Uit Wikibooks

[bewerken] De Schmitt Trigger

De Schmitt Trigger is niets anders dan een comparator met een hysteresis functionaliteit (geheugenfunctionaliteit) in aanwezig. In schemavorm ziet deze er alsvolgt uit:

Omwille van de hysteresis werkt deze schakeling beter dan de comparator omdat deze zich stabieler zal gedragen indien het te meten signaal zich rond de referentiespanning bevindt die aangelegd is aan de andere ingang. Praktisch wil deze hysteresis zeggen dat de grenswaarde waarbij van de negatieve naar de positieve uitgang overgeschakeld wordt verschillend is dan de grenswaarde waarbij van de positieve naar de negatieve utigang overgeschakeld wordt. De afstand tussen deze twee grenswaarden dient voor goed te werken groter te zijn dan de peak-to-peak grootte van de ruis die men zo wenst op te vangen. Bemerk dat hier duidelijk werking is van meekoppeling, er is een feedback naar V₊ waardoor de opamp richting zijn positieve of negatieve saturatiespanning gedwongen wordt.

De transferkarakteristiek wordt bepaald door de twee schakelpunten V_UTP en V_LTP, (lower threshold point en upper threshold point).

Omwille van de ideale opamp kan verondersteld worden dat V ₊ virtueel massa is. Hieruit volgt dat:

I_R1 = I_R2

Of volgens Ohm:

Eens de virtuele massa van R₂ in rekening gebracht is volgt hieruit dat:

Hierbij houden we er rekening dat V_out V_{S +} of V_{S −} is. Indien de opamp symmetrisch gevoed is, zullen de schakelpunt symmetrisch rond de 0 Volt liggen op

en

De hysteresis zal er alsvolgt uitzien, hierbij is M gelijk aan V_S en T gelijk aan V_HTP:

Alternatieve schema's zijn mogelijk waar het ingangssignaal rechstreeks op V ₋ aangelegd wordt, en waar V_in vervangen wordt door een referentiespanning. Op deze manier kunnen ook Schmitt triggers gemaakt worden die niet symmetrisch zijn rond 0 V. Bemerk dan wel dat de uitgangskarakeristiek geïnverteerd wordt, daar de sturing gebeurt op V_-

[bewerken] Hysterisis

Volgende afbeelding toont het verschil tussen een comparator met en zonder hysteresis functie. De bovenste grafiek geeft het ingangssignaal weer. Hierbij is de horizontale rode lijn het schakelpunt van de comparator en A de uitgang van de comparator schakeling (in dit geval is de negatieve saturatiespanning niet negatief, maar dat is geen strikte vereiste in se). De twee groene horizontale lijnen zijn de boven en ondergrenzen voor de Schmitt trigger (UTP en LTP) terwijl B de uitgang van de Schmitt trigger is. Het is duidelijk dat hier een aantal false positives weggefilterd zijn. Bemerk wel dat B in tijd na-ijlt ten opzichte van A, dit is te wijten aan het feit dat de UTP hoger ligt dan de comparator referentiespanning en het dus iets langer duurt om dit punt te bereiken, idem voor de LTP natuurlijk.

In schemavorm wordt ook volgend symbool vaak gebruikt om aan te geven dat een Schmitt trigger gebruikt wordt:

[bewerken] Opgaven