2024/06/6 542

„Schmitt“ suaktyvina šiuolaikinę elektroniką: supratimas apie jų vaidmenį ir galimybes

„Schmitt“ trigeris yra pagrindinis elektroninis komponentas, kurį pirmą kartą pristatė Otto H. Schmitt 1937 m. Kaip „termioninis trigeris“.Pirmiausia palengvintas procesas, žinomas kaip histerezė, kuriam būdingas jo dvigubo slenksčio signalo virsmo mechanizmas.„Schmitt“ gaiduką dar labiau parodo du pagrindiniai jos tipai: apverstiniais ir nevertinančiais „Schmitt“ aktyvikliais, kurių kiekvienas patenkina skirtingus eksploatavimo poreikius.Šiame straipsnyje aptariamas sudėtingas darbas, „Schmitt“ aktyviklių pritaikymas, jų veiklos mechanizmų analizė, slenksčio skaičiavimai, praktinis poveikis šiuolaikiniam elektroniniam dizainui, ypač pabrėžiant CMO poveikį pagerinant mažos galios programų veikimą ir jų vaidmenį įvairiuose technologijose.Domenai.

Katalogas

1 paveikslas: „Schmitt“ trigerio simbolis

Histerezės vaidmuo Schmitt suaktyvinuose

„Schmitt“ suaktyvina nestabilius analoginius signalus į stabilius skaitmeninius išėjimus.Šis konversija pasiekiama per unikalų procesą, vadinamą histereze, kurį palengvina teigiami atsiliepimai.Histerezė pristato dvi atskiras slenksčio įtampas, skirtas pereiti iš išvesties būsenų: viena, skirta kylantiems įvesties signalams, o kita - krintantiems.Šis mechanizmas užtikrina, kad pasikeitus išėjimo būsenai, jis išlieka stabilus, kol įvesties įtampa kerta kitokią, konkrečiai nustatytą slenkstį.Ši dvigubo slenksčio sistema pašalina signalo triukšmo ar plepėjimo problemą šalia slenksčio lygio, todėl patikimesnis skaitmeninio signalo apdorojimas.Jie supaprastina skaitmeninių signalų grandinės dizainą ir padidina sistemų, veikiančių triukšmingoje aplinkoje, našumą ir patikimumą.„Schmitt“ aktyvikliai yra esminiai daugelyje programų, pradedant nuo paprasto signalo kondicionavimo vartojimo elektronikoje ir baigiant sudėtingomis skaitmeninės komunikacijos sistemomis.

2 paveikslas: „Schmitt“ gaiduko histerezė

„Schmitt“ trigerio charakteristikos

• Bistable funkcionalumas

„Schmitt“ suaktyvintuvai gali išlaikyti vieną iš dviejų galimų išvesties būsenų, kol įvesties signalas kerta apibrėžtą slenkstį.Šios slenksčiai, žinomi kaip viršutinė (V_U) ir apatinė (V_L) slenksčiai, nustato sąlygas, kuriomis keičiasi išėjimo būsena.

• Histerezė ir teigiami atsiliepimai

„Schmitt“ suaktyvinimo veiklos branduolys yra histerezė, kurią įgalina teigiami grįžtamasis ryšys grandinėje.Histerezė sukuria diapazoną tarp V_U ir V_L, kur išvesties būsena nesikeičia, kol įvestis viršija priešingą slenkstį.Šis dizainas užtikrina, kad nedideli įvesties svyravimai, kuriuos dažnai sukelia elektrinis triukšmas ar trumpalaikiai sutrikimai, nesukelia nepageidaujamų išėjimo pokyčių.Šis stabilumas apsaugo nuo greito būsenos perjungimo ir skaitmeninių grandinių klaidų, todėl „Schmitt“ sukelia idealius laikui bėgant.

3 paveikslas: Triukšmo poveikis įvesties ir išvesties signalui

• Simetrinės ir asimetrinės slenksčiai

„Schmitt“ aktyviklius galima suprojektuoti naudojant simetrinius arba asimetrinius slenksčio lygius, siūlančius lankstumą konkrečioms programoms.Simetrinės slenksčiai naudojami ten, kur reikia vienodo tikslumo tiek kylant, tiek krintant signalo kraštus.Asimetrinės slenksčiai yra naudingi scenarijuose, kai reikalingas skirtingas elgesys, atsižvelgiant į įvesties signalo pokyčio kryptį, pavyzdžiui, tam tikruose impulsų kondicionieriuose ar grandinėse.

„Schmitt“ gaiduko viršutinis ir apatinis trigerio taškas

4 paveikslas: Viršutinis ir apatinis gaiduko taškas

„Schmitt“ trigerio grandinėje, naudojant OP-AMP 741, UTP reiškia viršutinį gaiduko tašką, o LTP reiškia apatinį gaiduko tašką.Jei įvestis viršija viršutinę slenkstį (UTP), išėjimas žemas.Ir jei įvestis nukrenta žemiau apatinės slenksčio (LTP), išėjimas tampa didelis.Kai įvestis patenka tarp šių slenksčių, išėjimas nesikeičia.

Pavyzdžiui, histerezės įtampa (V histerezė) apskaičiuojama kaip UTP minus LTP.

Viršutinis slenksčio taškas (UTP) ir apatinis slenksčio taškas (LTP) yra tas, kuriame palyginamas įvesties signalas.Taigi, UTP ir LTP reikšmės nustatomos pagal šias formules:

Palyginus du lygius, virpesiai ar nestabilumas gali atsirasti esant slenksčiui.Histerezė pašalina šią problemą užkirsdamas kelią tokiems svyravimams.Skirtingai nuo standartinio lygintuvo, kuris naudoja vieną etaloninę įtampą, „Schmitt“ trigeris naudoja dvi skirtingas atskaitos įtampas, žinomus kaip UTP ir LTP.

„Schmitt“ trigerio grandinei, naudojant OP-AMP 741, UTP ir LTP vertes galima apskaičiuoti naudojant šias lygtis.

Kaip veikia „Schmitt“ trigeris?

5 paveikslas: „Schmitt“ trigerio grandinė

„Schmitt“ trigeris naudoja teigiamus atsiliepimus, kai dalis išvesties grąžinama į įvestį.Ši grįžtamojo ryšio kilpa reikalinga, nes ji leidžia grandinei išlaikyti stabilią išėjimo būseną net esant įtampos svyravimams ar triukšmui.Ši stabili operacija apsaugo nuo netinkamų rezultatų regione, žinomame kaip „negyvos zonos“, kur įvesties signalai kitaip gali sukelti nestabilumą.

„Schmitt“ trigeris priklauso nuo įvesties įtampos, etaloninės įtampos ir grįžtamojo ryšio rezistoriaus sąveikos.Kai įvesties įtampa kyla ir krinta, ji kerta specifines slenksčius, kurie sukelia grandinės atsaką.Apatinė slenkstis, perbrauktas, keičia išėjimo būseną.Ši būsena išlieka tol, kol įvestis pasiekia viršutinę slenkstį, tada išvestis grįžta į pradinę būseną.

Šis dvigubo slenksčio mechanizmas leidžia „Schmitt“ trigeriui sukelti stabilų perėjimą tarp išvesties būsenų, sumažindamas triukšmo sukeltų klaidų riziką.Kai įvesties signalas sukelia būsenos pasikeitimą, tik reikšmingas ir priešingas įvestis panaikins šią būseną, užkirsti kelią išėjimo mirgėjimui įprasta tradiciniais palyginamaisiais.Dėl šios priežasties „Schmitt“ sukelia labai patikimą programoms, kurioms reikalingas signalo vientisumas ir stabilumas, pavyzdžiui, signalo kondicionavimas, jungiklio debesų ir impulsų generavimo grandinės.

„Schmitt Trigger“ dizaino patobulinimas apima grįžtamojo ryšio rezistoriaus optimizavimą ir slenksčių reguliavimą atsižvelgiant į konkrečius veiklos poreikius.Šie patobulinimai užtikrina, kad „Schmitt“ suaktyvinimas patenkina ir viršija veiklos lūkesčius didelėse įmonėse.

6 paveikslas: „Schmitt Trigger“ darbas

„Schmitt“ tipai

Jie būna dviem pagrindiniais tipais, atsižvelgiant į jų įvesties ir išvesties signalų ryšį: nevertinantys Schmitt suaktyvinimai ir apverčiantys Schmitt sukėlėjai.

„Schmitt“ trigeris

7 paveikslas: „Schmitt“ invertas

Invertas „Schmitt“ suaktyvina signalą, kuris yra priešingas įvesties atžvilgiu.Kai įvesties signalas patenka žemiau konkretaus apatinio slenksčio, išėjimas padidėja.Ir kai įvestis viršija viršutinę slenkstį, išėjimas perjungia į žemą.Ši inversija pasiekiama per grįžtamojo ryšio rezistorių, sukuriantį histerezės kilpą, stabilizuojant išvesties perėjimus net greitai kintant įėjimus.

Štai kaip tai veikia:

Suaktyvinimo įtampa (VT) apskaičiuojama formule,

Jei išvestis (v_out) yra teigiamas prisotinimas (+v_SAT), tada VT yra teigiamas.Jei VOUT yra neigiamas (-V_SAT), tada VT yra neigiamas.

Yra du slenkstiniai taškai:

• Viršutinė slenkstis (VUT): kai išvestis yra +v_SAT

• Apatinė slenkstis (VLT): kai išvestis yra -v_SAT

Štai kaip elgiasi grandinė:

• Kai įvesties įtampa (v_į) yra didesnis nei VT, išvestis (v_o) eina į -v_SAT.

• Kai vin yra mažesnis už vt, v_o eina į +v_SAT.

Kai įvesties įtampa (VIN) yra žemiau viršutinės slenksčio (VUT), išėjimas išlieka teigiamas (+v)_SAT).Kai tik įvesties įtampa viršija viršutinę slenkstį (VUT), išėjimas pereina į neigiamą sodrumą (–V_SAT).Išėjimas išlieka šioje būsenoje, kol įvesties įtampa nukrenta žemiau apatinės slenksčio (VLT), tada išvestis grįžta į teigiamą sodrumą (+v_SAT).

Taigi išėjimas keičiasi tik tada, kai įvesties įtampa kerta viršutinę arba apatinę slenkstį (VUT ir VLT).Tarp šių dviejų slenksčių išėjimas išlieka stabilus tiek +VSAT, tiek -VSAT, neatsižvelgiant į įvesties įtampos pokyčius.Šis diapazonas yra žinomas kaip „negyva juosta“ arba „histerezės plotis“ (H).

8 paveikslas: Įvesties ir išvesties bangos formos

9 paveikslas: „Schmitt“ gaiduko formos apverstas

Inverto schmitt gaiduko perdavimo charakteristikos grafike sudaro stačiakampio formą.Šis stačiakampis vadinamas histerezės kilpa.Tai rodo, kad išėjimas išlieka tas pats, kol įvesties įtampa kerta vieną iš slenksčio lygių.Be to, histerezės kilpa taip pat žinoma kaip „negyva juosta“ arba „negyvoji zona“, nes išėjimas nesikeičia reaguojant į įvesties signalą šiame diapazone.

Histerezės kilpos (H) plotis apskaičiuojamas taip:

Tai reiškia, kad histerezės kilpos plotis yra dvigubai didesnis už suaktyvinančią įtampą (VT).

„Schmitt“ suaktyvinimo programos

„Inverting Schmitt“ aktyvikliai yra plačiai naudojami formuojant bangos formą, konvertuojant svyruojančius analoginius įėjimus į stabilius skaitmeninius signalus.Jie gerai veikia impulsų pločio moduliacijos (PWM) sistemose ir osciliatorių grandinėse, kur nuoseklios signalo slenksčiai užtikrina operacinį patikimumą.Ir dėl jų gebėjimo apversti signalus jie yra tinkami grandinėms, reikalaujančioms atvirkštinių loginių būsenų, tokių kaip tam tikri automatiniai valdikliai ir laiko grandinės.

„Schmitt“ sukėlėjų pranašumai

Pagrindinis „Schmitt“ suaktyvinimo prielaidų pranašumas yra jų lankstumas tvarkant signalus, kur naudingas apverstas išvestis.Ši funkcija leidžia dizaineriams kurti novatoriškus grandinių dizainus, ypač sudėtingose ​​skaitmeninėse ir laiko programose, kur reikia tiksliai apdoroti signalą.

Neapverčiamas „Schmitt“ trigeris

Neapverčiami Schmitt sukėlėjai palaiko tą patį poliškumą tarp įvesties ir išvesties signalų.Aukštas išėjimas gaminamas, kai įvestis viršija viršutinę slenkstį, o išėjimas pereina į žemą, kai įvestis nukrenta žemiau apatinės slenksčio.Panašiai kaip apverčiant aktyviklius, neįvertinami aktyvikliai naudoja grįžtamojo ryšio mechanizmą, kad stabilizuotų išėjimą, užtikrinant patikimą našumą, nepaisant įvesties variantų.

Štai kaip tai veikia:

Įtampa, esanti nevertinamojo gnybto (V+), palyginama su įtampa ties apversto gnybto (V-), kuri nustatyta iki (= 0 V)

Yra dvi sąlygos, į kurias reikia atsižvelgti:

• Kai v⁺> V^- išėjimo įtampa Vo =+v_SAT

• Kada V⁺- išėjimo įtampa Vo = -v_SAT

Abi įvesties įtampa (v_į) ir išėjimo įtampa (v_o) paveikti įtampą neinvertinančiame gnybte (v⁺).Naudodamiesi superpozicijos teorema, galime rasti v⁺.

Kai v_o yra pagrįstas:

Kai v_į yra pagrįstas:

Bendra įtampa ties v⁺ yra

Suaktyvinimo taškai:

Teigiamas prisotinimas

• Kai v_o IS +V._SAT, išvesties perjungimas į +v_SAT Kai v⁺ Kryžius 0 V.

• perjungimo taške, v_į= Vt ir v⁺ = 0 V.

Naudojant v lygtį⁺:

Sprendimas VT:

Tai yra apatinis slenksčio taškas (VLT).

Neigiamas prisotinimas

• Kai vo yra -v_SAT, išvesties perjungimas į –V_SAT Kai v⁺ Kryžius 0 V.

• perjungimo taške, v_į = Vt ir v⁺ = 0 V.

Naudojant v lygtį⁺:

Sprendimas VT:

Tai yra viršutinė slenksčio taškas (VUT).

Histerezės plotis (H) yra skirtumas tarp viršutinio ir apatinio slenksčio taškų:

Tai rodo histerezės kilpos plotį, nurodantį įvesties įtampos diapazoną, kai išėjimas nesikeičia.

10 paveikslas: „Schmitt“ įvesties ir išvesties bangos formos ir „Schmitt“ trigerio forma

Neapverčiančių „Schmitt“ sukėlėjų programos

Neapverčiami „Schmitt“ aktyvikliai pirmiausia naudojami signalo kondicionavimui, norint filtruoti triukšmą iš įvesties signalų, todėl jie yra idealūs programoms, kurioms reikalingas švarus skaitmeninis išėjimai iš triukšmingų analoginių įėjimų.Jiems taip pat reikia generuoti kvadratines bangas iš sinusoidinių įėjimų ir naudojant mechaninius jungiklius, užtikrinant stabilią ir patikimą aktyvaciją.

Neapverčiančių „Schmitt“ sukėlėjų pranašumai

Pagrindinis neverčiančio „Schmitt“ suaktyvinimo pranašumas yra paprastas signalo apdorojimas, išėjimo išėjimo būsenos glaudžiai suderinant įvesties ir mažinimo triukšmo sukeltas klaidas.Šis paprastumas, kartu su reguliuojamais slenkstiniais lygiais, daro nevertinančius aktyviklius, tinkančius įvairiausiems elektronikoms, pradedant pagrindiniais vartotojų prietaisais ir baigiant pažangiomis pramonės sistemomis.

„Schmitt“ trigeris naudojant IC 555

11 paveikslas: „Schmitt“ trigeris naudojant 555 IC

Šią grandinę galima surinkti naudojant pagrindinius elektroninius komponentus su IC555.IC555 4 ir 8 kaiščiai yra prijungti prie VCC tiekimo, o 2 ir 6 kaiščiai yra sutrumpinti kartu, gaunant įvestį per kondensatorių.

Bendras šių dviejų kaiščių sujungimo taškas gali būti pateiktas su išorine paklaidos įtampa, naudojant įtampos daliklį, sudarytą iš dviejų rezistorių, R1 ir R2.Išvestis palaiko savo būseną, kai įvestis yra tarp dviejų slenksčių verčių, žinomų kaip histerezė, leidžianti grandinei veikti kaip atminties elementas.

Slenksčiai nustatomi dviem trečdaliais VCC ir Trečdalis VCC.Viršutinis lygintuvas veikia esant dviem trečdaliams VCC, o apatinė-apatinė Lyginamasis veikia trečdalyje VCC.Įėjimo įtampa palyginta su šiais slenksčiai, naudojant atskirą lygintuvą, vėliau nustatant arba iš naujo nustatant „Flip-Flop“ (FF).Priklausomai nuo palyginimo rezultato, išėjimas pereina į a aukšta ar žema būsena.

„Schmitt“ suaktyvina tranzistorius

12 paveikslas: Schmitt Trigger naudojant tranzistorius

Jį galima surinkti su pagrindiniais elektroniniais komponentais, su dviem tranzistoriais šiai grandinei.Kai įvesties įtampa (v_į) yra 0 V, tranzistorius T1 neveikia, o tranzistorius T2 - dėl etaloninės įtampos (v)_nuoroda) su įtampa1,98.B mazge grandinė veikia kaip įtampos daliklis, o įtampą galima apskaičiuoti naudojant šias išraiškas:

Tranzistoriaus T2 laidžioji įtampa yra žema, o emiterio gnybtas yra 0,7 V, tai yra mažesnis už bazinį gnybtą, esant 1,28 V.

Kai padidėja įvesties įtampa, pradeda vykdyti tranzistorius T1, todėl tranzistoriaus T2 bazinė galinė įtampa sumažėja.Kai tranzistorius T2 nustoja diriguoti, padidėja išėjimo įtampa.

Mažėjant įvesties įtampai T1 baziniame gnybte, T1 išjungia, nes jo bazinė gnybto įtampa viršija 0,7 V. Tai įvyksta, kai emiterio srovė mažėja, todėl tranzistorius gali patekti į priekį.Dėl to T2 kyla kolektoriaus ir bazinės gnybtų įtampos, leidžiančios mažą srovę per T2, o tai dar labiau sumažina emiterio įtampą ir išjungia T1.

Norint, kad T1 išjungtų, įvesties įtampa turi sumažėti iki 1,3 V.Taigi dvi slenkstinės įtampos yra 1,9 V ir 1,3 V.

Paprasti osciliatoriai ir perjunkite debesą naudojant „Schmitt“ paleidiklius

13 paveikslas: „Schmitt Trigger“ osciliatorius

Paprasti osciliatoriai

Dėl savo dvigubo slenksčio lygio „Schmitt“ sukėlėjai gali veikti kaip paprasti osciliatoriai, panašūs į 555 laikmačius.Jie savarankiškai generuoja periodinius signalus, reikalingus nuosekliems laikrodžio impulsams ar laiko nuorodoms.Virpiklių procesas remiasi nuspėjamu kondensatorių įkrovimu ir išleidimu per šias slenksčius.Tai daro „Schmitt“ suaktyvinimo priemones idealiems įvairioms laiko nustatymo ir bangos formų generavimo užduotims tiek vartotojams, tiek pramoninėms sistemoms.

14 paveikslas: „Schmitt Trigger Debouning“

Jungiklio nuspaudimas

„Schmitt“ suaktyvinimo priemonėse reikalingi debonuojantys jungikliai.Mechaniniai jungikliai dažnai sukuria triukšmingus signalus dėl jų fizinių savybių, tokių kaip elastingumas ar spyruoklė, sukeliantys daugybę, nenumatytų signalų perėjimų.Susikreipdamas Schmitt suaktyvinus su rezistoriaus-ramiatoriaus (RC) grandine, šis triukšmas yra išvalytas, užtikrinant, kad kiekvienas jungiklio presas sukuria vieną, švarų impulsą.Ši sąranka pagerina elektroninių grandinių patikimumą ir našumą, ypač vartotojų prietaisuose ir pramoninėse kontrolės priemonėse, kur reikia tikslių įvesties veiksmų.

Skirtumai tarp Schmitt suaktyvinimo ir palyginamųjų

Aspektas	„Schmitt“ suaktyvinimai	Standartiniai palyginamieji
Pagrindinė operacija	Palyginimas su histereze naudojant teigiamą atsiliepimai	OP-AMP grandinė su dviem įvesties signalais
Išvesties perėjimai	Stabilus ir patikimas dėl histerezės	Aukštas arba žemas pagal įvesties signalą
Atsakymas į įvesties svyravimus	Pokyčiai esant konkrečioms įvesties įtampos slenksčiams	Greitas perjungimas su nedideliais įvesties svyravimais
Paraiškos	Bet kurią bangos formą paverčia kvadratinės bangos forma	Nulio kirtimo detektorius, lango detektorius
Jautrumo koregavimas	Tikslinio histerezės plotis	Reikia papildomos išorinės grandinės
Slenksčio lygiai	Viršutinės (VUT) ir apatinės (VLT) slenksčiai	Apibrėžta esant 0 V arba VREF (etaloninė įtampa)
Histerezė	Dabartis, vh = VUT - vlt	Nėra, histerezės įtampa yra lygi nuliui
Išorinė atskaitos įtampa	Nereikia	Turi būti pritaikytas
Atsiliepimai	Naudoja teigiamus atsiliepimus	Atidarykite kilpos konfigūraciją, nėra grįžtamojo ryšio kilpos
Privalumai	Nuoseklūs, triukšmui atsparūs išėjimai	Paprastesnis, mažiau stabilus be papildomų komponentų

Skirtumas tarp „Schmitt“ suaktyvinimo ir buferių

Aspektas	„Schmitt“ trigeris	Buferiai
Pagrindinė operacija	Konvertuoja analoginius signalus į skaitmeninius Išvalyti triukšmingus signalus.	Sustiprina įvesties signalą, kad padidintumėte didesnį Krovia nepakeisdamas savo logikos būsenos.
Išvesties perėjimai	Aštrūs perėjimai dėl histerezės, kuri leidžia galutinį perjungimą.	Tiesioginiai, aštrūs perėjimai, kurie atkartoja įvesties logikos būsena.
Atsakymas į įvesties svyravimus	Reaguojanti;stabilizuoja išėjimus pagal trumpą Dėl histerezės nesvarbūs svyravimai.	Mažiau reaguojanti;tiesiogiai perduoda bet kurį Išėjimo svyravimai.
Paraiškos	Naudojamas signalo kondicionavimui ir idealiai Aplinka su elektros triukšmu	Naudojamas skaitmeninėse grandinėse, kad būtų užtikrintas signalas vientisumas ilgesniuose atstumuose ar didesnėse apkrovos grandinėse.
Jautrumo koregavimas	Reguliuojamas per histerezės plotį;gali būti suderinta su skirtingais triukšmo lygiais.	Paprastai fiksuotas pagal buferio dizainą ir negali būti pakoreguotas.
Slenksčio lygiai	Pasižymi dviem slenkstiniais lygmenimis perjungimui o tai padeda imuniteto triukšmui.	Vieno slenksčio lygis, atitinkantis įvesties logiką lygiai.
Histerezė	Taip, yra histerezė, kuri padeda Stabilizuojančios triukšmingi įvestys.	Ne, trūksta histerezės, todėl jie yra mažiau Veiksminga nuo triukšmo.
Išorinė atskaitos įtampa	Gali būti pritaikytas norint nustatyti perjungimą slenksčiai.	Netaikoma;veikia pagal įvestį įtampa tiesiogiai.
Atsiliepimai	Teigiami atsiliepimai yra naudingi kuriant Histerezės efektas.	Jokio grįžtamojo ryšio mechanizmo;veikia kaip Paprastas signalo stiprintuvas.
Privalumai	Puikiai tinka triukšmingoje aplinkoje;sumažina Signalo plepėjimas ir klaidingas suveikimas.	Paprastas dizainas, nebrangūs ir veiksmingi Išlaikyti signalo amplitudę be skilimo.

CMOS Schmitt Trigger

15 paveikslas: CMOS Schmitt Trigger

CMOS technologija žymiai pagerina „Schmitt“ sukėlėjus, suteikdama jiems galimybę veikti žemesniu energijos lygiu.Šis patobulinimas reikalingas akumuliatoriui valdomiems ir nešiojamiems įrenginiams, kuriuose reikia energijos vartojimo efektyvumo.Naudojant papildomą metalo oksido-semiklaidininko (CMOS) technologiją „Schmitt“ trigeriuose, naudojamas CMOS komponentų mažos statinės energijos sąnaudos.

CMOS technologijos integravimas leidžia „Schmitt“ trigeriams surinkti mažiau energijos ir sumažinti šilumos generavimą, padidina patikimumą ir ilgaamžiškumą.Tai naudinga prietaisams, kuriems reikalingas ilgas eksploatavimo laikas ir minimali techninė priežiūra.CMOS pagrįsti „Schmitt“ sukėlėjai taip pat naudingi technologijos mastelio keitimas ir suderinamumas su kitais šiuolaikiniais puslaidininkių procesais.Tai daro juos plačiai pritaikomus skaitmeninėje ir mišrioje signalo aplinkoje.

„CMOS Schmitt“ suaktyvina tradicinę slenksčio logikos funkcionalumą su pažangiomis mažos galios puslaidininkių technologijomis, todėl jie yra idealūs moderniems elektroninėms programoms.Šios programos svyruoja nuo įterptųjų sistemų į automobilių ir pramonines parametrus iki plataus vartojimo elektronikos, reikalaujančios didelio efektyvumo ir kompaktiško dizaino.Strateginis CMOS technologijos naudojimas sustiprina „Schmitt“ vidinę naudą, pabrėžiant jų kintantį vaidmenį šiuolaikiniame elektroniniame dizaine.

„Schmitt“ sukelia poveikį jutikliams

„Schmitt Trigger Technology“, kuri sumažina triukšmą ir sukuria pastovius signalus, reikalingi šiuolaikinei elektronikai, nes ji pagerina jutiklių tikslumą ir patikimumą.Jis naudojamas temperatūros, garso ir šviesos jutikliuose, norint išfiltruoti nepageidaujamus signalus ir sumažinti klaidingus rodmenis.Nustatęs dešines slenksčius ir nepaisydami mažų įvesties variantų, kol bus peržengta didelė slenkstis, šis metodas pagerina jutiklio našumą, tuo pačiu pašalindamas triukšmą.

„Schmitt“ suaktyvina jutiklio aktyvavimą, įjungia arba išjungia pagal konkrečias sąlygas, taupant galią ir pratęsdamas jutiklio tarnavimo laiką.Jie padidina jutiklio matavimo diapazoną, koreguodami skirtingų signalų slenksčius, leisdami tiksliems matavimams skirtingose ​​aplinkose.„Schmitt“ suaktyvinimo nustatymas apima tinkamų slenksčių pasirinkimą, o kai jie nustatė, jie veikia automatiškai, pateikdami nuoseklius ir tikslius rodmenis be nuolatinio koregavimo.„Schmitt“ suaktyvina jutiklių sistemas, todėl jie yra tikslūs ir patikimi bei naudingi visiems, kurianti ir naudojančius jutiklius šiuolaikinėje elektronikoje.

Schmitt sukeltų privalumų ir trūkumų

Sustiprintas našumas su aukštesnio triukšmo imuniteto

„Schmitt“ suaktyvinimo priemonės yra naudingos tobulinant šiuolaikines elektronines grandines dėl puikaus imuniteto triukšmo.Jie filtruoja nesvarbius signalus ir triukšmą, užtikrindami, kad išėjimas išlieka stabilus ir aiškus.Šio patikimumo reikia tiksliems pritaikymams, užkertant kelią klaidoms ir eksploatavimo netikrumui, kurį sukelia triukšmas.„Schmitt“ suaktyvina sugebėjimą išlaikyti nuoseklų išėjimą skirtingomis sąlygomis, padeda išvengti klaidingo suveikimo.

Universalumas elektroninėse sistemose

„Schmitt“ suaktyvinimo universalumas daro juos plačiai naudojamas įvairiose elektroninėse sistemose.Jie naudojami vaidmenyse, pradedant nuo tikslių virpesių virpesių generavimu iki laiko grandinių iki mažinančių įvesties mechaniniuose jungikliuose.Šis lankstumas daro juos pagrindiniu elektroninio dizaino komponentu, pritaikomu įvairioms funkcijoms.

Projektavimo iššūkiai ir kalibravimo sudėtingumas

Tačiau „Schmitt“ sukelia ir projektavimo iššūkius.Norint nustatyti teisingus signalo perėjimo slenksčius, reikia tiksliai kalibruoti histerezės kreivę.Inžinieriai turi atsargiai pakoreguoti šias slenksčius, kad būtų pusiausvyros reagavimas į stabilumą, o tai gali apsunkinti grandinės dizainą.Norint pasiekti optimalų našumą, reikia kruopštaus derinimo, pridedant sudėtingumą elektroninėms sistemoms.

Didesnė energijos suvartojimas

Dėl papildomų histerezei reikalingų komponentų, tokių kaip grįžtamojo ryšio rezistoriai, „Schmitt“ suaktyvina daugiau galios nei pagrindiniai palyginamieji.Šis didesnis energijos poreikis gali būti energija jautrių programų trūkumas, kai reikalingas efektyvumas.

„Schmitt“ suaktyvinimo programos

„Schmitt“ aktyvikliai yra plačiai prieinami įvairių formų ir pakuočių, kad atitiktų įvairius pramonės ir komercinius poreikius.Elektroninių komponentų rinkoje jie dažnai yra integruoti į tokius įrenginius kaip buferiai ar keitikliai.Tačiau ne visuose tokiuose įrenginiuose naudojama „Schmitt Trigger“ technologija.Pavyzdžiui, 74HC04 šešiabriaunį keitiklį įeina „Schmitt“ trigerio įėjimai, todėl jis yra efektyvus triukšmingomis sąlygomis.Panašiai 4081 keturratis ir vartai pasižymi „Schmitt“ įėjimais, padidinančiais signalo vientisumą.

„Schmitt“ paleidikliai yra tiek DIP (dvigubos linijos pakuotės), tiek SMD („Surface Mount Device“) formos, maitinant skirtingus surinkimo metodus ir projektavimo reikalavimus.Tinkamo paketo pasirinkimas priklauso nuo konkrečių programos poreikių, tokių kaip erdvės apribojimai ir gamybos nuostatos.

„Schmitt“ aktyvikliai yra tinkami įvairiems projektams, pradedant paprasta „pasidaryk pats“ elektronika ir baigiant pažangiomis pramonės sistemomis.Jie pagerina signalo vientisumą ir pagerina elektroninių grandinių veikimą, todėl jiems reikia tiek mėgėjų, tiek profesionalių elektronikos atsargų.

Išvada

„Schmitt“ trigeris yra svarbi elektroninio dizaino dalis, užtikrinanti tikslumą, patikimumą ir universalumą įvairiais tikslais.Tai padeda sumažinti signalo triukšmą ir yra esminė energiją taupančios CMOS technologijos dalis.Nors projektavimas ir kalibravimas „Schmitt“ suaktyvinimo priemonėse gali būti sudėtingas, jų nauda mažinant triukšmą ir stabilumas yra puikus.Jie naudojami daugelyje sričių, pradedant jutiklio signalo kondicionavimu ir baigiant pažangiomis skaitmeninėmis grandinėmis, parodant jų ilgalaikę svarbą ir lankstumą besikeičiančiose technologijose.Jų istorijos, techninių aspektų ir praktinių naudojimo būdų supratimas pabrėžia nuolatinę „Schmitt“ suaktyvinimo svarbą ir jų vaidmenį būsimose elektroninėse naujovėse.

Dažnai užduodami klausimai [DUK]

1. Ką daro „Schmitt“ trigeris?

„Schmitt“ trigeris yra elektroninė grandinė, veikianti kaip signalo įtampos lygio detektorius ir keitiklis.Tai paverčia skirtingus įvesties signalus į stabilius skaitmeninio išvesties signalus.Pagrindinė „Schmitt“ trigerio savybė yra jo histerezė, bruožas, apimantis du skirtingus slenksčio įtampos lygius: vienas pereinant nuo žemos į aukštą (viršutinę slenkstį), o kitas - perėjimas iš aukšto į žemą (apatinė slenkstis).Šis dvigubas slenkstis padeda pašalinti triukšmą ir suteikia švarius, aštrius perėjimus, o tai naudinga stabilizuoti signalus, kurie gali būti triukšmingi ar svyruojantys amplitudės.

2. Kodėl vietoj lygintuvo naudojame „Schmitt“ trigerį?

Nors tiek Schmitt, tiek palyginimai yra naudojami palyginant įtampos lygį, „Schmitt“ aktyvikliams teikiama pirmenybė programoms, kurioms reikalingas didesnis triukšmo imunitetas ir signalo stabilumas.Lyginamasis išveda aukštą ar žemą būseną, priklausomai nuo to, ar įvesties įtampa yra aukščiau, ar mažesnė už vieną slenksčio vertę.Tai gali sukelti greitą išvesties perjungimą, jei įvesties signalas svyruoja aplink slenkstį, ypač jei signalas yra triukšmingas.„Schmitt“ trigeris su dviem skirtingais slenksčio lygiais išvengia šios problemos, nes aiškiai skiriama aukšta ir žemos būsenos net esant signalo triukšmui, taip stabilizuodamas išėjimą.

3. Ar „Schmitt“ trigeris yra keitiklis?

„Schmitt“ trigeris gali būti suprojektuotas kaip keitiklis ar neverteris, atsižvelgiant į poreikį.Pagrindine forma „Schmitt“ suaktyvina aukštą signalą, kai įvesties įtampa nukrenta žemiau apatinės slenksčio ir žemo signalo, kai įėjimas viršija viršutinę slenkstį.Jei jis suprojektuotas kaip apverstas „Schmitt“ trigeris, jis panaikina įvesties logiką, tai reiškia, kad išėjimas yra žemas, kai įvestis yra žemiau apatinės slenksčio ir aukštai, kai virš viršutinės slenksčio.Todėl tai, ar „Schmitt“ trigeris veikia kaip keitiklis, priklauso nuo jo specifinės grandinės konfigūracijos.

4. Kur naudojami „Schmitt“ trigeriai?

„Schmitt“ suaktyvina programas, kurioms reikia švarių skaitmeninių signalų iš triukšmingų ar analoginių įėjimų.They are commonly used for signal conditioning to purify sensor outputs before feeding them into digital circuits, square wave generation in oscillators to produce stable signals from noisy or sinusoidal inputs, debouncing switches to ensure a single output transition despite mechanical bounce, and in communication systems toIšaiškinkite tolimojo nuotolio signalus, kurie galėjo pabloginti ar sukauptą triukšmą.

5. Kokia yra „Schmitt“ trigerio vertė?

„Schmitt“ trigerio vertė yra gebėjimas suteikti signalo stabilumą ir imunitetą triukšmui skaitmeninėse elektroninėse sistemose.Jos dvigubo slenksčio funkcija padeda triukšmingiems ar analoginiams signalams paversti skaitmeniniais, be klaidų, kurias sukelia signalo triukšmas ar trukdžiai.Ši galimybė geriausiai padidina elektroninių sistemų patikimumą ir našumą, ypač aplinkoje, kuriai taikoma dideli elektromagnetiniai trukdžiai.Taigi „Schmitt“ suaktyvinimo priemonės yra būtinos programose, kurioms reikalingas patikimas skaitmeninio signalo apdorojimas.