Краткие теоретические сведения. Триггером Шмидта (ТШ) называется устройство с гистерезисной передаточной характеристикой (рис

Триггером Шмидта (ТШ) называется устройство с гистерезисной передаточной характеристикой (рис. 6.1).

Рис. 6.1 Передаточная характеристика триггера Шмидта.

Выходной сигнал ТШ принимает лишь два фиксированных значения и . Кроме того, он зависит не только от величины входного напряжения, но и от направления его изменения. Данное свойство обусловлено тем, что усилительный элемент ТШ охвачен глубокой положительной обратной связью (ПОС).

Уровни входного сигнала, вызывающие изменение выходного напряжения ТШ – и , называются порогами срабатывания, а величина – шириной петли гистерезиса. Одна из областей использования ТШ – преобразование непрерывных аналоговых сигналов в импульсные (см. рис. 6.2). Однако такое преобразование возможно лишь в том случае, если величина входного сигнала превышает ширину петли гистерезиса.

Рис. 6.2 Связь входного и выходного сигналов

триггера Шмидта.

За счет большого коэффициента усиления из-за влияния ПОС, крутизна выходного сигнала в моменты перехода от к и обратно получается во много раз большей, чем крутизна входного и форма выходного сигнала приближается к прямоугольной.

Схема инвертирующего триггера Шмидта на операционном усилителе (ОУ) приведена на рис. 6.3. Связь неинвертирующего входа с выходом ОУ через делитель на резисторах и приводит к наличию в схеме положительной обратной связи, сигнал которой определяется из соотношения:

.

Рис. 6.3 Принципиальная схема триггера Шмидта на ОУ.

Влияние ПОС сводится к тому, что выходное напряжение такой схемы может принимать лишь два значения: либо , где – напряжение насыщения ОУ. Обычно близко к напряжению питания, поэтому можно считать, что . Из-за наличия на неинвертирующем входе ОУ сигнала ПОС, такой триггер Шмидта не сможет изменить своего состояния пока входной сигнал не превысит по модулю напряжения обратной связи. Так как обычно положительное и отрицательное напряжения ОУ равны, то пороги срабатывания данного ТШ будут одинаковыми и равными по величине (рис. 6.4).

Рис. 6.4 Передаточная характеристика триггера Шмидта на ОУ.

В связи с этим, гистерезисная петля будет симметричной с шириной 2 , где . Для формирования асимметричной петли гистерезиса параллельно одному из элементов ПОС может подключаться нелинейный элемент, например диод (рис. 6.5).

В этом случае при положительном выходном напряжении диод закрыт и . При отрицательном

выходном сигнале диод открывается, шунтируя резистор и . Передаточная характеристика ТШ в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 6.6.

Рис. 6.5 Принципиальная схема триггера Шмидта нелинейной обратной связью.

Рис. 6.6 Передаточная характеристика триггера Шмидта с несимметричными порогами срабатывания.

Date: 2015-05-09; view: 593; Нарушение авторских прав