Компаратор, уровни включения и выключения которого не совпадают, называют триггером Шмитта (пороговым элементом)

Разница в уровнях называется гистерезисом переключения. Триггер Шмитта может быть построен на двух транзисторных каскадах усиления, охваченных положительной обратной связью, или на компараторе с положительной обратной связью. На рис. 1, а – б приведены схема, передаточная характеристика и условное обозначение инвертирующего триггера Шмитта.

Рис. 1. Схема (а), передаточная характеристика (б) и условное обозначение (в)

инвертирующего триггера Шмитта

Если к инвертирующему входу приложено достаточно большое отрицательное напряжение U _ВХ, то выходное напряжение компаратора U _ВЫХ = U _{ВЫХ.МАКС}. Приэтом напряжение прямого входа

Если увеличивать U _ВХ, то U _ВЫХ не изменится до тех пор, пока U _ВХ <.U ⁺_МАКС. При U _ВХ = U ⁺_МАКС выходное напряжение за счет действия положительной обратной связи изменяется скачком до U _{ВЫХ. МИН},

Рис. 2. Схема (а), передаточная характеристика (б) и ус­ловное обозначение (в)

неинвертирующего триггера Шмитта

а напряжение прямого входа – до

При дальнейшем увеличении U _ВХ выходное напряжение не изменяется. Если теперь уменьшать U _ВХ, то U _ВЫХ изменится только при U _ВХ= U ⁺_MИН скачком возрастая до U _{ВЫХ.МАКС}. Гистерезис переключения

Для того чтобы триггер имел два устойчивых состояния, необходимо выполнить условие Кb >1, где К,– коэффициент усиления операционного усилителе b = R ₁/ (R ₁+ R ₂) – коэффициент обратной связи.

На рис. 2, а – в приведены схема, передаточная характеристика и услов­ное обозначение неинвертирующего триггера Шмитта.

При достаточно большом положительном входном напряжении выходное на­пряжение компаратора равно U _{ВЫХ.МАКС}. При уменьшении U _ВХ выходное напряже­ние но изменяется, пока потенциал j_а точки а не станет равен нулю. Тогда выход­ное напряжение скачком изменится до U _{ВЫХ.МИН}. Так как

то при переключении (выключении)

Выходное напряжение будет неизменно, пока U _ВХ не превысит значение U _ВКЛ = – U _{ВЫХ МИН} (R ₁ / R ₂).

Триггеры Шмитта выпу­скаются в виде микросхем, например К155ТЛ1 (два триг­гера Шмитта с элементами И на входе).

Одна из основных обла­стей применения триггера Шмитта – формирование на­пряжения прямоугольной формы из входного напря­жения произвольной формы (рис. 3). Триггер Шмитта используют также в качестве порогового устройства для реги­страции превышения входным напряжением порогового значения U_ВКЛ (или U_ВЫКЛ).

Дата добавления: 2015-05-10