Bugün tarif ediyoruz listemize yeni bir bileşen daha eklendi, Schmitt Tetikleyiciartık bir gizem olmaktan çıkacak birçok kişi için bilinmeyen bir şey. Ve bu elektronik cihazın ne olduğu, ne işe yaradığı, nasıl çalıştığı gibi bilmeniz gereken her şeyi anlatacağız ve o zaman bile onu projelerinize entegre edebilirsiniz. Arduino, vb.
Peki bu elementin bizim için neler yapabileceğini görelim...
Gerekli ön kavramlar
Schmitt Tetikleyiciye başlamadan önce şunları yapmak gerekir: birkaç kavramı tanımlayın bu onun ne olduğunu ve nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için faydalı olacaktır. Şunlardan bahsediyorum:
- Karşılaştırıcı: Elektronikte karşılaştırıcı, iki voltajı veya akımı karşılaştıran ve hangisinin daha büyük olduğunu gösteren dijital bir sinyal çıkaran bir cihazdır. İki analog giriş terminali ve bir ikili dijital çıkışa sahiptir. Schmitt tetikleyicisi bir tür karşılaştırıcı olduğundan bunu not etmek önemlidir. Ek olarak, bu karşılaştırıcı özel bir yüksek kazançlı diferansiyel amplifikatörden oluşur.
- histerezis: Histerezis, bir sistemin durumunun geçmişine bağlı olduğu bir özelliktir. Örneğin, bir mıknatıs, alanın geçmişte nasıl değiştiğine bağlı olarak, histerezis eğrileri oluşturan bir manyetik alanda farklı manyetik momentlere sahip olabilir. Bu özellik ferromanyetik ve ferroelektrik malzemelerde ve kauçukların deformasyonu ve şekil hafızalı alaşımlar gibi doğal olaylarda gözlenir. Histerezis, faz geçişleri gibi geri dönüşü olmayan değişikliklerle ilişkilidir ve doğal sistemlerde yaygındır. Bunu neden bilmelisin? Çünkü Schmitt Tetikleyici histerezisli bir karşılaştırıcı devredir.
Schmitt Tetikleyicisi nedir?
Un Schmitt Tetikleyiciİspanyolca'da Schmitt tetikleyicisi olarak da bilinen , analog giriş sinyalini dijital çıkış sinyaline dönüştüren elektronik bir karşılaştırıcı devredir. Bunu, histeretik bir anahtarlama noktası oluşturmak için pozitif geri besleme uygulayarak yapar; bu, mantık "yüksek" ve "düşük" durumları arasındaki geçiş eşiğinin, giriş sinyalinin yükselişi ve düşüşü için farklı olduğu anlamına gelir. Bu histeretik davranış, istenmeyen dalgalanmaları önler ve gürültülü veya küçük titreşimli giriş sinyalleri için bir tolerans marjı sağlar.
Tasarım ilk kez oluşturuldu 1934'te Otto H. Schmitt, dolayısıyla adı. O zamandan beri bu elektronik bileşen, daha sonra göreceğimiz gibi çok sayıda uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Ek olarak, genellikle bir entegre devre veya çip içinde (genellikle DIP) kapsüllendiğini ve genellikle bir parçadan oluştuğunu bilmelisiniz. işlemsel yükselteç (op-amp) Dirençler aracılığıyla pozitif geri besleme ile, op-amp'in bir evirmeyen (+) girişi ve bir evirici (-) girişi direnç zinciri aracılığıyla bağlanır ve çıkıştan evirici girişe pozitif geri besleme için ek bir direnç de dahildir. .
Gelince histerik davranışGiriş sinyali belirli bir üst eşiği aştığında Schmitt Tetikleyicisinin çıkışının "yüksek" olarak değiştiği ve giriş sinyali farklı bir alt eşiğin altına düşerse çıkışın "düşük" olarak değiştiği söylenmelidir. İki eşik arasındaki farka histerezis penceresi denir ve histeretik davranış için gereklidir. Bunun, giriş sinyalindeki küçük dalgalanmalar veya gürültü nedeniyle istenmeyen hızlı yanıtları önlemesi nedeniyle avantajları vardır. Bu nedenle gürültüye karşı dayanıklılık sağlar.
Schmitt tetikleyicisi şu amaçlarla kullanılır: Gürültü bağışıklığını geliştirin tek giriş eşiğine sahip bir devrede. Bu durumda eşiğe yakın gürültülü bir sinyal, gürültüden dolayı çıkışta hızlı değişikliklere neden olabilir. Schmitt tetikleyicisi iki eşiğe sahip olduğundan istenmeyen değişiklikleri önler çünkü eşiğe yakın gürültülü bir sinyal yalnızca çıktıda bir değişiklik yaratır; Başka bir değişikliğe neden olmak için sinyalin diğer eşiğin ötesine geçmesi gerekir.
Un pratik örnek Aşırı değerler arasında değişen bir sinyal üreten güçlendirilmiş bir kızılötesi fotodiyot içerir. Bu sinyal bir alçak geçiren filtre ile yumuşatılır ve filtrelenen çıkış Schmitt tetikleyicisine bağlanır. Bu cihaz, kızılötesi bir sinyalin fotodiyodu bilinen bir süreden daha uzun süre uyarmasından sonra çıkışın yalnızca düşükten yükseğe çıkmasını sağlar. Schmitt tetikleyicisi yüksek olduğunda, yalnızca kızılötesi sinyal fotodiyodu bilinen benzer bir süreden daha uzun süre uyarmayı bıraktıktan sonra düşük seviyeye döner. Bu, çevresel gürültünün neden olduğu sahte değişiklikleri önler. Schmitt tetikleyicileri, geri dönüş anahtarları gibi anahtarlama devrelerinde yaygındır.
Schmitt Tetikleyicisi nasıl çalışır?
Histerezisli devreler aşağıdakilere dayanmaktadır: olumlu geribildirimbirden büyük döngü kazancıyla pozitif geri besleme uygulayarak herhangi bir aktif devreyi Schmitt tetikleyicisine dönüştürmeyi mümkün kılar. Pozitif geri besleme, çıkış voltajının bir kısmının giriş voltajına eklenmesini içerir. Bir zayıflatıcı, bir toplayıcı ve karşılaştırıcı görevi gören bir amplifikatör içeren bu devreler, üç spesifik teknik kullanılarak gerçekleştirilebilir.
İlk iki teknik versiyonları genel pozitif geri besleme sisteminin ikili (seri ve paralel). Bu konfigürasyonlarda çıkış voltajı, ya 'eşiği azaltarak' ya da 'devre giriş voltajını artırarak' karşılaştırıcı giriş voltajının etkin farkını değiştirir. Bu konfigürasyonlar eşik ve bellek özelliklerini tek bir öğede birleştirir. Bunun yerine üçüncü teknik, eşik ve bellek özelliklerini ayırarak devre uygulamasında daha fazla esneklik sağlar.
Yardımcı programlar ve uygulamalar
Schmitt Tetikleyicileri, konfigürasyona bağlı olarak çeşitli pratik uygulamalar için kullanılabilir; örneğin:
- Analogdan dijitale dönüşüm- Bu bileşen etkili bir şekilde tek bitlik bir analogdan dijitale dönüştürücüdür. Sinyal belirli bir seviyeye ulaştığında düşük durumdan yüksek duruma geçer.
- Seviye tespiti- Seviye tespiti sağlayabilmektedir. Bu uygulamayı yaparken devrenin istenilen gerilim kadar değişmesi için histerezis geriliminin dikkate alınması gerekir.
- Hat alımı- Gürültüyü yakalamış olabilecek bir veri hattını bir mantık kapısına getirirken, mantıksal çıkış seviyesinin yalnızca bilgi değiştiğinde değişmesini ve sahte gürültünün alınmasının bir sonucu olarak değişmemesini sağlamak gerekir. Schmitt tetikleyicisinin kullanılması, sahte tetikleme meydana gelmeden önce tepeden tepeye gürültünün histerezis seviyesine ulaşmasını sağlar.
Daha spesifik durumlarda, bunları mekanik düğmelerdeki sıçramaları ortadan kaldırmak istediğiniz devrelerde, kare dalga üreteçlerinde, seviye dedektörlerinde, veri hattı gürültü koruma devrelerinde, darbe üreteçlerinde ve ünlü ADC dönüştürücülerde görebilirsiniz.
Osilatör olarak kullanın
Schmitt tetikleyicisi iki durumlu bir multivibratördür. başka türde bir multivibratörün uygulanması için kullanılabilir, gevşeme osilatörü. Bu, ters bir Schmitt tetikleyicinin çıkışı ve girişi arasına tek bir RC entegratör devresi bağlanarak elde edilir. Çıkış, frekansı R ve C değerlerinin yanı sıra Schmitt tetikleyicisinin eşik noktalarına bağlı olan sürekli bir kare dalga olacaktır. Tek bir entegre devre birden fazla Schmitt tetikleyicisi sağlayabileceğinden (örneğin, tip 4000 40106 serisi CMOS cihazı bunlardan 6 tanesini içerir), entegre devrenin ek bir bölümü yalnızca iki harici bileşenle hızlı bir şekilde basit ve güvenilir bir osilatör olarak kullanılabilir.
Bu durumda, ters konfigürasyonunda karşılaştırıcı tabanlı bir Schmitt tetikleyicisi kullanılır. Ek olarak, bir RC bütünleştirici ağıyla yavaş bir negatif geri besleme eklenir. Sonuç şu: çıkış otomatik olarak VSS'den VDD'ye değişir Kapasitör Schmitt tetikleyicisinin bir eşiğinden diğerine şarj olurken.
Pin yapısı
uyarınca şunu aklınızda bulundurmalısınız: pin çıkışı modeli Değişebilir, bu nedenle her zaman satın aldığınız modele karşılık gelen üreticinin veri sayfasını görmenizi öneririm. Ancak örnek olarak burada, içinde 74 tetikleyici bulunan 14LS6 TTL çipimiz var. Bu nedenle, Vcc gücü için bir DIP pinimiz ve toprak veya GND için bir tane daha var. Tüm tetikleyicilere bu şekilde güç verilir ve daha sonra size uygun olan giriş ve çıkışın kullanılması meselesi olacaktır.
Nereden Alınır
Son olarak, eğer istersen bu Schmitt Trigger'lardan birini satın alın, Bunları özel mağazalarda veya Amazon gibi çevrimiçi satış platformlarında bulabilirsiniz:
