Disparador Schmitt:circuitos, trabajo y aplicaciones

Schmitt Trigger, conocido inicialmente como el disparador termoiónico, existe desde hace décadas. Hasta ahora, ha contribuido a los avances tecnológicos que cambian la vida, como el seguimiento de la conmutación entre dos estados de voltaje. Es un comparador o amplificador diferencial que tiene una histéresis adicional para ofrecer inmunidad al ruido. Pero incluso sin la histéresis, solo puede actuar como un comparador que produce pulsos digitales limpios.

Hoy, diseñaremos un circuito disparador Schmitt y luego explicaremos cómo funciona. Además, destacaremos varias áreas en las que puede aplicar el circuito de activación de Schmitt.

1.¿Qué es un disparador de Schmitt?

Brevemente, es un comparador regenerativo. Utiliza retroalimentación positiva para implementar voltaje de histéresis o cambiar la entrada sinusoidal a salida de onda cuadrada. A menudo, el voltaje de salida del disparador Schmitt actúa como el voltaje de referencia de las formas de onda de entrada. Funciona para convertir el ruido de su forma de señal de entrada analógica a señal digital.

El disparador Schmitt también puede ser un circuito biestable. El circuito biestable tiene oscilaciones constantes de voltaje de salida alto y bajo una vez que la entrada alcanza el nivel de umbral deseado.

2. Tipos de disparador Schmitt

Sin duda, existen varios Circuitos Integrados lógicos con disparadores Schmitt como uno de los componentes. En nuestro caso, sin embargo, basaremos nuestro interés en el disparador DIY Schmitt que tendremos.

Los tipos incluyen;

• Un disparador Schmitt basado en un amplificador operacional, y
• Un disparador Schmitt basado en transistores.

Una explicación más detallada de los tipos anteriores se encuentra en el circuito común de disparadores Schmitt.

3.¿Cómo funciona un gatillo Schmitt?

Un disparador Schmitt utiliza un concepto de retroalimentación positiva para lograr su funcionamiento. En otras palabras, tomará una muestra de salida y luego la devolverá a la fuente de entrada. De esta forma, la salida tendrá un refuerzo.

(explicación de retroalimentación positiva).

El refuerzo ayuda a que la salida del comparador se asiente en su estado a voluntad. Además, asegura que el estado sea constante en el nivel estipulado.

4. Circuitos de disparadores Schmitt comunes

Disparador Schmitt usando transistores

Usaremos dos transistores (los componentes esenciales) y otros componentes externos básicos para este circuito disparador Schmitt para configurar el diagrama de bloques.

Funcionamiento del circuito

En primer lugar, T1 no conducirá cuando VIN (voltaje de entrada) esté en 0V. Por otro lado, el Vref (voltaje de referencia) tiene un 1,98 V, lo que permitirá que T2 conduzca.

Más adelante, cuando procedamos al nodo B, podemos tratar el circuito como un divisor de voltaje y luego usar las fórmulas a continuación para calcular el voltaje con los valores de los componentes;

VIN =0V, Vref =5V

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

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

Como hemos señalado, el voltaje de conducción de 1,98 de T2 es bajo. Además, el voltaje base en la terminal del transistor es de 1,28 V, que es más alto que el voltaje de la terminal del emisor del transistor a 0,7 V.

Por lo tanto, aumentar el voltaje de entrada del circuito puede cruzar el valor de T1 y hacer que se conduzca. Posteriormente, conducirá a la caída del voltaje base de T2. Un período de conducción más corto del transistor T2 aumenta el voltaje de salida.

Gatillo Schmitt usando transistores

Luego, el voltaje de entrada del circuito en el voltaje base T1 de la terminal comenzará a rechazarse. En el proceso, el voltaje de la terminal base superará los 0,7 V de la terminal emisora ​​del transistor y luego provocará la desactivación del transistor.

Todo el procedimiento depende de que la corriente del emisor se niegue hasta un punto en el que el transistor encuentre un modo de avance activo. Más tarde, tanto el voltaje base en la terminal de T2 como el voltaje del colector aumentarán.

Sin embargo, a veces habrá poca corriente fluyendo a través de T2, y la corriente es capaz de apagar T1 y hacer caer el voltaje del emisor. En tal circunstancia, reducirá el voltaje de entrada del circuito a aproximadamente 1,3 V para desactivar T1.

Finalmente, tendrá dos voltajes de umbral a 1.3V y 1.9V.

Circuitos disparadores Schmitt basados ​​en amplificadores operativos

Los circuitos disparadores Schmitt basados ​​en Op-Amp tienen dos divisiones principales; la entrada no inversora y los disparadores Schmitt inversores.

Circuito disparador Schmitt inversor

Para la entrada inversora del disparador Schmitt, aplicará el terminal inversor del amplificador operacional (Op-Amp). Además, la salida generada a partir del modo inversor es de polaridad opuesta y deberá aplicarla a un terminal no inversor para obtener una retroalimentación positiva.

Circuito inversor de disparador Schmitt

Explicación y fórmula del circuito de activación Schmitt inversor anterior;

VREF menor que VIN da como resultado una salida del comparador -VSAT. Por el contrario, si -VREF es ligeramente mayor que VIN (más negativo), la salida será VSAT. Por lo tanto, Vo (voltaje de salida del comparador) será -VSAT o VSAT. Pero tendrás que controlar los voltajes de entrada del circuito con R2 o R1 para regular los cambios de estado del circuito.

Valores de -VREF y formulación VREF;

1. V_REF =(VO_O * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

2. V_O =V_SAT , por lo tanto,

3. V_REF =(V_SAT * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

4. -V_REF =(VO_O * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

5. VO_O =-V_SAT por lo tanto,

6. -V_REF =(-V_SAT * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

A veces, encontrará que VREF se denomina Voltaje de umbral superior (VUT), mientras que -VREF es el Voltaje de umbral inferior (VLT).

Circuito de un disparador Schmitt no inversor

En el segundo modo del circuito de disparo Schmitt basado en Op-Amp, aplica el voltaje de entrada del circuito en la terminal de entrada no inversora del amplificador operacional. Luego, la resistencia del emisor R1 permitirá que el voltaje de salida regrese al circuito terminal no inversor.

Circuito disparador Schmitt no inversor

Digamos que el voltaje de salida estaba en VSAT al principio. El voltaje de salida estará en el mismo nivel de saturación siempre que VLT sea más alto que VIN. Si, más tarde, el voltaje de entrada del circuito supera el nivel de voltaje de umbral inferior, el estado de salida cambiará a -VSAT. También puede variar el voltaje de polarización en serie para obtener los valores de voltaje de referencia deseados.

Finalmente, la salida será constante en el estado -VSAT hasta que el voltaje de entrada del circuito se eleve por encima del voltaje de umbral superior.

5.Aplicaciones de disparadores Schmitt

Encontrará el circuito disparador Schmitt en varias aplicaciones, tales como;

• Primero, en el circuito antirrebote del interruptor.
• Luego, puede usar disparadores Schmitt para implementar un oscilador de relajación, especialmente en diseños con una respuesta -ve de bucle cerrado.
• Además, puede usarlos en generadores de funciones y fuentes de alimentación.
• Además, el circuito de activación cambia la onda sinusoidal a onda cuadrada.
• Finalmente, puede incorporarlos en circuitos digitales como acondicionamiento de señales para ayudar a eliminar circuitos de señales.

Resumir

Para resumir, el artículo de hoy brinda una visión detallada de los disparadores Schmitt, su funcionamiento, la estructura básica del circuito y también algunas de sus aplicaciones.

Incluso con la alta eficiencia del gatillo, es mejor tener algunas medidas preventivas como. Conducir un amplificador operacional contra rieles. Habrá más consumo de energía y, por lo tanto, necesitará una fuente de alta potencia. A pesar de la limitación, eliminará las señales ruidosas y reducirá el número de transiciones de salida múltiples.

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