יישום מעגל Trigger Schmitt עבור הפרעת אות במערכות דיגיטליות

דוגמה: לא למנוע שמיט טריגר

נניח שאנו זקוקים לגורם שימיט עם סף של 2.0V (upper) ו- 1.0V (lower) עבור מערכת 5V. פלט הדגה נע בין 0V ל 5V (הנחה שולית-to-rail) (באמצעות התצורה הלא-מסולפת עם ההתייחסות (inverting) קשורה לקרקע, הנוסחה ההיסטריה היא:

(ה) מזמורים (VirFLT:0) OHFLTRE 1   −  VirFLT:2OLirFLT 3   × ×   R1+R1+R1+R1= 5.0V=215; R1/R1/R1=R1=2215=2=2=R1=R1=2=R1=R1=R1=2=2=R1=2=2=R1=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2

אנו דורשים VleaFLT:0 UTFLT 1  =   2.0V ו- VFLT:2LTFLT 3  =  1.0V, so hysteresis= 1.0V.

5.0V × R1/(R1+R2) = 1.0V → R1/(R1+R2) = 0.2.

(הבחירה הנוחה היא R1=10 k Ω ו-R2=40 kΩ (ערך זמין כ-39 kΩ תקן + 1 kΩ סדרה, או 40.2 kΩ 1%) המרכז של החלון הלא-היסטנסיס (הממוצע של VFIRLT:0UTFLT:1 ו-VFIR2: 1) אינו הכרחי לסף לא ל-1.5Vouti) הוא 1 הוא 1 (החלים) הוא 0.

(ב) ויקרא: ויקרא: ויקרא: ויקרא: ויקרא:2 ויקרא יט): [17] ויקרא ויקרא ויקרא:5   ו-#8722; ו-#8201;VFLT:6 {\displaystyle \ RTLFLT 7) ו-#215; R3/R3+Req), שבו R=R1 לפשטות (R2=R2=R) יש צורך ב-R.

דוגמה זו ממחישה את החשיבות של בחירת התנגדות זהירה.כלים (LTspice, QSPICE) או חישוב ידני יכולים לאמת את נקודות ההחלפה המדויקות לפני בניית המעגל.

שימוש בהשוואה ייעודית

בעוד ש-amps יכול לתפקד כמו גורם Schmitt, קושרים ייעודיים מציעים זמני תגובה מהירים יותר, רווח גבוה יותר בשלב המעבר, ולעתים קרובות כוללים תכונות היסטריה פנימית.לדוגמה, LM393 או LM311 מתכנני קוד פתוח פלטים כי דורש משיכת-up-up התנגדות. זה מועיל עבור בין משפחות פונות הפועלים ב- מנגנונים שונים מאשר ל- אספקת ה- T17.

רבים מעמיתים מודרניים מיצרנים כמו Texas Instruments, Analog מכשירים ומיקרוצ'יפ כוללים היסטריה בתכנות באמצעות סיכות חיצוניות או מתנגדים. TLV3501, לדוגמה, יש עיכוב של 6 ננוגציה ופלט לרכבת-לעקה, מה שהופך אותו מתאים לתת מהירות גבוהה עד כמה עשרות מגה-הרץ.

הוראות בחירה

בחירת הרכיבים הנכונים עבור גורם שימיט הוא קריטי עבור פעולה אמינה.כאן הם שיקולים מרכזיים:

מהירות ו Bandwidth

עבור אותות משתנים איטיים (למשל, חיישנים טמפרטורה, מתגים מכניים), דגימה כללית מטרה כמו LM358 (גין-bandwidth המוצר - 1 MHz) עובד היטב. עבור אותות דיגיטליים גבוהים מאוד ⁇ (קווי שעון, אוטובוסים נתונים), מתאם עם עיכוב propagation מתחת 20 ns הוא מומלץ. LM311 מציע תגובה של כ -200s 000 000 000 000) עבור NEXOL2 (n-R) כמו NEX) או NEX) משתמשים (N) כמו t-T) â € (N) â € (NL2 (N) â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â € â €

סובלנות ופיתוי

ערכים עמידים משפיעים ישירות על מתחי סף. השתמש ב 1% של סרטי מתכת התנגדות כדי לשמור על דיוק היסטריה. עבור יישומים רגישים לטמפרטורה, לשקול התנגדות עם טמפרטורות נמוכות coefficient (למשל, 50 ppm / #176; C או יותר) חלון ההיסטריה עשוי לסחף עם טמפרטורה אם המתנגדים והמכשיר הפעיל & #8217;s סחף לפעול יחד.

כוח אספקה

להציב 0.1 µ Fקרמיקה capacitor קרוב ככל האפשר לכל סיכה של אספקת חשמל של דגימת או קופרטור. עבור עיצובים מהירים, להוסיף 10 & #181; אלקטרוליטי או טנטלום capacitor במקביל.זה מקטין רעש בעל עוצמה שעלולה להיות שונה לתוך קלט וגורם שקר.

Inputing filter

גם עם היסטריה, ספיגות רעש מהיר מאוד יכול לעקוף את הטריגר של Schmitt אם הם מעל יכולת שיעור הפעוט של המכשיר.הוספת קיבול קטן (למשל, 10 pF & #8211;100 pF) על פני ה-F) על פני ה-F מתנגד הקלט יכול ליצור מסנן נמוך כי רטימוס גבוה.עם זאת, להבטיח את ה- capacitance הנוסף אינו דורש תגובה מתחת לזמן הנדרש.

צעדים עיצוביים מעשיים

בצע שלבים אלה כדי ליישם מעגל מעורר שימיט המותאם ליישום שלך:

1. (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד): "ה' (ב"ד): "ה' (ב"ב) ויקרא ה' (ב"ד) , ויקרא י"ד): "וַיְהִיאֶתִיאֶת אִתָּבְתָּבְתָּעָעָשִׂיתִיתִיתִיתְתִיתִיתִיתָּׁעָעָעָעָעָעָעָעָבְתָּבְתּׁבְתּׁבְהָבְתָּבְתִּיִנַיִּבְתּׁבְתָּעָבְתּׁבְתָּבְתָּבְהָבְהָעָעָבְהָעָעָבְהָבְהָבְהָבְהָבְתָּבְתָּבְתָּבְהָבְהָבְתָּבְָּעָעָעָעָבְה
2. (ב) תצורה של ⁇ :0) ,(ה) ,(ה) ,לא מיצוי (לא-החלים) של שימור קוטביות; מניעת תפוקה בלתי-מופת.
3. (FLT:0Select פעיל מכשיר: FLT:1 מבוסס על מהירות (עיכוב התוספת לעומת שיעור הקלט) ויכולת הנהיגה.
4. (FLT:0) ⁇ hysteresis: hysteresis: ⁇ 1) מחליט על מתח היסטריה לפחות פעמיים את רעש השיא.
5. (FLT:0) ערכים מנוגדים: FLT:1 השתמש בנוסחות עבור הטופולוגיה שלך.התחל עם R2 בטווח של 10 k & #937; עד 100 k & #937; כדי לשמור על הצריכה הנוכחית סבירה בעת מתן משוב מספיק הנוכחי.
6. (ב) [13] ,0) ,לקבל את סף הסימולציות: "FreaLT:1" (בתרגום חופשי: 0) להפעיל ניתוח גורף DC ו transient Analysis כדי לאשר את נקודות ההחלפה.
7. (FLT:0Build and Test:FLT:1) A הרכיב את המעגל על לוח לחם או PCB. Apply אות רועש עם גנרטור פונקציה והתבונן בפלט נקי על אוקטילוסקופ.

בדיקות תורו כוללות בדיקת תנודות ליד סף עקב קיבול טפילטי או משוב מופרז.אם הצ'אטים פלט, להגדיל את ההיסטריה מעט או להוסיף קיבול קטן מפלט לקלט כדי להגביל את רוחב הפס של משוב.

יישומים במערכות דיגיטליות

ה- Schmitt טריגר & #8217; היכולת לדחות רעש וליצור קצוות נקיים הופכת אותו לבלוק בנייה תכליתי.

Switch Debouncing

מתגים מכניים ודחפורים מייצרים קפיצה (מבוגרים מגעים על סגירת או שחרור) גורם שמיטט מנקה את האות על ידי התעלמות מהמעברים המהירים בתוך להקת ההיסטריה.חבר את המעבר בין היצע וקרקע באמצעות רשת התנגדות של משיכה / pull-down בו-זמנית, ולאחר מכן להאכיל את הצומת לתוך קלט Schtmitt. רבים ייעודי IC כולל de la תזמון של 7.

המונחים: shapeing

Phototransistors, thermocouples, וחיישנים של כלול לעתים קרובות לייצר מתחים אנלוגיים משתנים לאט לאט עם רעש. A Schmitt טריגר יכול להמיר אלה אותות דיגיטליים על / off כאשר הפרמטר חוצה סף.לדוגמה, התנגדות תלוי אור (LDR) עם קופרטור וhysteresis יכול לזהות את תחילת החושך עבור בקרת תאורה חיצונית.

גל גלן שפינג ו- Pulse Generation

גורמים שמיטטים יכולים להמיר גלים חטאים, גלי משולשים, או דופקים לא סדירים לגלי ריבוע עם קצוות מהירים.זה שימושי בספירת תדר, שחזור שעון, ו- PWM אות ניקוי. An RC oscillator באמצעות גורם Schmitt (כגון 555 קלאסי באמצעות סף ההשוואה הפנימית שלו או מעגל דיסקרטי) יוצר גל מרובע אשר תלוי בערכים C.

מניעת טריגר כוזב בלוגיקה דיגיטלית

עקבות PCB ארוכים או כבלים יכולים להרים רעש קורנל, מה שגורם קלטות לוגיקה לצנצ'ט.הוספת שמיטץ גורם buffer ב המקלט בסופו של דבר לנקות את האות ומבטיח שער ההיגיון רואה רמות גבוהות / נמוכות.זה תרגול סטנדרטי במערכות בקרה תעשייתיות, אלקטרוניקה לרכב, ממשקי תקשורת שבו חסינות רעש הוא רב ערך.

המונחים: Schmitt Trigger Circuits

כמה מיוחדים Schmitt לעורר יישום מציעים שינויים בסחר המורכבות, ביצועים ואינטגרציה.

CMOS Schmitt Triggers

משפחות לוגיות סטנדרטיות (74HC, 74HCT, CD4000) כוללות שערי עם קידוד מובנה של סיגוט. 74HC14 hex inverter, למשל, מספק שישה גורמים עצמאיים של Schmitt עם היסטריה טיפוסית של 0.8V ב אספקת 5V. אלה אידיאליים עבור עיצובים מהירים, חסימת חלל שלהם הם קבועים אבל TTL ו CML מציעה רמות דומות.

למנוע נגד אי-השמדה

בעוד הגרסה המופנמת נפוצה יותר בלוגיקה משולבת, יישום דיסקרטי לא מונע מאפשר למעצב להגדיר סף שרירותיים. לא מונעים שימיט גורמים עם היסטריה מותאמת הם שימושיים כאשר אות קלט הוא התייחסות לרמה לא אפסית, כגון ממשקי חיישן דו-כיוניים.

השוואת חלונות עם Hysteresis

על ידי שילוב שני גורמים של שמיטטים (אחד לסף העליון, אחד לנמוך) עם לוגיקה מתאימה, קומפוטור חלון ניתן לבנות אשר מזהה כאשר אות נופל בטווח מתח מסוים.זה משמש ניטור סוללות, מעל / מתחת למתח הגנה, להגביל חישה.

Emitter (ECL) וגרסאות שונות

עבור יישומים מהירים אולטרה-גבוהים (טווח GHz), מעוררי שמיטוט מיוחדים באמצעות זוגות שונים ולוגיקה פולטת-מקודמת נמצאים במעגלים דיגיטליים בעלי ביצועים גבוהים כמו דיבידנדים ושיקום נתונים של תדירות.אלה מעבר להיקף של רוב הסימון הדיגיטלי הכללי, אך מייצגים יישום מתקדם של אותו עיקרון.

יתרונות ומגבלות

יתרונות

• (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) ,Stable Moving סף:FLT:1ciosor-oriented סף מוגדר הם צפויים וטמפרטורה לוח זמנים בעת שימוש במרכיבים איכותיים.
• (ב) ,0) , יישום זול: חליל 1 (ב) כמה מתנגדים ודגם כללי או קופרטור הם כל זה & #8217; נדרש.
• (ב) שיעור ה-FLT:0) ,(FLT:1) משוב חיובי מבטיח מעבר מהיר בין מדינות פלט, אפילו עם אותות קלט איטיים.
• (ב) ⁇ :0) ,Versatile: FLT:1 מתאים הן לתחומים אנלוגיים והן דיגיטליים, מחיישנים ברמה גבוהה של מילימטר ועד ניטור אספקה כוח.

הגבלות

• (ב) [15] התחייבו להתגלות מבוססת הסף: התגלות 1: מיפוי 1 (ב) הפלט הוא בינארי בלבד; לא נותר מידע אנלוגי פרופורציונלי.
• (ב) ,0) ,ד"ר (ב): "ההתב"ה" (ב)"התב"ה) או "התב" (ב"ה) הוא מוסיף ל"התח" (ב"ב) .
• (ב) סחף:0) ,51 מעל טמפרטורה, ערכים מנוגדים וחילופים מזיזים, עלולים לשנות את רוחב החלון ההיסטריה.
• (ב) צריכת חשמל:00(Power הצריכה: ⁇ FLT:1) הפעולה הרצינית של ה-F-amp/comparator שואבת את הזרם גם כאשר אין אות.

בדיקות ופתרון בעיות

לאחר בניית מעגל מעורר שמיטט, לאמת את פעולתו עם אוקטילוסקופ באמצעות אות קלט ידוע.חבר גנרטור פונקציה להגדיר לגל משולש איטי או סינוסאיד (למשל, 1 kHz) עם amplitude פורשת הסף הצפוי. Probe הן קלט ופלט בו זמנית.הפלט צריך לעבור נקי בשתי רמות נפרדות, ואת היסטריה צריך להיות גלוי על גבי Xin בהירה (xi) בבירור על גבי רזולוציה Xin , Xin , Xin , Xin , , , , רזולוציה Xin , , , , , , Xin , , , , רזולוציה Xin , , , , , , , , , , , , Xin , רזולוציה צריך לעבור באופן ברור .

נושאים משותפים ותיקון:

• (FLT:0Output oscillates at סף:cioFLT:1) Hysteresis צר מדי, רעש ספיגים עולה על שולי, או אפס אספקת חשמל decoupling.
• (FLT:0) לא תואם חישובים: ההרחבה 1 (בדוק התנגדות, התנגדות, תנופה פלט (במיוחד מכשירים לא-שבריריים עד שוליים), ומתח מחלחל של ה-F-amp. השתמש בהתנגדות מדויקת.
• (ב) ,0) ,Slow פלט הקצוות: FLT:1, שיעור ה-Famp עשוי להיות לא מספיק.חזור עם מתאם מהיר יותר או להשתמש במכשיר פלט דחיפה.
• (ב) לא להחליף: ⁇ FLT:1 , לבדוק חיבורי אספקת חשמל, אות קלט אמפליטודה, ועומס הפלט. עבור תפוקה פתוחה-קולקטור, להבטיח התנגדות למשוך הוא נוכח.

מסקנה

גורם שמיטרט נשאר כלי בסיסי בעיצוב & #8217; ארסנל של התניה אותות במערכות דיגיטליות. על ידי הצגת היסטריה מבוקרת, זה למעשה מסנן אותות רועשים, מתתגים, וצורות גלפורמות, הכל עם מרכיבים מינימליים ועלות. בין אם ייושמו באופן דיסקרטי עם דגימה ושני מתנגדים או באמצעות שער משולב, ה- Schmitt מציעה פתרון אמיתי של תפקוד אותות, כלומר, כלומר, כלומר, לחיקוי, ל-לח, ל-לחמים, ל-reative-reative-reative-Reactable של עקרונות, כדי להפעיל את ה-reative-reative-reative-reative-reative-retein-reteable-reteable-reteable-reteable-reteworld, כדי להפעיל את ה-rectionable-retein-reative-reative-reative-reative-retein-reative-in-in-in-rectionable-in-rectionin-rectionable-in-in-rections-rectionin-rections-rectionable-rectionable-rectionin-in-in-in-in-in-in-

לקריאה נוספת, חשוב על המשאבים האלה:

• [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇