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.
Поясните пожалуйста расчет параметров насыщения. Не совсем понятно откуда берете напряжение 3,5 В.
Спасибо.
Я конечно не специалист в этом деле, поэтому прошу прощения, если мой ответ будет неправильным. Но в общем-то у операционного усилителя выход всегда немного(вольта на полтора) ниже, чем напряжение питания. Если только в спецификации к этому ОУ не написано, что он rail-to-rail. Ну а поскольку делитель напряжения подключен к выходу ОУ, то соответстветственно его значение и используется.
Неплохо бы также написать расчёт для неинвертирующего Триггера Шмитта.