¿Qué es exactamente un disparador Schmitt y su aplicación?

La mayoría de los dispositivos tienen un punto de ajuste que es el mismo para una señal ascendente que para una señal fallida. Para señales que tienen tiempos de subida rápidos, esto no es un problema, pero para señales que tienen tiempos de subida muy lentos, o son ruidosas, pueden hacer que la salida del dispositivo oscile de un lado a otro de apagado a encendido y viceversa debido a la señal flotando a la derecha en el punto de ajuste.

Entonces, un disparador Schmitt es un dispositivo (o la parte de entrada de un dispositivo) que tiene umbrales separados para una señal ascendente y una señal fallida. Obviamente, el umbral para el primero es más alto.

En este diagrama, se muestran dos bandas. El superior representa el punto de ajuste alto y la banda baja representa el punto de ajuste bajo. Se muestran como bandas ya que habrá cierta tolerancia en la especificación. La diferencia entre la parte inferior de la banda alta y la parte superior superior de la banda baja es la histéresis del dispositivo.

Como se mencionó anteriormente, los disparadores Schmidt se pueden usar para señales que cambian lentamente o ruidosas. Estos son algunos ejemplos de lugares donde se pueden usar disparadores Schmitt:

Hay muchas formas de comprar o construir disparadores Schmidt. Hay muchos circuitos integrados lógicos que incluyen disparadores Schmitt en sus entradas, como el 74HCT132 , pero tiene umbrales fijos. También puede construir uno usando transistores discretos, pero lo más fácil es usar un amplificador operacional ya que los únicos componentes adicionales necesarios para sumar la histéresis son resistencias:

A diferencia de muchos esquemas de activación de Schmitt que se encuentran en la web, este usa un amplificador operacional con un solo suministro. Los umbrales de tensión$V_{\text{high}}$y$V_{\text{low}}$se configuran usando una combinación de las resistencias divisoras de voltaje$R_1/R_2$y la resistencia de realimentación$R_{\text{FB}}$:

$$R_{1\text{FB}} = \frac{(R_1 \times R_{\text{FB}})}{(R1 + R_{\text{FB}})}$$

$$V_{\text{high}} = \frac{(V \times R_2)}{(R_2 + R_{1\text{FB}})}$$

$$R_{2\text{FB}} = \frac{(R_2 \times R_{\text{FB}})}{(R_2 + R_{\text{FB}})}$$

$$V_{\text{low}} = \frac{(V \times R_{2\text{FB}})}{(R_1 + R_{2\text{FB}})}$$

Hay una buena calculadora de disparador Schmitt que facilita calcular los valores de resistencia que necesita.

El Schmitt Trigger es un comparador con histéresis incorporada. Un comparador normal tendrá su salida dependiendo de la entrada comparada con un punto de referencia. Emite un 1 si la entrada es superior al punto de ajuste y emite un 0 si la entrada es inferior al punto de ajuste. Esto está bien para muchas aplicaciones, pero si la entrada transiciona lentamente y tiene un poco de ruido, habrá un pequeño período de tiempo en el que la entrada "vibrará" alrededor del punto de ajuste, lo que hará que la salida del comparador cambie. atrás y cuarto entre alto y bajo con mucha frecuencia.

Un disparador Schmitt intenta resolver este estado nebuloso en el que la entrada está rondando el punto de ajuste agregando histéresis. Esto significa que ahora hay dos puntos de ajuste, uno desde el lado bajo y otro desde el lado alto. Digamos, por ejemplo, que el punto de ajuste del lado bajo es de 2,0 V y el disparador del lado alto es de 1,5 V. Si la entrada comienza a aumentar, tan pronto como la entrada (con ruido) llegue a 2,0 V, cambiará la salida a a 1. Luego permanecerá en 1 hasta que la entrada vuelva a caer a 1,5 V. Esta área entre 1,5 V y 2,0 V evita la conmutación habilitada por ruido y crea una salida más esperada del disparador Schmitt.

La histéresis de un disparador Schmitt se puede usar para algunas cosas, siendo un par de aplicaciones la creación de un temporizador (creación de señal de reloj simple) o la eliminación de rebotes de un interruptor. El temporizador se puede hacer agregando un RC a la salida y devolviendo esa señal a la entrada. El antirrebote simple se puede hacer enviando la entrada del interruptor a la entrada del Schmitt Trigger y tomando la salida.

Un circuito disparador Schmitt es similar a un amplificador no inversor, excepto que la diferencia importante es que la entrada se aplica a la terminal inversora del amplificador operacional, en lugar de la terminal de entrada no inversora, y que la retroalimentación de la salida se conecta a la terminal no inversora. -entrada inversora.

Un disparador Schmitt es una aplicación de comparación que cambia la salida de un nivel a otro nivel. La clave es la retroalimentación positiva para proporcionar la histéresis.