC

Проф.Пьетро де Паолис

2014

Курс электроники

Разъяснение профессора электроники

Nuova pagina 1

Электрическая школа

электрическая школа – indice

Запрос информации

Карта типа школы

Индекс всех страниц сайта

Scuola Elettrica

триггер Шмитта

Просмотрено 539 раз 3 \ $ \ begingroup \ $ Триггер Шмитта был изначально реализован на двух транзисторах давным-давно.напряжение от напряжения микроконтроллера. 1. спроектируйте схему триггера Шмитта так, чтобы UTP = 5 В и LTP = 7 В для V CC = 15 В. Версии 1A и 1B в основном имеют одинаковую конструкцию, за исключением того, что одна использует 2 NPN, а другая – NPN и PNP. Q1 может быть 2N2222 и т. Д. Потребности в бистабильной работе Эта схема представляет собой триггер Шмитта, тип компаратора. Он измеряет входной сигнал, чтобы увидеть, выше или ниже он определенного порога. Вы также можете создать триггер Шмитта из операционных усилителей или широко распространенной микросхемы таймера 555. Предположим на мгновение, что этот ток больше, чем ток от T2.Если бы это было так, напряжение на эмиттере T1 резко повысилось бы при включении T1. Примерами этого типа являются классический триггер Шмитта с эмиттерной транзисторной связью и схема инвертирующего операционного усилителя, как показано здесь: Внутренняя обратная связь. Каждый из шести инверторов в триггере Шмитта 74C14 использует 12 полевых МОП-транзисторов, поэтому для сравнения дискретная версия триггера Шмитта, использующая 3 транзистора и 11 других компонентов, примерно такая же сложная. Калькулятор триггера Шмитта. Биполярный транзистор – самый важный «активный» элемент схемы, используемый в современной электронике, и он составляет основу большинства линейных и цифровых ИС, операционных усилителей и т. Д.Следовательно, через R3 будет ток, а через Q4 будет проводник. Изображение предоставлено Google. Транзисторный триггер Шмитта. Пороговое значение меняется, чтобы снизить вероятность быстрого переключения выхода вперед и назад из-за шумного входа около порога. 6 Полувидовой мост с биполярным транзистором с триггером Шмитта CD40106. Дизайн-проекты. Подтягивания 5к + 1к. Результаты: После завершения этого эксперимента студенты могут разработать схему триггера Шмитта с использованием транзистора… На рис. 1 представлена ​​принципиальная схема триггера Шмитта.Это называется схемой двоичного запуска, поскольку возникают два стабильных состояния: транзистор Q1 может быть включен, а Q2 отключен или наоборот. Этот калькулятор сначала находит точные значения резисторов, чтобы получить требуемые параметры схемы неинвертирующего триггера Шмитта, а затем позволяет заменять предпочтительные значения резисторов или те, которые легко доступны, чтобы найти результирующие параметры схемы. например По сути, любой триггер Шмитта имеет положительную обратную связь, а коэффициент усиления определяет, насколько мал диапазон гистерезиса 1/2 относительно размаха выходного сигнала, а Vref является центральной точкой гистерезиса.Триггер Шмитта на основе транзисторов. Проблема заключается в фазе разряда (малая длительность импульса), которая занимает намного больше времени, чем фаза зарядки (большая ширина импульса). khi điện áp vào Можно напомнить, что если в бистабильном эмиттерном соединении цепь обратной связи от коллектора транзистора Q 2 к базе транзистора Q 1 удаляется, она становится схемой триггера Шмитта. Последняя активность 4 года 9 месяцев назад. Триггер Шмитта – это двоичная схема запуска с эмиттерной связью. Он образует важный бистабильный мультивибратор и отличается от базового бистабильного мультивибратора Эклса-Джордона на рис.1 тем, что (i) от выходной точки C 2 транзистора T 2 до входа транзистора T 1 отсутствует и (ii) обратная связь через резистор R Э.Схема, в которой используются транзисторы, представляет собой двоичную схему с эмиттерной связью. Таким образом, нижнее значение триггера Шмитта можно рассчитать как. Триггер Шмитта реализован двумя транзисторными каскадами с эмиттерной связью. IC предлагает множество рабочих уровней напряжения, а также предлагает такие функции, как защита от электростатического разряда и защита от тепловой перегрузки. Транзисторы триггера Шмитта – ответ на рыночный спрос на меньшие по размеру и менее дорогие продукты. Вы можете значительно уменьшить требования к пространству на плате, используя наши ИС триггера Шмитта, обеспечивающие часто используемые функции в одном корпусе.Приведены схемы триггера Шмитта. Однако в этой статье мы будем использовать старые добрые транзисторы, чтобы лучше понять, что происходит. ИС проста в использовании и напрямую взаимодействует с ИС TTL. Объединяя несколько компонентов вместе, они также обеспечивают оптимальную производительность и предлагают возможности снижения затрат на компоненты и размещение. Когда транзистор T 2 начинает проводить, транзистор T 1 все еще открыт, поэтому вычисляя входное напряжение, при котором T 2 начинает проводить, мы нужно добавить V BE или 0.61 В для этого уравнения для расчета значения на базовом порте T 1. По сравнению с обычной схемой компаратора схема триггера Шмитта имеет гистерезисную кривую. Он назван в честь О. Х. Шмитта, хотя его оригинальная схема была опубликована в 1938 году и предшествовала транзисторам. Триггер Шмитта, реализованный двумя транзисторными каскадами с эмиттерной связью Оригинальный триггер Шмитта основан на идее динамического порога, которая реализуется делителем напряжения с переключаемой верхней ножкой (коллекторные резисторы R C1 и R C2) и устойчивой нижней ножкой (RE ).Оригинальный триггер Шмитта основан на идее динамического порога, которая реализована делителем напряжения с переключаемой верхней ножкой (резисторы коллектора R C1 и R C2) и устойчивой нижней ножкой (R E). Схема триггера Шмитта – это схема компаратора с некоторыми модификациями. Триггер Шмитта IC 40106 – 1; Транзистор -2 (2Н2222) Резистор – 1К, 10К (2), 100К, 100, 15; Конденсатор – 47нФ; Потенциометр – 100К (3) Кнопка питания 9В; Надеюсь, эта схема будет вам полезна. В этом случае напряжение на неинвертирующем выводе (V +) сравнивается с напряжением на инвертирующем выводе (V- = 0V). Работа… Что не работает, так это ваш выходной каскад.В этой конфигурации триггер Шмитта создается с использованием двух отдельных компараторов (без гистерезиса) для двух пороговых значений. 10. В обычных условиях триггер Шмитта и выходной транзистор не потребляют ток, и единственный ток питания, который течет, – это небольшой ток через PCC1 и VR1. Ngõ ra sẽ giữ nguyên mức nếu điện áp nằm giữa ngưỡng trên và ngưỡng dưới. Обычно пороговые параметры 74HC14 представляют собой фиксированное отношение Vcc. LM741 можно заменить на LF411 или другой операционный усилитель с полевым транзистором с улучшенными характеристиками.ИС триггерного затвора Шмитта 74LS14. Схема, безусловно, продолжала бы функционировать, если бы триггерная схема и R3 были исключены, а соединение PCC1 и VR1 затем было подключено непосредственно к базе Tr1. Re: Транзисторный триггер Шмитта «Ответ №3 от: 10 ноября 2015 г., 01:44:36 pm» Утечка имеет смысл, я полагаю, я могу проверить максимальный ток утечки коллектора, а затем выбрать резистор база-эмиттер, который победил ‘ t позволяют падать на базу-эмиттер более половины вольт. Создание триггера Шмитта на основе транзисторов.Триггер Шмитта используется для схем формирования сигнала. Поскольку транзисторная реализация триггера Шмитта довольно важна из-за единственного источника напряжения, необходимого для работы, я представляю вам базовую схему триггера Шмитта с двумя NPN-транзисторами: Работа этой схемы … Это позволяет разделить CMOS CD40106 и т. д. На этот раз я предпочел рассмотреть схему, а не характеристики устройства, поэтому я собираюсь рассмотреть схему, известную как триггер Шмитта. Но в схеме триггера Шмитта существует только одна связь.Триггер Шмитта на транзисторе против триггера Шмитта на операционном усилителе. Ответ: Больше единицы. Рис. При желании реле можно заменить на красный светодиод. Mạch SCHMITT TRIGGER ký hiệu: Триггер Шмитта là mạch so sánh: khi điện áp u vào lớn hơn ngưỡng trên thì ngõ ra là cao (nếu ST không đảo) hoc thấp (сущ. Шестнадцатеричный триггер Шмитта CD4584 является частью серии 4000 IC. Задать вопрос задан 4 года 9 месяцев назад. Выход остается в одном из стабильных состояний неопределенно долго. Триггер Шмитта – это схема, используемая для фильтрации шума и аналого-цифровых преобразователей, и ее можно использовать как базовый элемент нейроморфных электронных систем.Гистерезис в триггере Шмитта предлагает очень популярную ИС затвора триггера Шмитта в семействе TTL LS – 74LS14, который представляет собой набор из шести инверторов с пороговыми напряжениями ниже 2,5 В (что составляет половину напряжения питания). На рис. Введение: схемы триггера Шмитта широко используются для формирования сигналов в условиях зашумления в электронных схемах [1, 2]. В схемах БИСИ они часто используются на стороне входа микросхемы и в качестве несимметричных приемников в DRAM [3, 4 ]. Если у вас есть вопросы, предложения и отзывы, оставьте их в разделе комментариев ниже.Триггер Шмитта – это электронная схема с положительной обратной связью, которая преобразует синусоидальный или любой аналоговый сигнал в цифровой. 6 Я использовал биполярный транзистор NPN на входе. Еще один блог о транзисторах. Часть 1. Теория триггера Шмитта Триггер Шмитта по сути является мультивибратором, имеющим два стабильных состояния. Проверьте возможные напряжения на коллекторе Q3: когда Q3 выключен, очевидно, что напряжение близко к напряжению питания. Настоящее изобретение относится к схеме триггера Шмитта и, в частности, к схеме триггера Шмитта, содержащей МОП-транзисторы.Схема разработана с положительной обратной связью и, следовательно, будет иметь регенеративное действие, которое будет переключать уровни выхода. Триггер Шмитта демонстрирует гистерезис, когда коэффициент усиления контура равен ___. Если у вас нет 5V, а только 6V, используйте подтяжку 5xR + 1xR и обратную связь от выхода 5V. Теория. Ознакомьтесь с другими схемами сигнализации на нашем веб-сайте. Это означает, что он имеет два пороговых напряжения: верхнее пороговое напряжение и нижнее пороговое напряжение. Есть ли преимущества использования транзисторного триггера Шмитта вместо операционных усилителей? Больше всего мне нравятся следующие конструкции: Триггер Шмитта 1A Триггер Шмитта 1B Триггер Шмитта 2.Переход из одного стабильного состояния в другое происходит, когда входной сигнал изменяется соответствующим образом (запускается соответствующим образом). В этой серии из восьми частей основное внимание уделяется теории и характеристикам транзисторов, а также представлен широкий спектр практических биполярных транзисторов … Схема триггера Шмитта построена на одном операционном усилителе LM741, его выход буферизируется транзистором, который, в свою очередь, активирует реле. . В неинвертирующем триггере Шмитта входной сигнал подается на неинвертирующий вывод операционного усилителя, как показано ниже.Триггер Шмитта представляет собой схему компаратора (не исключительно), которая использует положительную обратную связь (небольшие изменения на входе приводят к большим изменениям на выходе в той же фазе) для реализации гистерезиса (причудливое слово для отложенного действия) и используется для удалить шум из аналогового сигнала при его преобразовании в цифровой. Часть триггера Шмитта (Q1 и Q3) действительно работает. Схема триггера Шмитта также называется схемой рекуперативного компаратора. Теперь введите триггер Шмитта.

Major Image 5e Wikidot, Аиа Орсо Войти, Поле для гольфа Омни Гроув, Ядерные испытания Вегас, Архивы вирусных металлов, Похоронное бюро Уильямса, Колумбия, штат Теннеси, некрологи,

Проектирование схемы триггера Шмитта в токовом режиме с использованием только одного CCCDTA «Международный журнал передовых технологий и управления

Рупам Дас

Инженерный колледж Асансол, Асансол, Индия
das_rupam @ rediffmail.com

Хеманшу Кумар

Инженерный колледж Асансол, Асансол, Индия
[email protected]

Ануп Кр Гири

Инженерный колледж Асансол, Асансол, Индия
[email protected]

Аниш Прасад

Инженерный колледж Асансол, Асансол, Индия

[email protected]

Аннотация

Здесь спроектирована схема триггеров Шмитта в простом токовом режиме, использующая усилитель крутизны разности токов, управляемый одним током (CCCDTA).Представленная схема предлагается здесь одним CCCDTA без использования каких-либо пассивных компонентов. Для конструкции триггера Шмитта используется напряжение питания ± 1 В и параметр модели TSMC CMOS 0,35 мкм. Схема, представленная в этой статье, работает при низком напряжении и низкой частоте. Предлагаемая схема протестирована на платформе PSPICE и соответствует теоретическим предсказаниям.

Ключевые слова

Обработка аналоговых сигналов;
Токовый режим триггерная цепь Шмитта;
Мультивибратор моностабильный;
Схема запуска Шмитта
Треугольная форма сигнала.

Цитируется как

Рупам Дас, Химаншу Кумар, Ануп Кр. Гири и Аниш Прасад, «Проектирование схемы триггера Шмитта в текущем режиме с использованием только одного CCCDTA», International Journal of Advanced Engineering and Management, Vol. 2, No. 9, pp. 219-222, 2017. DOI: https://doi.org/10.24999/IJOAEM/020

Список литературы

1. Шмитт О. Х. (1938). Термоэмиссионный триггер. Журнал научных инструментов, 15 (1), 24-26.
2. Чанг, В.С., Ким, Х., Ча, Х. В. и Ким, Х. Дж. (2005). Генератор треугольных / прямоугольных сигналов с независимо регулируемыми частотой и амплитудой. Транзакции IEEE по приборостроению и измерениям, 54 (1), 105-109.
3. Chung, W. S., Cha, H. W., & Kim, H. J. (2002). Управляемый током моностабильный мультивибратор с использованием OTA. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, 49 (5), 703-705.
4. Ло, Ю. К., и Чиен, Х. С. (2007). Одиночный моностабильный мультивибратор на основе OTRA с двумя режимами запуска и уменьшенным временем восстановления.Цепи, устройства и системы ИЭПП, 1 (3), 257-261.
5. Ким, Х., Ким, Х. Дж., И Чанг, В. С. (2007). Схемы широтно-импульсной модуляции с использованием КМОП OTA. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 54 (9), 1869-1878.
6. Сирипручьянун, М., и Вардкейн, П. (2003). Полностью независимо регулируемый, интегрируемый простой генератор, управляемый током, и генератор производных сигналов ШИМ. Труды IEICE по основам электроники, связи и компьютерных наук, 86 (12), 3119-3126.
7. Шринивасулу А., Рукмини М. С., Мусала С. и Прасад С. (2014, сентябрь). Широтно-импульсный модулятор на основе конвейера тока второго поколения. In Devices, Circuits and Communications (ICDCCom), Международная конференция 2014 г. (стр. 1-4). IEEE.
8. Шринивасулу, А. (2009). Генератор прямоугольных импульсов на конвейере тока с перестраиваемым заземленным резистором / конденсатором. В прикладной электронике, 2009. AE 2009 (стр. 233-236). IEEE.
9. Шринивасулу, А. (2011). Новый триггер Шмитта на конвейере тока и его применение в качестве генератора релаксации.Международный журнал теории схем и приложений, 39 (6), 679-686.
10. Кар, С. К., и Сен, С. (2011). Настраиваемый генератор прямоугольных сигналов для приложений со встроенными датчиками. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 60 (10), 3369-3375.
11. Network, A. O., & Cherry, E. (1970). Конвейер тока второго поколения и его приложения. IEEE Transactions по теории схем, 17 (10), 132-4.
12. Chiu, W., Liu, S. I., Tsao, H. W., & Chen, J. J. (1996).Конвейеры дифференциально-разностного тока CMOS и их применение. IEE Proceedings-Circuits, Devices and Systems, 143 (2), 91-96.
13. Дж. Мисорк и Дж. Котон (2012). Триггер Шмитта с регулируемым гистерезисом с помощью конвейеров тока. Международный журнал достижений в области телекоммуникаций, электротехники, сигналов и систем, 1 (1), 26-30.
14. Пандей Н., Кумар П. и Чоудхари Дж. (2013). Контролируемый током дифференциально-разностный токопроводящий усилитель трансдуктивности и его применение в качестве волнового активного фильтра.ИСРН Электроника, 1-11.
15. Сирипручьянун, М., и Яикла, В. (2008). КМОП-преобразователь дифференциальной трансдуктности с управлением по току и приложения для обработки аналоговых сигналов. AEU-International Journal of Electronics and Communications, 62 (4), 277-287.
16. Сирипручьянун, М., и Яикла, В. (2008). Трансдуктивный усилитель с управляемым током с конвейером по току (CCCCTA): строительный блок для обработки аналоговых сигналов. Электротехника, 90 (6), 443-453.
17. Diutaldo, G., Паламбо, Г. и Пенниси, С. (1995). Триггер Шмитта с помощью CCII +. Международный журнал теории схем и приложений, 23 (2), 161-165.
18. Ло, Ю. К., Чиен, Х. С., и Чиу, Х. Дж. (2010). Триггер Шмитта OTRA с токовым входом и режимами двойного гистерезиса. Международный журнал теории схем и приложений, 38 (7), 739-746.
19. Биолек Д. и Биолкова В. (2006, сентябрь). Компараторы на базе CDTA в токовом режиме. На 13-й международной конференции «Электронные устройства и системы 2006» IMAPS CS / SK, EDS (стр.6-10).
20. Ким, К., Ча, Х. В., и Чанг, В. С. (1997). Триггер Шмитта OTA-R с независимо регулируемыми пороговым значением и уровнями выходного напряжения. Письма по электронике, 33 (13), 1103-1105.