Триггеры Шмидта
Сегодня мы займемся триггерами Шмидта на основе ОУ. Основной особенностью триггеров Шмидта, относящихся к классу пороговых схем, является гистерезисный вид их амплитудной характеристики. Схема инвертирующего триггера Шмидта на основе ОУ приведена на рисунке (а), а его амплитудная характеристика - на рисунке (б). В схеме триггера введена глубокая положительная обратная связь (ПОС) с выхода ОУ через резистивный делитель R1,R2 на не инвертирующий вход ОУ. Пороги переключения схемы легко определить методом эквипотенциальных точек с учетом того, что на выходе ОУ за счет глубокой ПОС может быть только напряжение либо U+max , либо U-max . Как и для большинства схем на основе ОУ основные параметры схемы определяются параметрами внешних компонентов, поэтому значения напряжений переключения и соответственно ширина петли гистерезиса могут быть выбраны в очень широких пределах – от нескольких милливольт до практически величины максимального выходного напряжения ОУ путем выбора номиналов резистивного делителя R1,R2 . Схема не инвертирующего триггера Шмидта и его амплитудная характеристика приведены на рисунках а и б Пороги переключения схемы легко определить методом эквипотенциальных точек с учетом того, что на выходе ОУ за счет глубокой ПОС может быть только напряжение либо U+max , либо U-max . Как и для большинства схем на основе ОУ основные параметры схемы определяются параметрами внешних компонентов, поэтому значения напряжений переключения и соответственно ширина петли гистерезиса могут быть выбраны в очень широких пределах – от нескольких милливольт до практически величины максимального выходного напряжения ОУ путем выбора номиналов резистивного делителя R1,R2 . Схема не инвертирующего триггера Шмидта и его амплитудная характеристика приведены на рисунках 1.20, а и б. Пороги переключения в этой схеме также определяются методом эквипотенциальных точек, с учетом того, что в момент переключения потенциал не инвертирующего входа ОУ равен нулю: Достаточно часто требуется получить амплитудную характеристику триггера Шмидта смещенной по оси входного сигнала. Для этого через дополнительный резистор R3 (показан на рисунке 1.20,а пунктиром) на вход подключают источник опорного напряжения, в качестве которого обычно используют один из источников питания схемы. Расчет такой схемы по заданным значениям напряжений переключения триггера производят на основе метода эквипотенциальных точек. Сначала задаются величиной одного из резисторов схемы, обычно R1, а затем составляют систему из двух уравнений для заданных значений напряжений переключения, решая которую находят необходимые величины остальных резисторов. Триггеры Шмидта находят очень широкое применение в системах и устройствах автоматики как в качестве самостоятельных пороговых схем для определения зон, в которых находятся входные сигналы, так и в качестве элементов для построения более сложных устройств. Достаточно часто триггеры Шмидта применяются и в качестве компараторов сигналов. Связано это с тем, что в обычных схемах компараторов при медленном изменении входного сигнала в момент сравнения, т.е. когда входной сигнал практически равен опорному (напряжению переключения), на выходе появляется неопределенное, меняющееся напряжение, определяемое помехами и шумами на входном и опорном сигнале. В тех случаях, когда выходной сигнал компаратора далее подается на дискретные схемы, например, счетчики импульсов, могут возникать ошибки в работе устройств. Для исключения этого эффекта вместо компаратора применяют триггер Шмидта с шириной петли гистерезиса чуть большей, чем максимальный уровень помех. В схемах интегральных компараторов также предусмотрена возможность введения гистерезиса в амплитудную характеристику.
Сегодня мы займемся триггерами Шмидта на основе ОУ. Основной особенностью триггеров Шмидта, относящихся к классу пороговых схем, является гистерезисный вид их амплитудной характеристики. Схема инвертирующего триггера Шмидта на основе ОУ приведена на рисунке (а), а его амплитудная характеристика - на рисунке (б). В схеме триггера введена глубокая положительная обратная связь (ПОС) с выхода ОУ через резистивный делитель R1,R2 на не инвертирующий вход ОУ. Пороги переключения схемы легко определить методом эквипотенциальных точек с учетом того, что на выходе ОУ за счет глубокой ПОС может быть только напряжение либо U+max , либо U-max . Как и для большинства схем на основе ОУ основные параметры схемы определяются параметрами внешних компонентов, поэтому значения напряжений переключения и соответственно ширина петли гистерезиса могут быть выбраны в очень широких пределах – от нескольких милливольт до практически величины максимального выходного напряжения ОУ путем выбора номиналов резистивного делителя R1,R2 . Схема не инвертирующего триггера Шмидта и его амплитудная характеристика приведены на рисунках а и б Пороги переключения схемы легко определить методом эквипотенциальных точек с учетом того, что на выходе ОУ за счет глубокой ПОС может быть только напряжение либо U+max , либо U-max . Как и для большинства схем на основе ОУ основные параметры схемы определяются параметрами внешних компонентов, поэтому значения напряжений переключения и соответственно ширина петли гистерезиса могут быть выбраны в очень широких пределах – от нескольких милливольт до практически величины максимального выходного напряжения ОУ путем выбора номиналов резистивного делителя R1,R2 . Схема не инвертирующего триггера Шмидта и его амплитудная характеристика приведены на рисунках 1.20, а и б. Пороги переключения в этой схеме также определяются методом эквипотенциальных точек, с учетом того, что в момент переключения потенциал не инвертирующего входа ОУ равен нулю: Достаточно часто требуется получить амплитудную характеристику триггера Шмидта смещенной по оси входного сигнала. Для этого через дополнительный резистор R3 (показан на рисунке 1.20,а пунктиром) на вход подключают источник опорного напряжения, в качестве которого обычно используют один из источников питания схемы. Расчет такой схемы по заданным значениям напряжений переключения триггера производят на основе метода эквипотенциальных точек. Сначала задаются величиной одного из резисторов схемы, обычно R1, а затем составляют систему из двух уравнений для заданных значений напряжений переключения, решая которую находят необходимые величины остальных резисторов. Триггеры Шмидта находят очень широкое применение в системах и устройствах автоматики как в качестве самостоятельных пороговых схем для определения зон, в которых находятся входные сигналы, так и в качестве элементов для построения более сложных устройств. Достаточно часто триггеры Шмидта применяются и в качестве компараторов сигналов. Связано это с тем, что в обычных схемах компараторов при медленном изменении входного сигнала в момент сравнения, т.е. когда входной сигнал практически равен опорному (напряжению переключения), на выходе появляется неопределенное, меняющееся напряжение, определяемое помехами и шумами на входном и опорном сигнале. В тех случаях, когда выходной сигнал компаратора далее подается на дискретные схемы, например, счетчики импульсов, могут возникать ошибки в работе устройств. Для исключения этого эффекта вместо компаратора применяют триггер Шмидта с шириной петли гистерезиса чуть большей, чем максимальный уровень помех. В схемах интегральных компараторов также предусмотрена возможность введения гистерезиса в амплитудную характеристику.