Che cos'è esattamente un trigger Schmitt e la sua applicazione?

Vorrei chiedere cos'è un trigger Schmitt e la sua applicazione.

Ho cercato molto ma ancora non lo capivo. Per favore, spiega passo dopo passo e spero che mi aiuti nelle sue applicazioni in circuiti reali.

La maggior parte dei dispositivi ha un set point che è lo stesso per un segnale in aumento così come per un segnale in errore. Per i segnali con tempi di salita rapidi, questo non è un problema, ma per i segnali con tempi di salita molto lenti o rumorosi, è possibile che l'uscita del dispositivo oscilli avanti e indietro da spento a acceso e indietro a causa del segnale in bilico proprio al set point.

Quindi un trigger Schmitt è un dispositivo (o la porzione di ingresso di un dispositivo) che ha soglie separate per un segnale in aumento e un segnale in errore. Ovviamente la soglia per la prima è più alta.

In questo diagramma, sono mostrate due bande. Quello in alto rappresenta il set point alto e la banda bassa rappresenta il set point basso. Sono mostrati come bande poiché ci sarà una certa tolleranza nelle specifiche. La differenza tra la parte inferiore della banda alta e la parte superiore superiore della banda bassa è l'isteresi del dispositivo.

Come accennato in precedenza, i trigger Schmidt possono essere utilizzati per segnali che cambiano lentamente o rumorosi. Ecco alcuni esempi di luoghi in cui è possibile utilizzare i triggeer Schmitt:

Esistono molti modi per acquistare o costruire i trigger Schmidt. Ci sono molti circuiti integrati logici che includono trigger Schmitt sui loro ingressi, come il 74HCT132 , ma ha soglie fisse. Puoi anche costruirne uno usando transistor discreti, ma il più semplice è usare un amplificatore operazionale poiché i soli componenti aggiuntivi necessario aggiungere l'isteresi sono resistori:

A differenza di molti schemi di trigger di Schmitt trovati sul web, questo utilizza un amplificatore operazionale con una sola fornitura. Le soglie di tensione$V_{\text{high}}$ e $V_{\text{low}}$ sono impostati usando una combinazione dei resistori del partitore di tensione $R_1/R_2$ e la resistenza di feedback $R_{\text{FB}}$:

$$R_{1\text{FB}} = \frac{(R_1 \times R_{\text{FB}})}{(R1 + R_{\text{FB}})}$$

$$V_{\text{high}} = \frac{(V \times R_2)}{(R_2 + R_{1\text{FB}})}$$

$$R_{2\text{FB}} = \frac{(R_2 \times R_{\text{FB}})}{(R_2 + R_{\text{FB}})}$$

$$V_{\text{low}} = \frac{(V \times R_{2\text{FB}})}{(R_1 + R_{2\text{FB}})}$$

C'è un bel calcolatore di trigger Schmitt che semplifica la determinazione dei valori di resistenza necessari.

Il trigger Schmitt è un comparatore con isteresi integrata. Un comparatore normale avrà il suo output in base all'ingresso rispetto a un set point. Emette un 1 se l'ingresso è superiore al set point e emette uno 0 se l'ingresso è inferiore al set point. Questo va bene per molte applicazioni, ma se l'ingresso transistora lentamente e ha un po 'di rumore, allora ci sarà un piccolo momento in cui l'ingresso "vibrerà" attorno al setpoint che causerà il passaggio dell'uscita del comparatore indietro e quarto tra alto e basso molto frequentemente.

Un trigger Schmitt tenta di risolvere questo stato nebuloso in cui l'ingresso è sospeso attorno al setpoint aggiungendo l'isteresi. Ciò significa che ora ci sono due set point, uno dalla parte bassa e uno dalla parte alta. Diciamo ad esempio che il setpoint del lato inferiore è 2,0 V e il trigger del lato alto è 1,5 V. Se l'ingresso inizia a salire, non appena l'ingresso (con rumore) raggiunge 2,0 V, commuta l'uscita su a 1. Quindi rimarrà a 1 fino a quando l'ingresso non scende di nuovo a 1,5 V. Quest'area tra 1,5 V e 2,0 V impedisce la commutazione abilitata al rumore e crea un'uscita più prevista dal trigger Schmitt.

L'isteresi di un trigger Schmitt può essere utilizzata per alcune cose, con un paio di applicazioni che consistono nella creazione di un timer (semplice creazione di un segnale di clock) o nel debounc di un interruttore. Il timer può essere creato aggiungendo un RC all'uscita e restituendo quel segnale all'ingresso. Il debouncing semplice può essere effettuato inviando l'ingresso dello switch all'ingresso del trigger Schmitt e prendendo l'uscita.

Un circuito di trigger di Schmitt è simile a un amplificatore non invertente tranne la differenza importante è che l'ingresso è applicato al terminale di inversione dell'amplificatore operazionale, anziché al terminale di ingresso non invertente, e che il feedback dall'uscita è collegato al non -inversione dell'ingresso.

Un trigger Schmitt è un'applicazione di confronto che commuta l'uscita da un livello a un altro livello. La chiave è un feedback positivo per fornire l'isteresi.