Przerzutnik Schmitta

Z Wikipedii

Przerzutniki Schmitta (ang. Schmitt trigger) zawdzięczają swą nazwę wynalazcy, O. H. Schmittowi. Są wytwarzane w postaci monolitycznych (scalonych) komparatorów lub mogą być łatwo realizowane na wzmacniaczach operacyjnych. Poziomy progowe napięć można regulować poprzez zmianę stosunku dwóch rezystancji.

Przerzutnik Schmitta ma w obwodzie wejściowym dwa progi przełączania, przy których wyjście zmienia stan na przeciwny. Osiągnięcie przez napięcie wejściowe określonego progu zależy od kierunku zmiany tego napięcia. Dla napięcia narastającego obowiązuje próg górny, dla opadającego - dolny. Odległość między progami określa się mianem szerokości pętli histerezy.

Przerzutniki Schmitta wykorzystują histerezę w celu ochrony przed szumem, który w przeciwnym wypadku mógłby powodować ciągłe przełączanie między dwoma przeciwnymi stanami w sytuacji, gdy sygnał wejściowy oscyluje wokół poziomu progowego.

W układzie komparatora zbudowanym na wzmacniaczu operacyjnym, napięcie na wyjściu przyjmuje poziom zbliżony do dodatniego napięcia zasilania tylko wtedy, gdy potencjał występujący na wejściu nieodwracającym (+) przekracza (co najmniej o wartość tzw. napięcia niezrównoważenia) potencjał wejścia odwracającego (-). Szybkość przełączania pomiędzy szynami napięcia określa szybkość narastania (opadania) napięcia wyjściowego. Wyjście może być dwu- lub trójstanowe i przystosowane do współpracy z układami cyfrowymi.

[edytuj] Przykład

Symbol przerzutnika Schmitta na diagramie elektronicznym to trójkąt z symbolem histerezy

Jeśli przerzutnik jest włączony (stan wysoki), napięcie wyjścia jest równe napięciu szyny dodatniego zasilania (+V_S). V₊ dzieli się wtedy pomiędzy V_in a +V_S. Komparator porównuje V₊ z zerem. V_inR₂ musi się równać −V_SR₁ aby V₊ było równe zeru, więc V_in musi spaść poniżej −(R₁/R₂)V_S aby wyjście się przełączyło. W tym momencie wyjście ma napięcie −V_S, a próg przełączania przyjmuje wartość +(R₁/R₂)V_S.

Obwód tworzy więc zakres przełączania symetryczny względem zera, z poziomami przełączania ±(R₁/R₂)V_S. Napięcie wejściowe musi wzrosnąć powyżej górnej granicy tego zakresu, a następnie spaść poniżej granicy dolnej, aby napięcie wyjściowe przeszło w stan wysoki i z powrotem w niski. Gdy R₁ równe jest zeru lub R₂ jest nieskończone (obwód rozwarty), szerokość powyższego zakresu kurczy się do zera, i układ zachowuje się jak zwykły komparator.