Генераторы импульсов (триггер Шмитта, на КМОП-коммутаторах)

Триггеры Шмитта, или несимметричные триггеры на биполярных транзисторах с эмиттерной связью, могут быть использованы для создания простых широкодиапазонных генераторов импульсов (рис. 7.1 — 7.4). Для преобразования триггера Шмитта в генератор достаточно соединить его вход через резистор с выходом, а между входом триггера и общей шиной или шиной питания включить конденсатор [Рл 6/98-33].

Рис. 7.1

Резистивный делитель, к средней точке которого подключен эмиттер входного транзистора, и времязадающая RC-цепь, образованная дополнительными навесными элементами, и преобразующая триггер в генератор импульсов, составляют мостовую схему. В диагональ моста включен управляющий р-п переход транзистора VT1. Изначально конденсатор С1 разряжен, транзистор VT1 закрыт, VT2 — открыт. Как только напряжение на конденсаторе в процессе его заряда превысит напряжение на средней точке резистивного делителя на доли вольта, входной транзистор VT1 открывается, a VT2 — закрывается. Резистивный делитель обесточивается, времязадающий конденсатор С1 разряжается. В результате разряда конденсатора С1 транзистор VT1 вновь закрывается и открывает транзистор VT2, после чего процесс повторяется вновь и вновь.

Частоту генератора (рис. 7.1) определяет емкость конденсатора С1. Переменный резистор R5 позволяет осуществлять более чем десятикратное изменение частоты. Светодиод HL1 предназначен для визуального контроля перестройки частоты: в начале диапазона яркость свечения максимальна, в конце — минимальна. При напряжении питания 9 В генератор вырабатывает частоту 3…30 Гц. Потребляемый ток (или ток через индикатор HL1) составляет 2…20 мА.

Рис. 7.2

Генераторы импульсов (рис. 7.2, 7.3) при напряжении питания 9 В работают в области частот 0,8…10 кГц и 0,35…2,8 кГц, соответственно. Генератор (рис. 7.2) управляется изменением соотношения резистивных плеч делителя напряжения (резисторы R4 — R6, правая половина мостовой схемы). Управление режимом работы генератора (рис. 7.3) осуществляется цепочкой резисторов R2 — R4, регулирующих зарядно-разрядные процессы в левой половине мостовой схемы. Забегая наперед важно заметить что исползуя может быть выполнена как на транзисторах так и на микросхеме, далее вы в этоу убедитесь.

Частоту периодических сигналов обычно измеряют аналоговыми или цифровыми измерительными приборами. В устройстве (рис. 7.4) использован цветодинамический способ индикации частоты генерируемых колебаний. Частоту генерации можно изменять в широких пределах переключением конденсаторов С1 — С4. Потенциометр R4 обеспечивает двадцатикратное перекрытие частоты внутри диапазона. На разноцветных светодиодах HL1 (зеленый) и HL2 (красный) выполнен индикатор частоты.

Рис. 7.3

 

Рис. 7.4

 Светодиоды установлены под общим светосуммирующим экраном. Плавное изменение частоты работы генератора вызывает перераспределение токов между светоизлучающими диодами. Соответственно, изменяется яркость свечения светодиодов и их суммарная окраска от зеленого свечения (начало диапазона) до красного (конец диапазона). Возможно применение двухцветного светодиода. Генератор перекрывает поддиапазоны частот: 0,7…14 Гц; 7…140 Гц; 70. ..1400 Гц; 0,7…14 кГц.

Для определения частоты генерации по цвету свечения используют принцип «лакмусовой бумаги»: рядом с светосумми-рующим экраном наклеивают полоску цветового спектра, в пределах которого изменяется цвет свечения индикатора. На эту полоску наносят деления, соответствующие значениям частот генерации.

К усилителям класса D относят усилители, в которых входной аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму, а в выходном каскаде осуществляется обратное преобразование.

Для реализации такого рода усилителей используют два способа преобразования исходного аналогового сигнала в цифровой — это широтно-импульсная (ШИМ) и частотно-импульсная модуляция (ЧИМ).

В первом случае ширина синтезированных импульсных сигналов пропорциональна амплитуде входного аналогового сигнала, во втором — изменяемой величиной является частота импульсов. В любом из вариантов усилителей на его выходе (громкоговорителе) импульсный сигнал вновь преобразуется в аналоговый.

Неоспоримым достоинством усилителей класса D является высокий КПД, порой достигающий 98…99%, столь же существенным недостатком — повышенный коэффициент нелинейных искажений, обусловленный неидеальностью процессов прямого и обратного преобразований сигналов.

На рис. 7.5 приведена схема усилителя класса D [Рл 12/99-17]. Он выполнен на основе ШИМ-управляемого мультивибратора на аналоговых ключах микросхемы DA1 типа К561КТЗ [Э 22/88-66] и компаратора DA2 типа KS54CA3. Управление шириной генерируемых импульсов осуществляется за счет изменения сопротивления канала сток — исток полевого транзистора VT1. Выходной сигнал мультивибратора поступает напрямую на инвертирующий вход компаратора DA2 и на неин-вертирующий вход через диодно-резистивную цепочку VD1, R5.

Нагрузкой усилителя является громкоговоритель ВА1 с сопротивлением 8 Ом. Параллельно громкоговорителю включен конденсатор С2 для шунтирования высокочастотных составляющих. При использовании более высокоомной нагрузки величину этой емкости следует пропорционально уменьшить.

Ток, потребляемый устройством в режиме молчания, составляет 2 мА. При наличии входного сигнала амплитудой 0,5…0,7 В потребляемый устройством ток возрастает до 50 мА (нагрузка на выходе — телефонный капсюль ТК-67, ТМ-2В) и до 110 мА (нагрузка на выходе — громкоговоритель с сопротивлением 8 Ом).

Рис. 7.5

 

Рис. 7.6

Настройка усилителя сводится к достижению минимальных искажений подбором резистора R2. Неиспользуемые ключи микросхемы DA1.3, DA1.4 можно применить для второго звукового канала (стереофония).

На рис. 7.6, 7.7 приведены схемы усилителей класса D, использующие иной способ преобразования [Рл 12/99-17]. С мультивибратора DA1.1, DA1.2 снимается пилообразный сигнал регулируемой ширины. Компаратор выполнен на ключе DA1.3. Сопротивление замкнутого ключа составляет десятки, сотни Ом, что намного ниже сопротивления выключ! нного ключа. Поскольку длительность пилообразного сигнала определяется амплитудой входного сигнала, длительность пряь эугольных импульсов, сформированных в цепи нагрузки, окажемся пропорциональной амплитуде входных сигналов. Среднее зна1 ение тока в нагрузке, соразмерное длительности импульсов имп /льсных сигналов, будет в итоге соответствовать входному ана/.оговому сигналу, усиленному по мощности.

Высокочастотная составляющая тока шунтируется конденсатором С2. Уровень паразитного БЧ-сигнала в цепи нагрузки можно дополнительно ослабить за счет включения последовательно с телефонным капсюлем (громкоговорителем) дросселя индуктивностью около 10 мГн. Устройство потребляет при напряжении питания 5…9 Б с нагрузкой 7… 10 мА, а без нагрузки — 0,7 мА.

Рис. 7.7

На рис. 7.7 показан вариант схемы выходного каскада усилителя на транзисторе VT3 с низкоомной нагрузкой с управлением ключом DA1.3. КПД усилителя зависит от соотношения сопротивлений нагрузки и открытого ключа. Усилитель достаточно экономичен и потребляет от источника питания ток в режиме молчания 1,1 мА, а в режиме максимальной громкости — 22 мА.

Генератор пачек импульсов — таймер (рис. 7.8) выполнен на микросхеме DA1 типа К561КТЗ: на элементах микросхемы DA1. 1 и DA1.2 собран мультивибратор с регулируемым (потенциометр R3) периодом/частотой следования импульсов; на элементе DA1.4 выполнен таймер (запуск кнопкой SB1, задание экспозиции — потенциометром R6) [Рл 7/98-23]. Транзисторный коммутатор VT1, управляемый элементами DA1.3 и DA1.4 и переключателем SA1, позволяет включать и выключать нагрузку в цепи его коллектора. Ток нагрузки может доходить до 50 мА.

Рис. 7.8

 

Рис. 7.9

Генератор импульсов (рис. 7.9) выполнен на KTWO/7-ком-мутаторе — элементах DA1.1, DA1.2 микросхемы К561КТЗ [Рл 6/99-39]. При включении генератора оба ключевых элемента микросхемы разомкнуты. Конденсатор С2 через резистор R5 заряжается до напряжения, при котором ключ DA1.1 замыкается. На резистивный делитель R1 — R3 подается напряжение питания; конденсатор С1 заряжается через цепь из резисторов R4, R3 и часть потенциометра R2. Когда напряжение на положительной обкладке конденсатора С1 достигнет напряжения включения ключа DA1.2, произойдет разряд обоих конденсаторов, и процесс их заряда — разряда будет периодически повторяться.

Потенциометр R2 позволяет изменять величину «стартового» напряжения для заряда конденсатора С1 и, следовательно, частоту генерируемых импульсов в пределах от единиц до десятков Гц. Сопротивление нагрузки или индикатор работы генератора, например, светодиод с токоограничивающим резистором 330 Ом, подключается параллельно резисторам R1 — R3.

Устройство можно использовать в качестве генератора, управляемого напряжением. Для этого вместо напряжения питания подключается управляющее напряжение величиной от 4…5 В до 15 В. С понижением питающего напряжения частота генерируемых импульсов растет.

На неиспользуемых элементах микросхемы — DA1.3 и DA1.4 может быть собран второй генератор импульсов, например, по схеме, изображенной на рис. 7.10.

Рис. 7.10

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Справочник по цифровой схемотехнике

Справочник по цифровой схемотехнике

Зубчук В. И. и др. Справочник по цифровой схемотехнике / В. И. Зубчук, В. П. Сигорский, А. Н. Шкуро. — К. Тэхника, 1990. — 448 с. Приведены схемные реализации цифровых интегральных микросхем (ИМС) комбинационного (шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов, мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры, компараторы) и последовательностного (триггеры, счетчики, регистры, ОЗУ, ПЗУ, ППЗУ) типов. Даны структуры и особенности функционирования микропроцессорных комплектов о фиксированной и наращиваемой разрядностью и структуры однокристальных микро-ЭВМ, а также рекомендации по их применению при проектировании цифровых устройств. Рассчитан на инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и эксплуатацией цифровой техники, может быть полезен студентам вузов. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ Глава 1. ЧИСЛА И КОДЫ 1.1. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ 1.3. МАШИННОЕ СЛОВО 1.4. ОБРАТНЫЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КОДЫ 1. 5. ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЕ КОДЫ 1.6. КОД ГРЕЯ 1.7. АЛФАВИТНО-ЦИФРОВЫЕ КОДЫ Глава 2. АЛГЕБРА ЛОГИКИ 2.1. ЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ 2.2. ТАБЛИЦЫ СООТВЕТСТВИЯ 2.3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПОЛНОТА 2.4. БУЛЕВА АЛГЕБРА 2.5. СТАНДАРТНЫЕ ФОРМЫ 2.6. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И УПРОЩЕНИЕ ФОРМУЛ 2.7. АЛГОРИТМ КВАЙНА — МАК-КЛАСКИ 2.8. АЛГЕБРАИЧЕСКИЙ МЕТОД ОБРАЗОВАНИЯ ТУПИКОВЫХ ФОРМ 2.9. КАРТЫ КАРНО Глава 3. РЕАЛИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ 3.1. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 3.2. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ РЕАЛИЗАЦИИ 3.3. ФАКТОРИЗАЦИЯ 3.4. БАЗИСЫ И — НЕ И ИЛИ — НЕ 3.5. СХЕМЫ С МНОГИМИ ВЫХОДАМИ Глава 4. ЭЛЕМЕНТЫ ЦИФРОВОЙ СХЕМОТЕХНИКИ 4.1. КЛАССИФИКАЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ 4.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВЫХ СХЕМ 4.3. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ Электронные ключи на биполярных транзисторах. Ключ на биполярном транзисторе с нелинейной обратной связью. Электронные ключи на полезых транзисторах. 4.4. ДИОДНО-ТРАНЗИСТОРНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 4.5. ТРАНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 4. 6. ЭЛЕМЕНТЫ ЭМИТТЕРНО-СВЯЗАННОЙ ЛОГИКИ 4.7. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА МДП-ТРАНЗИСТОРАХ Глава 5. КОМБИНАЦИОННЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ 5 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ КОДОВ, ШИФРАТОРЫ, ДЕШИФРАТОРЫ 5.2. МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ И ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ 5.3. КОМБИНАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА СДВИГА 5.4. КОМБИНАЦИОННЫЕ СУММАТОРЫ Глава 6. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ СХЕМЫ 6 1. ТРИГГЕРЫ 6.2. РЕГИСТРЫ 6.3. СЧЕТЧИКИ Синхронные счетчики. Глава 7. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 7.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЗУ 7.2. ЗАПОМИНАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОЗУ 7.3. ЗАПОМИНАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПЗУ 7.4. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ МАТРИЦЫ Глава 8. КОМПОНЕНТЫ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ 8.1. КОМПОНЕНТЫ СОГЛАСОВАНИЯ УРОВНЕЙ СИГНАЛОВ 8.2. ФОРМИРОВАТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ Генераторы импульсов на полевых транзисторах. Генераторы импульсов на логических ИМС Генераторы импульсов на основе триггеров. Генераторы импульсов на основе операционных усилителей. Формирователи и генераторы линейно изменяющегося напряжения (ЛИН). 8.3. КОМПОНЕНТЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ Глава 9. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 9.1. ДИСКРЕТИЗАЦИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ 9.2. ПАРАМЕТРЫ И МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ АЦП 9.3. ЭЛЕМЕНТЫ АЦП 9.4. ЦИФРОАНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 9.5. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ Глава 10. ОДНОКРИСТАЛЬНЫЕ МИКРОПРОЦЕССОРЫ 10.1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ТИПЫ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ КОМПЛЕКТОВ 10.2. МИКРОПРОЦЕССОР СЕРИИ КР580 10.3. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ИНТЕРФЕЙСНЫЕ БИС СЕРИИ КР580 Глава 11. ОДНОКРИСТАЛЬНЫЕ МИКРО-ЭВМ 11.1. ОДНОКРИСТАЛЬНЫЕ 8-РАЗРЯДНЫЕ МИКРОЭВМ СЕРИИ К1816 11.2. ОДНОКРИСТАЛЬНЫЕ МИКРОЭВМ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ СЕРИИ К1813 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Простой триггер Шмитта SN74HC14 Генератор прямоугольных импульсов

Льюис Лофлин

Обязательно используйте SN74C14 или SN74HC14.

Теория и практические схемы использования генератора прямоугольных импульсов SN74HC14 на основе триггера Шмитта.

Видео на YouTube: Простой триггер Шмитта SN74HC14 Генератор прямоугольных импульсов

In Vol. 63 Июнь/июль Make Magazine Чарльз Платт написал статью об использовании инвертора SN74HC14N Schmitt Trigger HEX. Используя только один из шести инверторов, конденсатор и резистор обратной связи, он создал базовый прямоугольный генератор.

Рис. 1 Внутренние соединения SN74HC14.

Он не стал вдаваться в подробности расчета значений компонентов или теории работы. Здесь я расскажу об этом. Рис. 1 — внутренние соединения устройства. Обратите внимание, что на следующих схемах я не буду показывать контакт +Vcc 14 или контакт заземления 7. +Vcc — это 5 вольт, HIGH — 5 вольт, а LOW — 0 вольт.

Я буду иметь дело с одним инвертором, и все измерения основаны на действующей схеме, построенной из реальных компонентов. Я не использую SPICE или программное обеспечение для моделирования и не могу гарантировать его работу с таким программным обеспечением.

Измерения выполняются с помощью цифрового мультиметра Radio Shack 22-812, который может измерять частоту, длительность импульса и коэффициент заполнения.

Рис. 2 Схема генератора прямоугольных импульсов SN74HC14N.

На рис. 2 показана схема, которую я буду использовать. Он состоит из одного инвертора, сопротивления обратной связи и зарядного конденсатора. Давайте обсудим разницу между инвертором с триггером Шмитта и инвертором без триггера Шмитта.

Очень просто инвертор инвертирует входной логический уровень — ВЫСОКИЙ на выходе НИЗКИЙ, НИЗКИЙ на выходе ВЫСОКИЙ. Проблема заключается в том, какой уровень напряжения от 0 В до 5 В является ВЫСОКИМ или НИЗКИМ? Что такое 2,5 вольта?

Триггерные входы Шмитта решают эту проблему для шумных цепей. Низкий уровень выводится только тогда, когда на входе 3 вольта или больше. HIGH выводится только тогда, когда на входе 2 вольта или меньше. Уровень переключается только если ниже ~2В или выше ~3В.

На рис. 2 показаны формы сигналов в точках A и B. При включении питания вход A имеет НИЗКИЙ уровень, а B — ВЫСОКИЙ; конденсатор C заряжается от выхода HIGH через резисторы R1 и R2.

Когда A достигает ~3 вольта, B становится низким, а C разряжается обратно через R1 и R2 на выход инвертора. В действительности, когда HIGH выводится, когда внутренний транзистор переключается на +Vcc, LOW использует транзистор для переключения на землю.

Треугольная форма сигнала на зарядке/разрядке A между ~2-вольтами и ~3-вольтами или ~1-вольтом от пика к пику. Выходное напряжение составляет 5-вольт от пика к пику. Конденсатор C никогда полностью не заряжается до +Vcc и не разряжается до GRD. Этот зазор переключения в 1 вольт является секретом генератора.

Обратите внимание на две красные стрелки. C заряжается, когда B HIGH, и разряжается, когда B LOW.

Рис. 3 Кривая заряда RC.

На рис. 3 представлена ​​кривая заряда RC. Когда конденсатор заряжается через резистор, время T зависит от значений R и C или R * C. Но для полной зарядки требуется 5T. Если C = 1 мкФ и R = 10K, тогда T = 0,0000001 * 10 000 = 0,01 сек. или 10 мс. Для полной зарядки или 98,2% занимает 50 мс.

Примечание: всегда переводите C в фарады. Предположим, 1 мкФ и 10 кОм.

За время 1Т С заряжается до 63,2%. В случае 5 вольт это ~ 3,16 вольта. Только при первом включении t = 10 мсек. и при 3,16 В выход инвертора становится НИЗКИМ или 0 В.

Когда C разряжается до ~2 вольт, выход B становится ВЫСОКИМ, заряжая конденсатор C обратно до ~3 вольт и т.д. Для расчета T на выходе будет (R * C) / 2,8. Я вывел это экспериментальным путем.

Таким образом, каждый полупериод включения/выключения составляет 10 мс. / 2,8 = 3,57 мс. Чтобы получить частоту выходного прямоугольного сигнала = 3,57 мс. * 2, то возьмите обратное. В данном случае 140 Гц.

Рис. 4 Схема прямоугольного генератора SN74HC14N с формулами.

На рис. 4 показаны формулы для этой схемы. Я собираюсь рассчитать значения, используемые в действующей цепи, и измерить значения на моем мультиметре. Я использовал резистор номиналом 22 кОм с сопротивлением 21 700 Ом. Я также измерил используемые конденсаторы.

Пример 1: C = 1 мкФ; R = 21 700 Ом.

R * C = 21,7 мс; t = 21,7 мс. / 2,8 = 7,75 мс.

f = 1/(2 * t) = 1/15,5 мсек. = 64,5 Гц

Измеренное значение = 63,3 Гц ошибка 2%; рабочий цикл 47%. Очень близко к симметричной прямоугольной волне.

Рис. 5 SN74HC14N Форма сигналов прямоугольного генератора.

Пример 2: C = 34,72 мкФ; R = 21 700 Ом.

R * C = 0,7534 сек.; 0,7534 сек. / 2,8 = 0,2691 сек. = t
f = 1/(2 * t) = 1/0,53816 = 1,86 Гц.

Измеренное значение 1,9 Гц погрешность 2 %; Рабочий цикл 47%.

Рис. 6 SN74HC14N Сигналы цепи прямоугольного генератора на осциллографе.

Рис. 6 на основе примера 3.

Пример 3: C = 0,095 мкФ; R = 21 700 Ом.

R * C = 2,06 мс; 2,06 мс / 2,8 = 0,736 мс. = t
f = 1/(2 * t) = 1/1,4725 мс. = 679 Гц.

Измерено: 707 Гц, погрешность 4%. Рабочий цикл 47%. Обратите внимание, что паразитная емкость в макетной плате и т. д. может сыграть роль при более низких значениях C.

Рис. 7 Генератор прямоугольных импульсов на базе SN74HC14 со схемой дифференциатора.

Дополнительные сведения об этой схеме см. в разделе Схема генератора импульсов с тремя выходами для цифровых схем.

Веселись.

• Быстрая навигация по этому сайту:
• Базовое обучение электронике и проекты
• Основные проекты твердотельных компонентов
• Проекты микроконтроллеров Arduino
• Электроника Raspberry Pi, Программирование

• Цифровые схемы:
• Простой триггер Шмитта SN74HC14 Генератор прямоугольных импульсов
• Введение в схемы RC-дифференциаторов и их использование
Генератор прямоугольных импульсов
• SN74HC14 использует SN7476 JK Flip-Flop
• SN74C14 Цепь генератора импульсов с тремя выходами
• Нестабильный блок питания счетчика Гейгера CD4047
• CD4047 Схема моностабильного мультивибратора
• Примеры базовой схемы буфера TTL с тремя состояниями
• Учебное пособие NOR Gate SR Latch Circuits
• Учебное пособие NAND Gate SR Latch Circuit
• Учебное пособие по схемам ИЛИ-НЕ, включая моностабильный мультивибратор
• Краткое руководство по логическим элементам XOR и XNOR
• LM555-NE555 Однотактный мультивибратор Регулятор мощности переменного тока
• YouTube:
• Генератор цифровых импульсов с тремя выходами

• Цифровые схемы:
• Двухтранзисторная схема мигающего светодиода
• Нестабильный блок питания счетчика Гейгера CD4047
• CD4047 Моностабильный мультивибратор, схема
• Примеры базовой схемы буфера TTL с тремя состояниями
• Учебное пособие NOR Gate SR Latch Circuits
• Учебное пособие NAND Gate SR Latch Circuit

• Катушки для высокоселективного кристаллического радиоприемника
• Неоновые (NE-2) схемы, которые можно собрать
• Общие сведения о ксеноновых импульсных лампах и схемах

Веб-сайт Copyright Lewis Loflin, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, предоставьте ссылку на мой сайт.

 

Что такое триггер Шмитта | Как это работает? Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменную статью ниже.

Обзор

Триггер Шмитта представляет собой тип логического входа, который обеспечивает гистерезис или два разных уровня порогового напряжения для нарастающего и спадающего фронта. Это полезно, потому что позволяет избежать ошибок, когда у нас есть шумные входные сигналы, из которых мы хотим получить прямоугольные сигналы.

Так, например, если у нас есть такой зашумленный входной сигнал, который должен иметь 2 импульса, устройство, имеющее только одну уставку или пороговое значение, может получить неверный ввод и может зарегистрировать более двух импульсов, как показано на этой иллюстрации. И если мы используем триггер Шмитта для одного и того же входного сигнала, мы получим правильный ввод двух импульсов из-за двух разных порогов. Такова основная функция триггера Шмитта — преобразовывать зашумленные прямоугольные сигналы, синусоидальные волны или входные сигналы с медленными фронтами в чистые прямоугольные сигналы.

Типы триггеров Шмитта

Существует множество логических ИС со встроенными триггерами Шмитта на своих входах, но также они могут быть построены с использованием транзисторов или проще с использованием операционного усилителя или компаратора, просто добавив к нему несколько резисторов и положительный отзыв.

Операционный усилитель на основе триггера Шмитта

Здесь у нас есть операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к земле или нулевому напряжению, а неинвертирующий вход подключен к входу напряжения, В _В . Так что на самом деле это компаратор, который сравнивает неинвертирующий вход с инвертирующим входом или, в данном случае, входное напряжение V _IN с 0 В. Таким образом, когда значение V _IN ниже 0 вольт, выход компаратора будет будет отрицательным V _CC , и если входное напряжение выше 0 вольт, выход будет положительным V _CC .

Теперь, если мы добавим положительную обратную связь, подключив выходное напряжение к неинвертирующему входу с резистором между ними и другим резистором между V _IN и неинвертирующий вход мы получим триггер Шмитта. Теперь выход переключится с V _CC – на V _CC +, когда напряжение в узле A превысит 0 вольт.

Это означает, что теперь, регулируя значения резисторов, мы можем установить, при каком значении входа V _IN произойдет переключение, используя следующие уравнения. Мы получаем эти уравнения со следующими соотношениями. Ток i по этой линии равен V _IN – V _A разделить на R ₁ а также V _A – V _OUT разделить на R ₂ . Итак, если мы заменим V _A нулем, так как нам нужно это значение для переключения, мы получим это окончательное уравнение. Например, если на выходе -12 вольт, а на входе V _IN отрицательный и повышается, переключение с -12 В на +12 В произойдет при 6 вольтах в соответствии с уравнением и значениями резисторов и наоборот, когда на входе V _IN высокий уровень и при его снижении переключение с +12 В на – 12 В произойдет при -6 вольт.

Несимметричный триггер Шмитта

Чтобы получить два разных несимметричных порога, мы можем использовать эту схему инвертирующего триггера Шмитта с одним питанием. Здесь напряжение V _REF совпадает с напряжением V _CC операционного усилителя. Теперь, поскольку вход V _IN подключен к инвертирующему входу ОУ, когда его значения достигнут верхнего порога, выход отключится до 0 вольт, а затем, когда его значения упадут до нижнего порога, выход переключится на 5 вольт.

Вот пример того, как мы можем рассчитать пороги. V _REF и V _CC будут на 5 вольт, а три резистора будут на те же 10 кОм. Итак, что нам нужно рассчитать сейчас, так это напряжение в узле А. В первом случае, когда на выходе 0 В, наша схема будет выглядеть так: простой делитель напряжения и значение V _A будет равно 1,66 В. Это означает, что вход V _IN должен опуститься ниже этого значения. чтобы выход включался на 5 вольт.