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 закрываентся. Через Rэ протекает и выделяет на нем . Т.к. , то для запирания VT1 на его базу необходимо подать , т.е. 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. U_вх 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 необходимо 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. Если на инвертирующий вход подать большое отрицательное напряжение U_вх, то выходное напряжение компаратора составит U_вых = U_{вых.мах}. На неинвертирующем входе потенциал будет составлять U_+мах=U_{вых.мах}·R28/(R28+R27). При повышении входного напряжения U_вх величина выходного напряжения сначала не меняется. Но как только U_вх 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 U_вых скачком падает до величины U_вых.min, а потенциал U₊ принимает значение U_+min= U_вых.min·R28/(R28+R27). Разность напряжений между входами будет достаточно большой отрицательной величиной, и достигнутое состояние – стабильным. Теперь выходное напряжение изменится опять до значения U_{вых.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, т.е. 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 всего не могут выполнять роль усилителей. ОУ могут работать в качестве компараторов. Синфазное входное напряжение может быть меньше 0, в минимальное выходное =0,1 В.