Днес ние описваме още един нов компонент е добавен към нашия списък, спусъка на Шмит, непознат за мнозина, който вече ще престане да бъде мистерия. И ние ще опишем всичко, което трябва да знаете за него, като например какво представлява, за какво служи, как работи това електронно устройство и дори тогава можете да го интегрирате във вашите проекти с ArduinoИ др
И така, нека да видим какво може да направи този елемент за нас...
Необходими предварителни понятия
Преди да започнете с Schmitt Trigger, е необходимо дефинирайте няколко понятия това ще бъде полезно, за да разберете по-добре какво представлява и как работи. Имам предвид:
- Компаратор: В електрониката компараторът е устройство, което сравнява две напрежения или токове и извежда цифров сигнал, показващ кой е по-голям. Има два аналогови входни терминала и един двоичен цифров изход. Това е важно да се отбележи, тъй като тригерът на Шмит е вид компаратор. Освен това този компаратор се състои от специализиран диференциален усилвател с високо усилване.
- Хистерезис: Хистерезисът е свойство, при което състоянието на системата зависи от нейната история. Например, един магнит може да има различни магнитни моменти в магнитно поле в зависимост от това как полето се е променило в миналото, образувайки хистерезисни криви. Това свойство се наблюдава при феромагнитни и фероелектрични материали и природни явления като деформация на каучук и сплави с памет за формата. Хистерезисът е свързан с необратими промени, като фазови преходи, и е често срещан в природните системи. Защо трябва да знаете това? Е, защото Schmitt Trigger е схема за сравнение с хистерезис.
Какво е Schmitt Trigger?
Un Тригер на Шмит, известен също като тригер на Шмит на испански, е електронна схема за сравнение, която преобразува аналогов входен сигнал в цифров изходен сигнал. Той прави това чрез прилагане на положителна обратна връзка за генериране на хистерезична точка на превключване, което означава, че прагът за превключване между логическите "високо" и "ниско" състояние е различен за нарастване и спадане на входния сигнал. Това хистерезично поведение предотвратява нежеланите флуктуации и осигурява граница на толерантност за входни сигнали с шум или малко трептене.
Дизайнът е създаден за първи път Ото Х. Шмит през 1934 г, откъдето идва и името му. Оттогава този електронен компонент се използва широко в множество приложения, както ще видим по-късно. Освен това трябва да знаете, че той обикновено е капсулован в интегрална схема или чип, обикновено DIP, и че обикновено се състои от операционен усилвател (op-amp) С положителна обратна връзка чрез резистори, един неинвертиращ (+) вход и един инвертиращ (-) вход на операционния усилвател са свързани през резисторната верига, а също така е включен допълнителен резистор за положителна обратна връзка от изхода към инвертиращия вход .
В cuanto др хистеретично поведение, трябва да се каже, че когато входният сигнал превиши определен горен праг, изходът на Schmitt Trigger се променя на "висок", а ако входният сигнал падне под различен долен праг, изходът се променя на "нисък". Разликата между двата прага се нарича прозорец на хистерезис и е от съществено значение за хистерезисното поведение. Това има предимства, тъй като избягва нежелани бързи реакции поради малки колебания или шум във входния сигнал. Следователно предлага имунитет срещу шум.
Спусъкът на Шмит се използва за подобряване на устойчивостта на шум във верига с единичен входен праг. В този случай сигнал с шум близо до прага може да причини бързи промени в изхода поради шум. Тригерът на Шмит, като има два прага, избягва нежелани промени, тъй като шумен сигнал близо до праг предизвиква само промяна в изхода; За да предизвика друга промяна, сигналът трябва да премине отвъд другия праг.
Un практически пример Той включва усилен инфрачервен фотодиод, който генерира сигнал, който се променя между екстремни стойности. Този сигнал се изглажда с нискочестотен филтър и филтрираният изход се свързва към тригера на Шмит. Това устройство гарантира, че изходът преминава от ниско към високо само след като инфрачервен сигнал възбуди фотодиода за по-дълъг от известен период. След като тригерът на Шмит е висок, той се връща на нисък само след като инфрачервеният сигнал спре да възбужда фотодиода за повече от подобен известен период. Това избягва фалшиви промени, причинени от шума в околната среда. Тригерите на Schmitt са често срещани в комутационни вериги, като превключватели за премахване на рикошетите.
Как работи Schmitt Trigger
Вериги с хистерезис се основават на положителна обратна връзка, което прави възможно преобразуването на всяка активна верига в тригер на Шмит чрез прилагане на положителна обратна връзка с усилване на веригата, по-голямо от едно. Положителната обратна връзка включва добавяне на част от изходното напрежение към входното напрежение. Тези схеми, които включват атенюатор, суматор и усилвател, действащ като компаратор, могат да бъдат реализирани с помощта на три специфични техники.
Първите две техники са versiones двойна (последователна и паралелна) на общата система за положителна обратна връзка. В тези конфигурации изходното напрежение променя ефективната разлика на входното напрежение на компаратора или чрез „намаляване на прага“, или чрез „увеличаване на входното напрежение на веригата“. Тези конфигурации включват свойствата на прага и паметта в един елемент. Вместо това, третата техника разделя свойствата на прага и паметта, осигурявайки по-голяма гъвкавост при внедряването на веригата.
Помощни програми и приложения
Schmitt Triggers може да се използва за няколко практически приложения в зависимост от конфигурацията, например:
- Аналогово-цифрово преобразуване- Този компонент на практика е еднобитов аналогово-цифров преобразувател. Когато сигналът достигне дадено ниво, той се променя от ниско към високо състояние.
- Откриване на ниво- е в състояние да осигури откриване на ниво. Когато правите това приложение, е необходимо да се вземе предвид хистерезисното напрежение, така че веригата да се промени с необходимото напрежение.
- Линеен прием- Когато пренасяте линия за данни, която може да е прихванала шум, към логическа врата, е необходимо да се гарантира, че нивото на логическия изход се променя само когато информацията се промени, а не в резултат на прихванат фалшив шум. Използването на задействане на Schmitt позволява на шума от пик до пик да достигне нивото на хистерезис, преди да може да възникне фалшиво задействане.
Като по-специфични случаи можете да ги видите във вериги, където искате да елиминирате отскачането в механични бутони, в генератори на правоъгълни вълни, в детектори за ниво, във вериги за защита от шум в линията за данни, импулсни генератори и известните преобразуватели.
Използвайте като осцилатор
Тригерът на Шмит е бистабилен мултивибратор, който може да се използва за реализиране на друг тип мултивибратор, релаксационният осцилатор. Това се постига чрез свързване на единична RC интеграторна верига между изхода и входа на обърнат тригер на Шмит. Резултатът ще бъде непрекъсната квадратна вълна, чиято честота зависи от стойностите на R и C, както и от праговите точки на тригера на Шмит. Тъй като един IC може да осигури няколко задействания на Schmitt (например CMOS устройството от серия 4000 40106 съдържа 6 от тях), допълнителна секция на IC може бързо да се използва като прост и надежден осцилатор само с два външни компонента.
В този случай се използва тригер на Schmitt, базиран на сравнение, в неговата обърната конфигурация. Освен това се добавя бавна отрицателна обратна връзка с RC интегративна мрежа. Резултатът е, че изходът автоматично варира от VSS до VDD тъй като кондензаторът се зарежда от единия праг на тригера на Шмит до другия.
Пин-аут
Трябва да имате предвид, че според pinout модел Може да се промени, така че ви препоръчвам винаги да виждате листа с данни на производителя, съответстващ на модела, който сте закупили. Въпреки това, като пример, тук имаме 74LS14 TTL чип с 6 тригера вътре. Следователно имаме един DIP щифт, който ще бъде за Vcc захранване, и друг за земя или GND. Ето как се захранват всички тригери и след това ще бъде въпрос на използване на входа и изхода, които ви подхождат.
Donde comprar
И накрая, ако искате купете един от тези Schmitt Trigger, Можете да ги намерите в специализирани магазини или в онлайн платформи за продажба като Amazon:
