Данас описујемо још једна нова компонента додата на нашу листу, Сцхмитт Триггер, многима непозната која ће сада престати да буде мистерија. А ми ћемо описати све што треба да знате о њему, на пример шта је то, чему служи, како овај електронски уређај функционише, па чак и тада можете да га интегришете са својим пројектима са Ардуино, Итд
Дакле, да видимо шта овај елемент може учинити за нас...
Неопходни претходни концепти
Пре него што почнете са Сцхмитт Триггер-ом, неопходно је дефинише пар појмова то ће вам добро доћи да боље разумете шта је то и како функционише. мислим на:
- Компаратор: У електроници, компаратор је уређај који упоређује два напона или струје и даје дигитални сигнал који показује који је већи. Има два аналогна улазна терминала и један бинарни дигитални излаз. Ово је важно напоменути, пошто је Сцхмитт окидач врста компаратора. Додатно, овај компаратор се састоји од специјализованог диференцијалног појачала високог појачања.
- Хистереза: Хистереза је својство у коме стање система зависи од његове историје. На пример, магнет може имати различите магнетне моменте у магнетном пољу у зависности од тога како се поље променило у прошлости, формирајући криве хистерезе. Ово својство се примећује у феромагнетним и фероелектричним материјалима и природним феноменима као што су деформације гуме и легуре за памћење облика. Хистереза је повезана са неповратним променама, као што су фазни прелази, и уобичајена је у природним системима. Зашто би ово требао знати? Па, зато што је Сцхмитт Триггер компараторно коло са хистерезом.
Шта је Сцхмитт Триггер?
Un Сцхмитт Триггер, такође познат као Сцхмитт триггер на шпанском, је електронско компараторско коло које претвара аналогни улазни сигнал у дигитални излазни сигнал. То ради применом позитивне повратне спреге за генерисање хистерезне тачке пребацивања, што значи да је праг за пребацивање између логичког "високог" и "ниског" стања различит за пораст и пад улазног сигнала. Ово хистеретично понашање спречава нежељене флуктуације и обезбеђује маргину толеранције за бучне улазне сигнале или сигнале са малим подрхтавањем.
Дизајн је креиран по први пут Ото Х. Шмит 1934. године, па отуда и његово име. Од тада, ова електронска компонента се широко користи у мноштву апликација, као што ћемо касније видети. Поред тога, требало би да знате да је обично инкапсулирано у интегрисано коло или чип, обично ДИП, и да се обично састоји од операционо појачало (оп-амп) Са позитивном повратном спрегом преко отпорника, један неинвертујући (+) улаз и један инвертујући (-) улаз оп-амп су повезани кроз ланац отпорника, а додатни отпорник је такође укључен за позитивну повратну спрегу са излаза на инвертујући улаз .
Као хистеретично понашање, мора се рећи да када улазни сигнал пређе одређени горњи праг, излаз Сцхмитт Триггер-а се мења у "висок", а ако улазни сигнал падне испод другачијег доњег прага, излаз се мења у "ниски". Разлика између два прага назива се хистерезисни прозор и неопходна је за хистерезно понашање. Ово има предности јер избегава нежељене брзе одговоре због малих флуктуација или шума у улазном сигналу. Због тога нуди имунитет на буку.
Шмитов окидач је навикнут на побољшати отпорност на буку у колу са једним улазним прагом. У овом случају, шумни сигнал близу прага може изазвати брзе промене у излазу због шума. Шмитов окидач, имајући два прага, избегава нежељене промене, пошто шумни сигнал близу прага само производи промену у излазу; Да би изазвао другу промену, сигнал се мора померити преко другог прага.
Un практични пример Укључује појачану инфрацрвену фотодиоду која генерише сигнал који се мења између екстремних вредности. Овај сигнал се изглађује помоћу нископропусног филтера, а филтрирани излаз је повезан са Сцхмиттовим окидачем. Овај уређај обезбеђује да излаз иде од ниског ка високом само након што инфрацрвени сигнал побуђује фотодиоду дуже од познатог периода. Једном када је Сцхмитт окидач висок, враћа се на низак ниво тек након што инфрацрвени сигнал престане да узбуђује фотодиоду дуже од сличног познатог периода. Ово избегава лажне промене изазване буком из околине. Шмитови окидачи су уобичајени у прекидачким колима, као што су прекидачи за одбијање.
Како функционише Сцхмитт Триггер
Кола са хистерезом су заснована на позитивне повратне информације, што омогућава претварање било којег активног кола у Сцхмитт окидач применом позитивне повратне спреге са појачањем петље већим од један. Позитивна повратна информација укључује додавање дијела излазног напона улазном напону. Ова кола, која укључују атенуатор, сабирач и појачало који делује као компаратор, могу се имплементирати коришћењем три специфичне технике.
Прве две технике су верзије дуални (серијски и паралелни) општег система позитивне повратне спреге. У овим конфигурацијама, излазни напон модификује ефективну разлику улазног напона компаратора, било 'смањењем прага' или 'повећавањем улазног напона кола'. Ове конфигурације укључују својства прага и меморије у један елемент. Уместо тога, трећа техника раздваја својства прага и меморије, пружајући већу флексибилност у имплементацији кола.
Услужни програми и апликације
Сцхмитт Триггерс се могу користити за неколико практичних апликација у зависности од конфигурације, на пример:
- Аналогно дигитално претварање- Ова компонента је заправо једнобитни аналогно-дигитални претварач. Када сигнал достигне дати ниво, прелази из свог ниског у високо стање.
- Детекција нивоа- може да обезбеди детекцију нивоа. Приликом израде ове апликације потребно је узети у обзир напон хистерезе како би се коло променило за потребан напон.
- Пријем на линији- Када доводите линију података која је можда ухватила шум до логичке капије, потребно је осигурати да се ниво логичког излаза мења само када се информације промене, а не као резултат лажног хватања шума. Употреба Сцхмитт окидача омогућава да шум од врха до врха достигне ниво хистерезе пре него што може доћи до лажног окидања.
Као конкретније случајеве, можете их видети у колима где желите да елиминишете одбијања у механичким дугмадима, у генераторима правоугаоних таласа, у детекторима нивоа, у круговима за заштиту од буке линија података, генераторима импулса и познатим претварачима АДЦ.
Користи се као осцилатор
Шмитов окидач је бистабилни мултивибратор који може се користити за имплементацију другог типа мултивибратора, релаксациони осцилатор. Ово се постиже повезивањем једног РЦ интеграторског кола између излаза и улаза инвертованог Шмитовог окидача. Излаз ће бити континуирани квадратни талас чија фреквенција зависи од вредности Р и Ц, као и од граничних тачака Шмитовог окидача. Пошто један ИЦ може да обезбеди неколико Сцхмитт тригера (на пример, ЦМОС уређај типа 4000 серије 40106 садржи 6 њих), додатни део ИЦ-а може се брзо користити као једноставан и поуздан осцилатор са само две екстерне компоненте. .
У овом случају, Сцхмитт окидач заснован на компаратору се користи у његовој обрнутој конфигурацији. Додатно, спора негативна повратна информација је додата са РЦ интегративном мрежом. Резултат је то излаз се аутоматски креће од ВСС до ВДД како се кондензатор пуни од једног прага Шмитовог окидача до другог.
Пин-оут
Морате имати на уму да према пиноут модел Може се променити, па препоручујем да увек видите спецификацију произвођача која одговара моделу који сте купили. Међутим, као пример, овде имамо 74ЛС14 ТТЛ чип са 6 окидача унутра. Дакле, имамо један ДИП пин који ће бити за Вцц напајање, а други за уземљење или ГНД. Овако се напајају сви окидачи, а онда ће бити у питању коришћење улаза и излаза који вама одговарају.
Где купити
И на крају, ако желите купите један од ових Сцхмитт Триггер, Можете их пронаћи у специјализованим продавницама или на онлајн продајним платформама као што је Амазон:
