施密特触发器适应自己的阈值来自深圳嘉立创网站:http://www.sz-jlc.tv
n 1938年,《华尔街日报》发表的科学仪器的细节比较器电路,缓慢变化的输入信号转换为一个输出电压的突然改变。基于cross-coupled热电子阀门、电路是由美国科学家o·h·施密特。从那时起,施密特触发器已经成为一个主要构建块在很多信号处理电路。磁滞-上下电压阈值之间的差别是固有的施密特触发器的操作。电路提供了输入信号穿过这两个阈值,将拒绝噪声输入信号中包含的同时会产生一个矩形输出信号频率作为输入。
你是否使用晶体管,实现一个施密特触发器放大器,比较器,你需要确定需要多少滞后和阈值电压。这通常是一个简单的过程如果你知道输入信号和噪声的振幅可能包含。然而,如果这些参数变量或很大程度上是未知的,设置阈值,产生可靠的触发可以棘手:太多的滞后可以防止输入信号跨越一个或两个阈值;磁滞太少会导致假触发如果输入信号有大量噪声的内容。
设计思路如图1所示解决这些问题通过实现一个自动调整电路触发阈值,以适应输入信号的振幅。比较器IC1A一起模拟开关IC2B和电容C1形成一个积极的峰值检波器。当输入信号高于电压比较器的反相输入存储在C1,比较器输出高导致IC2B开关进入位置示意图所示。探测器现在样本输入信号并存储在C1。当输入信号的电压低于C1,开关状态变化,VU存储在C1是一个直流电压水平上对应输入信号的峰值。
施密特触发器适应自己的阈值
图1所示。自适应施密特触发器。
比较器IC1B,模拟开关IC2C和电容C2形成一个负峰值检波器。这个操作一样积极的峰值检波器上面所描述的那样,而是采样信号的负峰,这样重要的存储在C2是一个直流电压水平低槽值对应的输入信号。
电阻网络由R1、R2和R3提供放电路径采样电容上的电荷存储和设置上、下阈值电压,分别VTU和VTL,最后比较器IC4A。选择电阻的值,这样VTU只是略低于VU,和VTL只是略大于六世。如果我们组R1等于R3,电压差的百分比是由:
图所示的值,VTU 5%小于VU,VTL 5%大于六世。通过这种方式,阈值不断调整跟踪输入信号幅度和直流的水平。例如,1 V最大峰值信号骑在直流2 V(即水平。VU = 2.5 V和六世= 1.5 V)会产生阈值VTU = 2.45 V和VTL = 1.55 V可以看出的滞后电压VH
(在这个例子中0.9 V)总是稍小于输入信号的最大峰值振幅。
阈值电压由美联储前缓冲IC2A模拟开关。理解电路的工作原理,最后一部分假设IC2A是图中所示的状态中,阈值电压VTU送至比较器的反相输入,而输入信号比较器的非反相输入上升高于它的负峰。数字输出信号,电压输出,目前处于低水平。时输入信号穿过VTU,比较器输出立即高导致IC2A改变状态和饲料VTL比较器的反相输入。这种积极的反馈——施密特触发器的典型行为,确保快速、干净的数字输出信号的切换。缓冲区IC3A和IC3B是必要的(特别是在高频率),以防止寄生电容在IC4A反相输入从畸变引入VTU VTL当IC2A变化状态。
图2和图3中的波形图显示的性能测试电路使用比较器IC1 IC4 = TLC3702和运算放大器IC3 = TLC2272。这些相当极端的例子说明了电路处理广泛不同的输入信号的能力。
在图2中,源信号是一个500 Hz sinewave 1.56 V p p 100 kHz sinewave调制的2.88 V p p,导致复合信号约4.4 V p p骑在2.5 V的直流水平尽管“噪音”振幅几乎两倍源振幅,电路的输出开关源频率和干净是完全受高频调制的影响。
图3显示了电路对非常小的输入信号的反应。这里,源信号是约30 100 kHz sinewave mV p p骑在直流400 mV的水平。开关的输入信号峰值的出现(由于不那么完美的试验板布局)导致一些抖动输出信号。请注意,图2中的输入信号超过一百倍,如图3所示。事实上,提供了输入信号仍然是共模的范围内比较器和缓冲(在这种情况下,在0到4 V),电路可以处理不同的信号振幅随两个数量级。AC耦合只需要输入共模信号的直流水平超出了范围。
施密特触发器适应自己的阈值施密特触发器适应阈值
图2。500赫兹的信号调制“噪音”。图3。低振幅的输入。
你应该选择C1和C2适合预期的频率范围。值约100 nF适合频率高于300赫兹左右。低于这个水平,采样电容应该增加,防止过度的衰变波纹出现在VU和六世。的TLC3702比较器工作在100 kHz,但除了这个级别你可能需要更快的设备。
注意,正峰值检波器样本输入信号时,电容C1从输入需要大口收费;相关的电流流从输入有限只有IC2B的导通电阻。相同的过程发生在C2和IC2C负峰。如果输入源阻抗显著,这些电流脉冲产生的输入信号峰值从而导致不稳定导致。因此,它可能需要缓冲的输入信号来避免这些问题。
所有触发应用电路不是灵丹妙药,但是它应该证明有用的情况下,传统的固定阈值施密特触发器并不合适。如果不是因为我缺乏鲁莽,可能导致混乱,我建议称之为史密斯触发。
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