Schmitt Trigger:회로, 작동 및 응용

처음에 열이온 방아쇠로 알려진 슈미트 방아쇠는 수십 년 동안 사용되어 왔습니다. 지금까지 두 전압 상태 간의 스위칭 추적과 같이 삶을 변화시키는 기술 발전에 기여했습니다. 노이즈 내성을 제공하기 위해 추가 히스테리시스가 있는 비교기 또는 차동 증폭기입니다. 그러나 히스테리시스가 없더라도 깨끗한 디지털 펄스를 만드는 비교기 역할만 할 수 있습니다.

오늘 우리는 슈미트 트리거 회로를 설계하고 어떻게 작동하는지 설명할 것입니다. 또한 슈미트 트리거 회로를 적용할 수 있는 여러 영역을 강조 표시합니다.

1.슈미트 트리거란 무엇입니까?

간단히 말해서 회생 비교기입니다. 포지티브 피드백을 사용하여 히스테리시스 전압을 구현하거나 정현파 입력을 구형파 출력으로 변경합니다. 종종 슈미트 트리거의 출력 전압은 입력 파형의 기준 전압으로 작동합니다. 아날로그 입력 신호 형태의 노이즈를 디지털 신호로 변환하는 기능을 합니다.

슈미트 트리거는 쌍안정 회로일 수도 있습니다. 쌍안정 회로는 입력이 원하는 임계값 레벨에 도달하면 안정적인 고출력 및 저출력 전압 스윙을 갖습니다.

2.슈미트 트리거의 종류

의심할 여지 없이 구성 요소 중 하나로 슈미트 트리거가 있는 여러 논리 집적 회로가 있습니다. 그러나 우리의 경우에는 우리가 갖게 될 DIY Schmitt 방아쇠에 관심을 둘 것입니다.

유형은 다음과 같습니다.

• 연산 증폭기 기반 슈미트 트리거 및
• 트랜지스터 기반 슈미트 트리거입니다.

위의 유형에 대한 추가 설명은 일반적인 슈미트 트리거 회로 아래에 있습니다.

3.슈미트 트리거는 어떻게 작동합니까?

슈미트 트리거는 기능을 달성하기 위해 긍정적인 피드백 개념을 사용합니다. 즉, 출력 샘플을 취한 다음 입력 소스로 다시 피드백합니다. 이런 식으로 출력이 강화됩니다.

(긍정적인 피드백 설명).

강화는 비교기 출력이 마음대로 그 상태로 안정되도록 하는 데 도움이 됩니다. 또한 상태가 규정된 수준에서 일정함을 보장합니다.

4. 공통 슈미트 트리거 회로

트랜지스터를 사용한 슈미트 트리거

두 개의 트랜지스터(필수 구성 요소)와 이 슈미트 트리거 회로에 대한 기타 기본 외부 구성 요소를 사용하여 블록 다이어그램을 설정합니다.

회로의 작동

우선 T1은 VIN(입력 전압)이 0V일 때 도통하지 않습니다. 반면에 Vref(전압 기준)는 1.98V를 가지므로 T2가 도통할 수 있습니다.

또한 노드 B로 진행할 때 회로를 전압 분배기로 처리한 다음 아래 공식을 사용하여 구성 요소 값으로 전압을 계산할 수 있습니다.

VIN =0V, Vref =5V

Va =(Ra + Rb/Ra + Rb + R1) x Vref

Vb =(Rb/Rb + R1 + Ra) x Vref

우리가 언급했듯이 T2의 1.98 전도 전압은 낮습니다. 또한 트랜지스터 단자의 베이스 전압은 1.28V로 0.7V의 트랜지스터 이미터 단자 전압보다 높습니다.

따라서 회로 입력 전압을 높이면 T1 값을 초과하여 전도될 수 있습니다. 결과적으로 T2의 기본 전압이 떨어집니다. T2 트랜지스터의 전도 기간이 짧을수록 출력 전압이 증가합니다.

트랜지스터를 사용한 슈미트 트리거

다음으로 터미널의 T1 베이스 전압에서 회로 입력 전압이 거부되기 시작합니다. 이 과정에서 기본 단자 전압은 트랜지스터의 이미 터 단자의 0.7V를 초과하여 트랜지스터가 비활성화됩니다.

전체 절차는 트랜지스터가 순방향 활성 모드를 찾는 지점을 거부하는 이미 터 전류에 따라 다릅니다. 나중에 T2 단자의 베이스 전압과 콜렉터 전압이 모두 상승합니다.

그러나 때로는 T2를 통해 흐르는 전류가 거의 없으며 전류는 T1을 끄고 이미 터의 전압을 떨어 뜨릴 수 있습니다. 이러한 상황에서 회로 입력 전압을 약 1.3V로 떨어뜨리면 T1이 비활성화됩니다.

마지막으로 1.3V와 1.9V에서 두 개의 임계 전압을 갖게 됩니다.

연산 증폭기 기반 슈미트 트리거 회로

연산 증폭기 기반 슈미트 트리거 회로에는 두 가지 주요 부문이 있습니다. 비 반전 입력 및 반전 슈미트 트리거.

슈미트 트리거 회로 반전

반전 슈미트 트리거 입력의 경우 연산 증폭기(Op-Amp)의 반전 단자를 적용합니다. 또한 반전 모드에서 생성된 출력은 극성이 반대이므로 긍정적인 피드백을 얻으려면 비반전 단자에 적용해야 합니다.

반전 슈미트 트리거 회로

위의 반전 슈미트 트리거 회로에 대한 설명 및 공식

VIN보다 작은 VREF는 -VSAT 비교기 출력을 생성합니다. 반대로 -VREF가 VIN보다 약간 크면(더 음수) 출력은 VSAT가 됩니다. 따라서 Vo(비교기 출력 전압)은 -VSAT 또는 VSAT가 됩니다. 그러나 회로의 상태 변화를 조절하려면 R2 또는 R1을 사용하여 회로 입력 전압을 제어해야 합니다.

-VREF 및 VREF 공식의 값;

1. V_참조 =(V_O * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

2. V_O =V_SAT 따라서

3. V_참조 =(V_SAT * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

4. -V_참조 =(V_O * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

5. V_O =-V_SAT 따라서

6. -V_참조 =(-V_SAT * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

경우에 따라 VREF는 상한 임계값 전압(VUT)이라고 하는 반면 -VREF는 하한 임계값 전압(VLT)입니다.

비반전 슈미트 트리거의 회로

연산 증폭기 기반 슈미트 트리거 회로의 두 번째 모드에서는 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 회로 입력 전압을 인가합니다. 그 후 이미 터 저항 R1은 출력 전압을 비 반전 단자 회로로 되돌릴 수 있습니다.

비 반전 슈미트 트리거 회로

출력 전압이 처음에 VSAT에 있었다고 가정해 보겠습니다. VLT가 VIN보다 높으면 출력 전압은 동일한 포화 레벨에 있게 됩니다. 나중에 회로 입력 전압이 낮은 임계 전압 레벨을 초과하면 출력 상태가 -VSAT로 변경됩니다. 원하는 기준 전압 값을 얻기 위해 직렬로 바이어스 전압을 변경할 수도 있습니다.

마지막으로 출력은 회로 입력 전압이 상한 임계 전압 이상으로 상승할 때까지 -VSAT 상태에서 일정합니다.

5.슈미트 트리거의 적용

다음과 같은 여러 응용 프로그램에서 슈미트 트리거 회로를 찾을 수 있습니다.

• 먼저 스위치 디바운스 회로에서.
• 그런 다음 Schmitt 트리거를 사용하여 특히 폐쇄 루프 응답이 있는 설계에서 이완 발진기를 구현할 수 있습니다.
• 또한 함수 발생기 및 전원 공급 장치에서 사용할 수 있습니다.
• 또한 트리거 회로는 사인파를 구형파로 변경합니다.
• 마지막으로 신호 회로를 제거하는 데 도움이 되는 신호 컨디셔닝으로 디지털 회로에 통합할 수 있습니다.

요약

요약하자면, 오늘의 기사에서는 슈미트 트리거, 그 작동, 기본 회로 구조 및 일부 응용 분야에 대한 자세한 통찰력을 제공합니다.

방아쇠의 효율이 높더라도 다음과 같은 예방 조치를 취하는 것이 가장 좋습니다. Op-Amp를 레일로 몰기. 더 많은 전력 소비가 발생하므로 고전력 소스가 필요합니다. 제한에도 불구하고 잡음이 있는 신호를 제거하고 다중 출력 전환 수를 줄일 수 있습니다.

회로를 설정하는 데 문제가 있거나 프로젝트에 갇혀 있습니까? 자세한 내용은 당사에 문의하십시오.