Реле времени на триггере шмидта: Схема простого реле времени на триггере Шмитта из двух транзисторов

Схема простого реле времени на триггере Шмитта из двух транзисторов

Простейшее реле времени можно собрать всего на одном транзисторе:

После подачи питания на схему конденсатор начинает заряжаться через резистор и когда напряжение на нем достигнет примерно 0,6В транзистор откроется. Нам нужно получить в нагрузке ток около 10мА. Из напряжения питания вычитаем падение напряжения на светодиоде(~2,5В) и напряжение насыщения коллектор-эмиттер(~0,1В), делим полученное напряжение на сопротивление резистора R2(1кОм) и получаем ток 9,4мА. Полученный ток делим на минимальное значение коэффициента передачи тока для C1815Y (120) и получаем минимальный базовый ток 78мкА. Теперь от напряжения питания отнимаем падение напряжения на переходе база-эмиттер, делим полученное напряжение на минимальный ток базы и находим максимальное сопротивление резистора R1. Получилось 146кОм. Возьмем меньшее значение — 130кОм. Теперь нужно подобрать конденсатор под нужное время задержки. Я взял самый большой что у меня был — 4700мкФ. С ним задержка получилась около 25 секунд. Светодиод начинает плавно зажигаться при напряжении на конденсаторе 0,4В и достигает максимальной яркости при напряжении 0,7В. Напряжение на конденсаторе удерживается на уровне 0,7В, почти весь ток резистора R1 течет через базу транзистора.

Существенно увеличить время задержки можно применив пороговое устройство, например триггер Шмитта.

Постоянная времени заряда конденсатора, равная произведению емкости и сопротивления, показывает время, через которое конденсатор зарядится до 63% от напряжения питания. Поэтому для удобства расчета времени порог срабатывания триггера также выбирается в 63% от напряжения питания. Если еще взять времязадающий резистор в 1МОм, то время работы реле в секундах станет примерно равно емкости выбранного конденсатора в микрофарадах.

Напряжение на конденсаторе через время t определяется по формуле:

U = Uc + (U — Uc) * (1 — e ( — t / (R * C) ))

где:

• Uc — начальное напряжение на конденсаторе;
• U — напряжение питания;
• e — математическая константа, примерно равная 2,718;
• t — время в секундах;
• R — сопротивление в Омах;
• C — емкость в Фарадах;

Нас интересует время, через которое напряжение на конденсаторе станет равным порогу срабатывания триггера. R и C известны, остается найти время:

t = — ln (1 – Uc/Uпит) * RC

При напряжении питания 12В, пороге срабатывания 8В, конденсаторе 3300мкФ и сопротивлении 6,7Мом время разряда:

t = — ln (1 – 8/12) * 6700000 * 0.0033 = 1,0985 * 6700000 * 0.0033 = 24289с ~ 6,74ч

Время горения светодиода при указанных на схеме номиналах примерно совпало с расчетным и составило 6,5 часов. Следует иметь в виду, что подключенный к конденсатору вольтметр может увеличить время его заряда. Для быстрой проверки порогов срабатывания можно добавить резистор 2-10кОм к плюсу конденсатора, и соединять его с общим проводом или с питанием для быстрого разряда/заряда. Если нужна задержка более 6-ти часов лучше воспользоваться цифровым способом отсчета времени.

После подачи питания светодиод зажигается, транзистор Q1 закрыт, так как почти весь ток резистора R1 протекает через разряженный конденсатор. По мере заряда конденсатора ток через него уменьшается а ток базы транзистора Q1, наоборот увеличивается. Как только напряжение на конденсаторе станет равным порогу переключения триггер переключиться: Q1 откроется, а Q2 закроется, светодиод погаснет. Конденсатор довольно быстро разрядится через резистор R4. Чтобы перезапустить реле достаточно чтобы напряжение на конденсаторе снизилось всего на 3-4мВ. Тут возникают опасения что реле может самопроизвольно включиться после отработки, ведь электролитические конденсаторы не обладают особой стабильностью параметров. Тестировал пока в комнатных условиях: за 10 часов ложных срабатываний не было. Скоро протестирую ее в реальных условиях в теплице, где будут значительные колебания температуры.

Триггеры на транзисторах (шмитта) и реле (на логических элементах)

Всем доброго времени суток. В прошлой статье я рассказывал о симметричных триггерах – RS- и T-триггерах. Сегодняшняя моя статья познакомит вас с ещё одной разновидностью триггеров – несимметричный триггер, который имеет более известное название – триггер Шмитта.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

О триггерах Шмитта в интегральном исполнении я уже рассказывал в одной из предыдущих статей. Давайте вспомним чем, прежде всего, характеризуется данный тип триггера. Как мы помним из предыдущей статьи триггеры характеризуются несколькими устойчивыми состояниями.

Так вот в триггере Шмитта переход из одного устойчивого состояния в другое осуществляется только при определённых значениях входного напряжения, которые называются уровнями срабатывания триггера или просто пороговыми уровнями.

Таким образом, можно сказать, что несимметричный триггер имеет гистерезисный характер передаточной характеристики.

Передаточная характеристика триггера Шмитта.

Принцип работы триггера Шмитта

В идеальном случае передаточная характеристика триггера Шмитта имеет вид изображённый на рисунке выше. В случае если входное напряжение триггера не превышает напряжение срабатывания U1 (UВХ

Когда же напряжение на входе превысит порог срабатывания (UBX > U1), то триггер моментально перейдёт в другое устойчивое состояние и напряжение на выходе станет равным рабочему напряжению триггера Е1 (UВЫХ = Е1).

После этого напряжение на входе может изменяться в некоторых пределах, но на выходе останется постоянным и равным рабочему напряжению Е1.

Чтобы вернуть триггер Шмитта в исходное состояние, необходимо, чтобы напряжение на входе уменьшилось до некоторого уровня, называемого порогом отпускания триггера. Как только напряжение на входе уменьшится до некоторого уровня напряжения U2 (UВХ

Величины напряжений пороговых уровней срабатывания и отпускания триггера полностью определяются элементами электронной схемы данного типа триггера.

Как правило, в настоящее время триггеры Шмитта изготавливаются в интегральном исполнении, параметры которого удовлетворяют в большинстве случаев. Но в некоторых случаях имеет место изготовление данного типа триггеров и в дискретном исполнении, например, в экспериментальной или высоковольтной отраслях. Давайте рассмотрим схему триггера Шмитта в дискретном исполнении на транзисторах.

Схема триггера Шмитта на транзисторах и принцип её работы

Схема триггера Шмитта представлена на изображении ниже.

Триггер Шмитта или несимметричный триггер имеет схожую структуру с симметричным триггером, отличие между ними заключается в том, что одна из коллекторно-базовой цепи симметричного триггера заменена на общую эмиттерную связь. В результате коллектор транзистора VT2 не связан с базовой цепью VT1 и нагрузка, подключённая к коллектору VT2, мало влияет на работу триггера.

Схема триггера Шмитта на биполярных транзисторах.

• В общем случае несимметричный триггер или триггер Шмитта состоит из следующих элементов: транзисторы VT1 и VT2, имеющие гальваническую связь между собой и через резистор R5 присоединены к общей шине питания; резисторы R1 и R2, обеспечивающие режим работы транзистора VT1 и исходное состояние схемы в целом; резисторы R3 и R7, являющиеся коллекторными нагрузками транзисторов VT1 и VT2 соответственно; резисторы R4 и R6, которые образуют делитель напряжения, тем самым определяя необходимые пороги срабатывания триггера; конденсатор C1, служащий для ускорения переключения триггера.

Временные диаграммы входных и выходных напряжений триггера Шмитта (несимметричный триггер).

Рассмотрим принцип работы триггера Шмитта по его временным диаграммам изображенным выше. При подключении источника питания к триггеру, он переходит в исходное состояние, при котором транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 открыт. В этом случае на выходе триггера присутствует некоторое напряжение Uэ, которое зависит от элементов обвязки транзистора VT2

1. В случае, когда входное напряжение превысит порог срабатывания, транзистор VT1 откроется, а VT2 соответственно закроется и напряжение на выходе триггера резко возрастёт до значения примерно равному напряжению источника питания.

Как я уже писал выше, триггер Шмитта имеет два уровня напряжения (пороги срабатывания), разность между которыми называется шириной петли гистерезиса.

Ширина петли гистерезиса зависит от величины резистора, а порог срабатывания триггера от соотношения делителя напряжения, который образуется резисторами R4 и R6.

Вследствие чего большой проблемой является отдельная регулировка, как ширины петли гистерезиса, так и порогов срабатывания триггера.

Триггер Шмитта с независимой регулировкой гистерезиса и уровней срабатывания

Для осуществления независимой регулировки параметров триггера Шмитта между транзисторами VT1 и VT2 включается буферный элемент (очень часто эмиттерный повторитель). В результате этого уменьшается влияние резистора R3 на делитель напряжения R4R6, а также повышается чувствительность схемы в целом.

Схема триггера Шмитта с буферным элементом.

Расчёт триггера Шмитта

Исходные данные: амплитуда импульсов Um = 10 В, максимальный выходной ток триггера Im = 10 мА, напряжение срабатывания триггера U1 = 5 В, напряжение отпускания триггера U2 = 3 В, частота следования импульсов fm = 5 МГц, длительность фронта и среза импульсов tf = ts ≤ 10 нс.

1. Определение напряжения источника питания
2. Выбор транзистора. Транзистор должен соответствовать следующим условиямДанным параметрам соответствует транзистор КТ315Д со следующими характеристиками:
3. Определяем сопротивление коллекторных резисторов R3 и R7 транзистора VT1 и VT2.
4. Вычисляем сопротивление резистора R5 в эмиттерных цепях транзисторов.
5. Находим сопротивления резисторов R4 и R6. Для этого введём коэффициент пропорциональности λ, между резисторами.Сопротивление резистора R4 вычислим по следующей формулеТогда сопротивление резистора R6 будет равно
6. Определяем сопротивление резисторов R2.
7. Определяем сопротивление резистора R1.
8. Вычисляем значение ёмкости ускоряющего конденсатора С1.

Выполненный расчёт является предварительным, так как из-за разброса параметров элементов схемы возможны некоторые отклонения от заданных условий схемы. После выбора номиналов элементов необходимо провести прямой проверочный расчёт пороговых уровней напряжения U1 и U2 по следующим формулам

Прямой проверочный расчёт важен, в случае если ширина петли гистерезиса (U2 – U1) находится в пределах нескольких долей вольта.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Источник: https://www.electronicsblog.ru/impulsnaya-texnika/trigger-shmitta-na-tranzistorax.html

Логические элементы — триггеры, и другие.

Принцип работы электронного триггера.

Слово триггер(trigger), по английски означает — спусковой крючок. Функция триггера — мгновенное переключение из одного устойчивого состояние в другое, под действием внешнего, управляющего фактора.

Существуют пневматические, механические и релейные схемы триггеров. Но электронные схемы, по надежности и самое главное — быстродействию, безусловно,вне конкуренции. Электронная схема триггера состоит из двух усилительных каскадов и по своей сути, является одной из разновидностий мультивибратора.

Выход каждого из каскадов подключен к входу другого, но не через конденсаторы, как в обычном симметричном мультивибраторе а через резисторы. Номиналы этих резисторов подобраны так, что каскад с полностью открытым транзистором, уверенно запирает транзистор другого каскада. Если подать на триггер питающее напряжение, то оба каскада начинают «бороться» между собой, пытаясь закрыть друг-друга.

Как бы не были транзисторы близки по характеристикам, один из них(присвоим ему номер1) обязательно окажется
«сильнее» и закроет другой (для удобства обозначим его как номер 2)
Все происходит очень быстро, выглядит так, что транзистор 1 мгновенно оказывается открытым, а другой (2) закрытым. В таком состоянии триггер может находиться очень долго. Можно назвать его — 1-м устойчивым состоянием.

Если подать на вход закрытого каскада(2) имульс напряжения, достаточный, что бы его открыть на короткое время, то открывшись он «запрет» каскад 1, пребывающий до этого момента в открытом состоянии. Закрывшись, каскад 1 перестает запирать каскад 2, и тот так и останется открытым. Таким образом, каскады поменяются местами, триггер окажется во 2-м устойчивом состоянии.

В таком состоянии он может находиться очень долго, если не подать открывающий импульс, на закрытый каскад 1. Каскад 1 открываясь, запрет каскад 2 и триггер вернется в первоначальное состояние(1). Получается, что наш триггер имеет два устойчивых состояния и два управляющих входа, подав на которые импульсы достаточной амплитуды, можно эти состояния менять.

Из триггера с двумя входами легко можно сделать счетный триггер с одним входом. Для этого два входа объеденим с помощью двух диодов. Диоды здесь необходимы для гальванической развязки.

Когда на полученный таким образом общий вход подается открывающий импульс, происходит открывание запертого транзистора, вследствии чего происходит переключение триггера из одного устойчивого состояния в другое. Следующий импульс возвращает триггер в прежднее состояние.

У счетного триггера, также должен быть и выход. Выход можно вывести с коллектора любого из транзисторов. В итоге, получается что на каждые два импульса поступившие на вход, мы получаем один импульс на выходе. Происходит деление любого числа поступивших импульсов на два.

Двоичная система исчисления, представляется наиболее оптимальной для цифровых электронных устройств, оперирующих информацией с помощью двух состояний уровня сигнала. Высокого — соответствующего еденице, и низкого — соответствующему нолю.

Если соединить несколько счетных триггеров последовательно — получается устройство, ведущee счет в двоичном режиме исчисления(последовательный счетчик). Каждый последующий триггер, служит здесь двоичным разрядом. Разряд в двоичной системе, может иметь только два значения — 0 и 1.

Условимся, что состояние каждого триггера(0 или1)будет определятся состоянием его правого каскада. Для наглядности, пусть индикация состояний будет производиться с помощью лампочек, включенных в качестве коллекторной нагрузки.

Представим, что на вход расположенный с левой стороны поступило пять импульсов — пять едениц.

Обозначения различных разновидностей триггеров

На электронных схемах принято графическое обозначение триггеров и других элементов логики, в виде условных прямоугольников с входами и выходами.

R — S триггеры

R — S триггер это самая простая схема, с описании ее работы как раз, и начинается эта страница. Она имеет два входа R (reset)- установки в состояние 0 и S(set) — установки в состояние 1. Выходов тоже два, но основным считается выход-Q.

D — триггеры.

Для использования триггеров в реальных счетных устройствах, необходимо иметь возможность дополнительного управления их состояниями — предустановки, обнуления, активации с помощью счетного тактового импульса. Что бы осуществить эту операцию в схему счетного триггера добавляется еще три входа.

PRESET(PR) — восстанавливает на выходе триггера состояние 1, а СLEAR(CL) — состояние 0.
С помощью тактового входа Т осуществляется общая синхронизация триггера, относительно других элементов схемы счетного устройства.

Импульс поступающий на счетный вход D меняет состояние триггера, только при наличии 1 на тактовом входе.

J-K — триггер

Это наиболее универсальная разновидность триггера — «на все случаи жизни.» Такой триггер имеет целых два тактовых входа -J и K, прямыми входами являются PR и CLR. Так же, имеется счетный вход -CLOCK(CK) и два выхода, как и у других прочих подобных устройств.

В настоящее время применяются электронные триггеры, в основном — в интегральном исполнении(микросхемы)

Процессы, необходимые для функционирования любых технологических устройств ( в т. ч. и ПК) можно реализовать с помощью ограниченного набора логических элементов.

Буфер

Буфер, представляет из себя усилитель тока, служащий для согласования различных логических вентилей, в особенности имеющих в своей основе разную элементную базу (ттл или КМОП).

Инвертор

Элемент, служащий для инвертирования поступающих сигналов — логическая еденица превращается в ноль, и наоборот.

Логическая схема И

И — элемент логического умножения. Еденица (высокий уровень напряжения) на выходе, появляется только в случае присутствия едениц, на обоих входах, одновременно.

Пример применения элемента И в реальном техническом устройстве: По тех. заданию, механический пресс должен срабатывать, только при одновременном нажатии двух кнопок, разнесенных на некоторое расстояние. Смысл тех.

задания заключается в том, что бы обе руки оператора были заняты на момент хода пресса, что исключило бы возможность случайного травмирования конечности.

Это может быть реализовано как раз, с помощью логического элемента И.

Логическая схема И — НЕ

И-НЕ — наиболее часто используемый элемент. Он состоит из логических вентилей И и НЕ, подключенных последовательно.

Пример применения элемента И-НЕ в реальном техническом устройстве: По тех. заданию, ход стационарной транспортной платформы, управляемой электродвигателем, должен ограничиваться, нажатием путевых конечных выключателей — правого или левого.

Как видите, применение электронных элементов логики для выполнения простейших схематических решений нецелесообразно. Более сложные, многоходовые операции — циклы, другое дело. Применение аппаратных(непрограммируемых) контроллеров на основе электронных логических элементов, в оборудовании довольно частое явление.

Логическая схема ИЛИ

ИЛИ — схема логического сложения. Логическая еденица на выходе, появляется в случае присутствия высокого уровня(еденицы) на любом из входов.

Логическая схема ИЛИ — НЕ

ИЛИ — НЕ состоит из логических элементов ИЛИ и НЕ, подключеных последовательно. Соответственно, НЕ инвертирует значения на выходе ИЛИ.

Логическая схема исключающее ИЛИ

Этот вентиль выдает на выходе логическую еденицу, если на одном из входов — еденица, а на другом, ноль. Если на входах присутствуют одинаковые значения — на выходе ноль.

Триггер Шмитта(Шмидта)

Триггер Шмитта выдает импульс правильной формы, при сигнале произвольной формы на входе. Применяется для преобразования медленно меняющихся сигналов в импульсы, с четко очерчеными краями.

1. На главную страницу

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

Источник: https://elektrikaetoprosto.ru/digit.html

Триггер Шмидта. Подробное описание нессиметричного триггера

Слово trigger, в переводе на русский, значит, спусковой крючок. Функциональность устройства заключается в быстром переходе из одного устойчивого состояния в другое под внешним воздействием.

Большинство подобных устройств имеют заданное одинаковое значение для нарастающего сигнала. Для быстрорастущих сигналов – это не проблема. Но для сигналов, которые имеют очень медленное нарастание (шумовые, например) – колебания назад и вперед из положения off в on и обратно могут вывести из строя прибор. Триггеры Шмитта применимы для медленно изменяющихся сигналов или шума.

Это решение для случаев, когда сигнал на входе колеблется вокруг заданной точки. Схема для получения петли гистерезиса – это значит, что есть два набора точек, одни на низкой стороне, другие на высокой.

Допустим, что на стороне низкого заданное значение составляет 2,0 В, а на стороне высокого – 1,5 В. Как только нарастающий входной сигнал (шум) попадает в точку 2.0 В, триггер переключит выход на 1.

И сигнал на выходе останется на 1 до тех пор, пока входной сигнал не упадёт обратно до 1,5 В. В зоне от 1,5 и 2.0 В сигнал не переключается.

Самым простым примером применения является однополюсный двухпозиционный тумблер.

Перемещением рычага вправо соединяются выступы в центре. Цифровые схемы работают на 1 и 0 (вкл. и выкл.) Серединных значений при этом нет.

Схемы триггеров Шмитта

Существует много схем, в которых необходимо включение элементов, имеющих фиксированные пороги на входе. Можно применять дискретные транзисторы, а также операционный усилитель (ОУ) с дополнительными компонентами, способствующими созданию петли гистерезиса.

На схеме изображено как устройство формирует импульс правильной конфигурации, при произвольном входном сигнале. Подобная схема применяется для преобразования медленно изменяющихся сигналов в импульсы с чётко очерченными краями. Это выполняется и на нескольких устройствах, и на одном ОУ.

Схема триггера Шмитта на транзисторах

Для несимметричного триггера характерно несколько устойчивых состояний, когда переход из одного в другое происходит лишь при пороговых уровнях. Поэтому для такого триггера характерна гистерезисная передаточная характеристика. В нижеприведённой схеме использованы биполярные транзисторы.

На данном чертеже показано, что триггер Шмитта включает в себя транзисторы VT1 и VT2, гальванически связанные между собой посредством резистора R5. Все элементы имеют общую питающую шину. R1 и R2 обеспечивают рабочий режим транзистора VT1. Организован делитель напряжения (два резистора). Конденсатор C1 служит для ускоренного переключения. Временные диаграммы входных и выходных напряжений устройства показаны на рисунке.

При подаче питания к устройству, он переходит в исходное состояние, когда транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт. В таком состоянии на выход устройства поступает некоторое напряжение Uэ, зависящее от элементов обвязки VT2. Имеются два порога срабатывания в триггере Шмитта (эта разность между напряжениями называется шириной петли гистерезиса).

Триггер Шмидта на логике

Это устройство особенное, потому что имеет по одному аналоговому входу и цифровому выходу. Самая простая схема триггера Шмитта основана на цифровых логических элементах, то есть последовательно включенных двух инверторах.

Посредством резистивной обратной связи цифровой сигнал на выходе меняет входное напряжение переключения. Скорости нарастания сигнала на выходе и входе не зависят друг от друга, являясь для данной схемы постоянной величиной (зависящей от быстродействия логических вентилей).

Схема триггера Шмитта, построенная на двух инверторах, изображена ниже.

Добавлена обратная связь, обеспеченная двумя резисторами, способствует быстрому изменению напряжения на выходе схемы при пересечении сигналом порогового напряжения. Соотношение между резисторами влияет на глубину этой связи.

Тот факт, что часть сигнала с выхода схемы поступает на вход, приводит к тому, что вместо одного порога у схемы получается два. Один из них назван порогом срабатывания схемы (когда на выходе устройства формируется уровень «1»).

Второй порог назван порогом отпускания (когда на выходе схемы формируется уровень «0»). Наличие двух порогов дало триггеру Шмитта второе название — схема с гистерезисом.

Положительная обратная связь используется для того, чтобы установить лимит для достижения точки насыщения на выходе и, таким образом, можно изменить синусоидальное напряжение в цифровое.

Как определить низкие и высокие пороговые уровни на входе схемы? Логика определения этих пороговых уровней следующая. Необходимо выбрать верхний порог, который ниже минимального высокого уровня сигнала.

Другими словами, это тот уровень, когда входной сигнал будет превышать каждый импульс на выходе. Аналогичным образом выбирается нижний порог, который соответственно выше низкого уровня сигнала. Разница между верхним и нижним уровнем является гистерезис.

Чем больше гистерезис, тем больше будет восприимчивость схемы к шуму. Также необходимо учесть влияние времени.

На изображении хорошо видны два порога там, где на вход устройства подаётся синусоидальное напряжение.

Генератор на триггере Шмитта

Для построения генераторов применяются инверторы. Посему для обеспечения устойчивых сигнальных волн нужно вывести элемент на участок между «0» и «1». Далее, требуется обеспечить положительную обратную связь посредством конденсаторов.

Ниже изображена схема простейшего генератора импульсов.

Инвертор генерирует сигнал, который заряжает и разряжает конденсатор. Это работает, потому что на выходе инверторов «0» или «1» (низкие или высокие пороговые значения). Представим, что мы смотрим на цепи в какой-то случайный момент времени.

По своей природе, триггера Шмитта на выходе инвертора или 0 В или 5 В (или переход между ними, который мы можем игнорировать). Если на выходе 0 В, а на выходе конденсатора выше, чем на выходе инвертора, конденсатор будет разряжаться через резистор до падения порогового напряжения триггера Шмитта.

Конденсатор разряжается до тех пор, пока на входе инвертора сигнал достаточно низкий. При пересечении порогового значения, цикл начнётся заново.

Ключ, который делает эту работу на «гистерезис» в триггер Шмитта. В основном это означает, что точка поездки инвертора зависит оттого, что мы идем от высокого напряжения или низкого напряжения.

Заключение

Достоинство схем заключается в том, что входное напряжение меняется незначительно, когда выходное изменяется резко к высокому или низкому пороговому значению. Процесс проводится благодаря устройству обратной связи и делителя напряжения.

В чём польза триггера Шмитта? Они весьма востребованы тогда, где на входе присутствуют шумы. Применяется для преобразования входного сигнала в прямоугольные, пренебрегая высокочастотными помехами.

Такая входная цепь осуществляет гистерезис, эффективно фильтрующий различные типы шумов.

Использование устройства будет гарантировать, что на входе цифрового устройства всегда будет либо «один» или «ноль» и ничего между ними.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Архивы

Выберите месяц
Февраль 2020  (4)
Январь 2020  (2)
Декабрь 2019  (4)
Ноябрь 2019  (3)
Октябрь 2019  (2)
Сентябрь 2019  (1)
Август 2019  (3)
Июль 2019  (5)
Июнь 2019  (7)
Май 2019  (5)
Апрель 2019  (9)
Март 2019  (13)
Февраль 2019  (11)
Январь 2019  (13)
Декабрь 2018  (11)
Ноябрь 2018  (15)
Октябрь 2018  (11)
Сентябрь 2018  (5)
Август 2018  (8)
Июль 2018  (3)
Июнь 2018  (6)
Май 2018  (3)
Апрель 2018  (3)
Март 2018  (2)
Февраль 2018  (5)
Январь 2018  (3)
Декабрь 2017  (4)
Ноябрь 2017  (6)
Октябрь 2017  (6)
Сентябрь 2017  (5)
Август 2017  (8)
Июль 2017  (11)
Июнь 2017  (8)
Май 2017  (9)
Апрель 2017  (9)
Март 2017  (5)
Февраль 2017  (15)
Январь 2017  (11)
Декабрь 2016  (13)
Ноябрь 2016  (20)
Октябрь 2016  (13)
Сентябрь 2016  (9)
Август 2016  (13)
Июль 2016  (9)
Июнь 2016  (10)
Май 2016  (13)
Апрель 2016  (11)
Март 2016  (11)
Февраль 2016  (1)
Январь 2016  (6)
Декабрь 2015  (2)
Ноябрь 2015  (4)
Октябрь 2015  (22)
Сентябрь 2015  (9)

Источник: https://elektronchic.ru/elektronika/trigger-shmidta.html

Основы цифровой техники

 материалы в категории

Триггер на логических элементах

Собсна гря про триггеры (в том числе и триггеры на транзисторах) уже вкратце было рассказано в отдельной статье, здесь-же немного по-подробнее и о том как сделать триггер из «подручных» базовых элементов.

Итак:

Триггер — это устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия. Триггер еще можно назвать устройством с обратными связями. На рисунке изображена схема триггера на логических элементах ИЛИ-НЕ.

Такая схема называется асинхронным RS-триггером. Первый (сверху) выход называется прямым, второй — инверсным. Если на оба входа (R и S) подать лог. нули, то состояние выходов определить невозможно. Триггер установится как ему заблагорассудится, т. е. в произвольное состояние.

Допустим, на выходе Q присутствует лог. 1, тогда на выходе не Q (Q с инверсией) обязательно будет лог. 0. И наоборот. Чтобы установить триггер в нулевое состояние (когда на прямом выходе лог. 0, на инверсном — лог. 1) достаточно на вход R подать напряжение высокого уровня.

Если высокий уровень подать на вход S, то это переведет его в состояние 1, или как говорят, в единичное состояние (на прямом выходе лог. 1, на инверсном — лог. 0).

И в том, и в другом случаях напряжение соответствующего уровня может быть очень коротким импульсом — на грани физического быстродействия микросхемы.

То есть, триггер обладает двумя устойчивыми состояниями, причем эти состояния зависят от ранее воздействующих сигналов, что позволяет сделать следующий вывод —триггер является простейшим элементом памяти. Буквы R и S по-буржуйски set — установка, reset — сброс (предустановка). На рис. 2 RS-триггер показан в «микросхемном исполнении».

RS-триггер можно соорудить и на элементах И-НЕ, как показано на рисунке 3. Такая конструкция встречается тоже довольно часто:

Принцип работы такой же, как у триггера на элементах ИЛИ-НЕ, за исключением инверсии управляющих сигналов, т. е. установка и сброс триггера производится не лог. 1, а лог. 0.

Другими словами, входы такого триггера инверсные. В описанных триггерах изменение состояния происходит сразу после изменения состояния на входах R и S.

Поэтому такие триггеры называются асинхронными.

Если схему асинхронного триггера немного дополнить, то получим вот такое:

В таком триггере вводится дополнительный вход С, называемый тактовым или синхронизирующим. Изменение состояний триггера происходит при подаче сигналов лог.

1 на входы R и S и последующим воздействием на вход С тактового (синхронизирующего) импульса. Если на тактовый вход импульс не воздействует, то состояние триггера не изменится.

Другими словами, изменение состояния триггера происходит под действием синхроимпульса, поэтому такие триггеры называются синхронными.

D-триггер

D-триггер отличается от синхронного RS-триггера тем, что у него только один информационный вход D. D-триггер показан на рисунке:

Если на вход D подать логическую единицу, затем на вход С подать импульс, то на выходе Q (прямой выход) установится лог. 1. Если на вход D подать лог. 0, на С импульс, то на Q установится лог. 0. Т. е. D-триггер осуществляет задержку информации, поступающей на вход D. При чем эта информация хранится в D-триггере, пока не придет следующий бит (0 или 1) информации. По сути это ячейка памяти.

Если вход D замкнуть с инверсным выходом, то останется только один вход С. При подаче на вход С импульса триггер переключится, т. е. если на выходе был лог. 0, то станет лог. 1. При следующем импульсе триггер снова переключится, т. е. лог. 1 сменится лог. 0.

Таким образом, триггер осуществляет деление частоты входных импульсов на 2 (ведь уровень сигнала на выходе меняется в два раза реже). В таком режиме D-триггер называют счетнымили Т-триггером.

Этот режим (режим деления частоты) используется довольно широко.

Нетрудно заметить, что для RS-триггера (рис. 1) существует запрещенная комбинация, когда на оба входа поданы лог. 1, на его выходах также устанавливаются лог. 1 и триггер перестает выполнять свои функции (зависает).

Поэтому придумали так называемый JK-триггер. У него три входа — J, K, C. Вход J вместо R, вход К вместо S, С так и остается — синхронизацией. Если на вход J подана лог. 1, на К — лог.

0 или наоборот, то он работает как синхронный RS-триггер, если на оба входа J и К поданы лог. 1, то он работает как счетный Т-триггер.

Триггер Шмитта на логических элементах

Триггер Шмитта — это специфический вид триггера, имеющего один вход и один выход. Такой триггер Еще называют нессиметричным. В триггере Шмитта переход из одного устойчивого состояния в другое осуществляется при определенных уровнях входного напряжения, называемых пороговыми уровнями. Триггер Шмитта изображен ниже.

Если на вход триггера Шмидта подавать нарастающее напряжение (нижний график), то при некотором уровне Uп1 в момент t1 напряжение на выходе скачком переходит из состояния 0 в состояние 1. Если уменьшать напряжение на входе до некоторого напряжения Uп2 в момент t2 напряжение на выходе скачком переходит из состояния 1 в состояние 0.

Явление несовпадения уровней Uп1 и Uп2 называется гистерезисом. Соответственно, передаточная характеристика триггера Шмитта обладает гистерезисным характером. Триггер Шмитта, в отличие от других триггеров, не обладает памятью и используется для формирования прямоугольных импульсов из напряжения произвольной формы.

Примечание: основной материал взят с сайта naf-st.ru

Источник: http://radio-uchebnik.ru/txt/14-osnovy-tsifrovoj-tekhniki/82-triggery-na-logicheskikh-elementakh

Как ответить на вопрос: что это такое – триггер?

Каждый, кто интересуется электроникой, должен знать о таком устройстве, как триггер, что это такое и для чего он нужен. Со времен первых ЭВМ и по сей день, вся вычислительная техника базируется на этих несложных электронных приборах.

Благодаря использованию триггерных систем стало возможным реализовывать оперативные запоминающие устройства – быструю память для временного хранения данных, использующихся при вычислениях. Однако сфера их применения не ограничивается лишь этим.

Триггерные схемы широко используются в разработке самой разнообразной цифровой электроники, в первую очередь там, где необходимы устройства памяти: счетчики, преобразователи кода, последовательные порты, цифровые фильтры и так далее.

Изучению данной темы стоит уделить должное внимание, так как эти знания являются базовыми для работы с цифровой техникой.

Выпускники вузов, которым не знаком принцип работы триггера, не имеют шансов найти себе достойную работу по специальности.

Поэтому тем, кто интересуется электроникой всерьез, необходимо обязательно разобраться, что такое триггер, как он работает, какие бывают разновидности и где он применяется.

Общие сведения и базовые понятия

Итак, триггер – это относительно простой электронный элемент, главным свойством которого является устойчивое сохранение своего состояния в течение длительного времени. Всего существует два возможных состояния: логический 0 (ноль) либо 1 (единица).

Запись информации в триггер производится скачкообразным изменением его состояния под воздействием поступающих на входы специальных командных сигналов.

Как правило, у любого триггера есть два выхода – прямой (отображающий текущее состояние элемента) и инверсный (принимающий противоположное прямому выходу значение).

Переходы между состояниями триггера происходят практически моментально, поэтому переходными задержками по времени на практике пренебрегают.

Объем памяти одного триггерного элемента сравнительно невелик и, как правило, составляет 1 или несколько бит, что позволяет ему хранить отдельные небольшие кодовые комбинации, сигналы и так далее. Эти устройства являются базовыми элементами, из которых формируется оперативная память.

В основе работы триггера лежит система, базирующаяся на двух и более логических элементах: И-НЕ либо ИЛИ-НЕ, которые включены по схеме с положительной обратной связью.

Триггерная схема может сохранять данные в памяти ровно до тех пор, пока присутствует питание.

При отключении питающего напряжения состояние элемента сбрасывается. Если затем снова включить ток, значение на выходе триггера может принять случайную величину – либо 0, либо 1. По этой причине при разработке цифровой схемы необходимо предусматривать момент приведения триггерных элементов в начальное состояние.

  Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха

Триггер собранный на реле

Простейшими схемами являются RS триггеры. Буквы S и R означают английские слова set и reset – «установка» и «сброс» соответственно.

Этими буквами обозначаются два входа устройства, один из которых (S) при поступлении сигнала приводит к изменению состояния триггера, а второй (R) – сбрасывает элемент в стартовое состояние.

Анимация ниже иллюстрирует принцип работы триггерной схемы, собранной из нескольких электромагнитных реле.

Принцип работы тригерной схемы

В начальном состоянии система находится в положении 0 (логический ноль или «FALSE»), о чем свидетельствует негорящая лампочка на прямом выходе Q. Инверсный выход, обозначаемый с черточкой наверху, соответственно, показывает уровень логической единицы (1), поэтому лампа на нем горит.

При замыкании ключа S, что символизирует подачу на вход единичного сигнала, на реле подается положительное напряжение и происходит переход триггера в логическое состояние 1 или «TRUE», соответственно, лампочка на прямом выходе загорается, а на инверсном гаснет. Затем происходит сброс системы путем замыкания ключа R, триггер переходит в стартовое состояние. Однако до того момента, как будет нажата кнопка сброса, он продолжает сохранять то состояние, в которое его привело замыкание ключа S.

Принцип работы RS триггера

Система, представленная выше, при помощи электромагнитных реле иллюстрирует работу триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

Однако в современных схемах электромеханические приборы давным-давно не используются, сейчас они собираются из электронных логических элементов на транзисторах, заключенных внутри интегральных микросхем.

К тому же для их реализации можно использовать различные базисы. Пример схемы RS триггера на элементах И-НЕ, охваченных положительной обратной связью.

Допустим, что на оба входа R и S подаются единицы.

Если верхний элемент И-НЕ выдаст на прямой выход Q логический 0, благодаря положительной обратной связи он поступит на свободный вход нижнего элемента, вследствие чего тот выдаст на инверсном выходе единицу (1).

В свою очередь, эта 1 по обратной связи поступает на вход верхнего элемента, тем самым подтверждая 0 на выходе Q. Если же на прямом выходе изначально находится 1, то инверсный, соответственно, выдаст 0, который подтвердит 1 на выходе Q.

Транзисторная схема RS триггера

При подаче на S-вход 0, согласно логической функции И-НЕ, на прямом выходе Q возникнет 1, а на инверсном – 0.

Если при этом на вход S снова подать 1, состояние триггера не изменится, так как по таблице истинности И-НЕ при подаче на входы элемента комбинации 0 и 1 либо 0 и 0, на выходе всегда будет 1. Таким образом, триггерная схема сохраняет полученное значение неизменным.

Сбросить значение Q обратно в 0 можно, только подав сигнал на сбрасывающий вход R. Практически работу RS триггера можно пронаблюдать, собрав такую схему на транзисторах.

Триггеры JK и D

Д триггер – неотъемлемая часть большинства микропроцессоров, так как входит в состав регистров сдвига и хранения. Они находятся в числе наиболее часто используемых схем.

Название D триггеры происходит от основной характерной особенности – образования задержки (D – Delay). У него имеется два входа: D (информационный) и C (управляющий).

Сигнал из D задает состояние схемы, но только если при этом на C есть разрешение на запись.

Если вход синхронизации C сообщает 0, это значит, что запоминание запрещено и выходной сигнал устройства никак не должен зависеть от информации, переданной на D.

Запись данных начинается только тогда, когда на C подается 1.

В этом случае состояние триггера полностью зависит от D, но если на управляющий вход снова подать 0, триггер запомнит последнее значение и перестанет реагировать на сигналы, пока синхронизация не разрешит запись.

JK триггер

JK триггер самый универсальный и сложный из всех. Принцип работы подобен RS, однако у него нет неопределенного состояния, которое вызывается одновременной подачей на входы двух единиц. Он имеет следующие входы:

• S – установочный;
• R – сбрасывающий;
• C – синхронизация;
• J и K.

Заключение по теме

Триггерные устройства являются ключевой составляющей современных электронно-вычислительных систем. Их принцип действия рассмотрен выше, а также разобраны примеры их реализации на реле и транзисторах.

Источник: https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/datchyk/kak-otvetit-na-vopros-chto-eto-takoe-trigger.html

RS-триггер

Цифровая электроника

Одним из важнейших элементов цифровой техники является триггер (англ. Trigger — защёлка, спусковой крючок).

Сам триггер не является базовым элементом, так как он собирается из более простых логических схем. Семейство триггеров весьма обширно. Это триггеры: T, D, C, JK, но основой всех является самый простой RS-триггер.

Без RS триггеров невозможно было бы создание никаких вычислительных устройств от игровой приставки до суперкомпьютера.

У триггера два входа S (set) — установка и R (reset) — сброс и два выхода Q-прямой и Q— инверсный. Инверсный выход имеет сверху чёрточку.

Триггер бистабильная система, которая может находиться в одном из двух устойчивых состояний сколь угодно долго. На рисунке показан RS-триггер выполненный на элементах 2ИЛИ – НЕ.

Точно так же триггер может быть выполнен и на элементах 2И – НЕ.

Единственная разница это то, что триггер на элементах И – НЕ активируется, то есть переводится в другое состояние потенциалом логического нуля. Триггер, собранный на элементах ИЛИ – НЕ активируется логической единицей. Это определяется таблицей истинности логических элементов.

При подаче положительного потенциала на вход S мы получим на выходе Q высокий потенциал, а на выходе Q низкий потенциал. Тем самым мы записали в триггер, как в ячейку памяти, единицу.

Пока на вход R не будет подан высокий потенциал, состояние триггера не изменится.

На принципиальных схемах триггер изображается следующим образом.

Два входа R и S, два выхода прямой и инверсный и буква Т означающая триггер.

Хорошо отображает принцип работы RS-триггера несложная схема, собранная на двух элементах 2И – НЕ. Для этого используется микросхема 155ЛА3, которая содержит четыре таких элемента.

Нумерация на схеме соответствует выводам микросхемы. Напряжение питания +5V подаётся на 14 вывод, а минус подаётся на 7 вывод микросхемы.

После включения питания триггер установится в одно из двух устойчивых состояний.

Исходя из того, что сопротивление переходов транзисторов логических элементов не может быть абсолютно одинаковым, то триггер после включения питания, как правило, принимает одно и то же состояние.

Допустим, после подачи питания у нас горит верхний по схеме светодиод HL1. Можно сколько угодно нажимать кнопку SB1 ситуация не изменится, но достаточно на долю секунды замкнуть контакты кнопки SB2 как триггер поменяет своё состояние на противоположное. Горевший светодиод HL1 погаснет и загорится другой — HL2. Тем самым мы перевели триггер в другое устойчивое состояние.

На данной схеме всё достаточно условно, а на реальном триггере принято считать, что если на прямом выходе «Q» высокий уровень то триггер установлен, если уровень низкий то триггер сброшен.

Основной недостаток рассматриваемого триггера это, то, что он асинхронный. Другие более сложные схемы триггеров синхронизируются тактовыми импульсами общими для всей схемы и вырабатываемые тактовым генератором. Кроме того сложная входная логика позволяет держать триггер в установленном состоянии до тех пор пока не будет сформирован сигнал разрешения смены состояния триггера.

RS-триггер может быть и синхронным, но двух логических элементов для этого мало.

На рисунке изображена схема синхронного RS-триггера. Такой триггер может быть собран на микросхеме К155ЛА3, которая содержит как раз четыре элемента 2И – НЕ. В данной схеме переключение триггера из одного состояния в другое может быть осуществлено только в момент прихода синхроимпульса на вход «C«.

На рассмотренной выше схеме переключение триггера осуществляется с помощью кнопок. Такой вариант используется достаточно часто и именно для кнопочного управления какой-либо аппаратурой.

В электронике существует понятие «дребезг контактов» то есть, когда мы нажимаем кнопку, на вход устройства проникает целый пакет импульсов, который может привести к серьёзным нарушениям в работе.

Использование RS-триггера позволяет избежать этого.

Благодаря своей простоте и недорогой стоимости RS-триггеры широко применяются в схемах индикации. Часто для повышения надёжности и устранения возможности случайного срабатывания RS-триггер собирается по так называемой двухступенчатой схеме. Вот схема.

Здесь можно видеть два совершенно одинаковых синхронных RS-триггера, только для второго триггера синхроимпульсы инвертируются. Первый триггер в связке называют M (master) — хозяин, а второй триггер называется S (slave) — раб.

Допустим на входе «С» высокий потенциал. М-триггер принимает информацию, но низкий потенциал на входе синхронизации S-триггера блокирует приём информации. После того как потенциал поменялся на противоположный информация из M-триггера записывается в S-триггер, но приём информации в M-триггер блокируется.

Такая двухступенчатая система намного надёжнее обычного RS-триггера. Она свободна от случайных срабатываний.

• Для более наглядного изучения работы RS-триггера рекомендую провести эксперименты с RS-триггером.
• Главная » Цифровая электроника » Текущая страница
• Также Вам будет интересно узнать:

Источник: https://go-radio.ru/rs-trigger.html

Триггер Шмитта на транзисторах

Триггер Шмитта на транзисторах, так же как и триггер Шмитта на  ОУ,  является системой двух устойчивых состояний, переход которого из одного состояния в другое связан с амплитудой запускающего импульса.

Подобные триггеры широко используются, в вычислительной технике и всевозможных промышленных приборах, где нужно менять форму сигнала, преобразовывать прямоугольные импульсы из синусоиды колебаний и регистрировать завышение сигнала определенного порога. Стандартная схема триггера Шмитта на двух биполярных транзисторах n-p-n   приводится ниже.

Для правильного уяснения работы триггера Шмитта сперва допустим, что на входе транзистора VT1 нет сигнала. Сопротивления R1, R2 и R3, подключены к минусу и плюсу питания, и создают своеобразный делитель напряжения. По отношению к эмиттеру транзистора VT2, падение напряжения на сопротивлении R3 окажется положительным, по причине этого данный транзистор будет открыт.

От источника питания на коллектор транзистора VT2 через резистор R4 идет положительный потенциал. Когда транзистор открыт, ток эмиттера, протекающий через R4, создает на нем падение напряжения.

 Сквозь вторичную обмотку трансформатора Тр1, имеющего малое сопротивление,  потенциал на резисторе R5 оказывается между базой и эмиттером VT1 и формирует обратное смещение на переходе Б-Э. В связи с этим VT1 закрыт.

Данное устойчивое состояние схемы Шмитта является одним из двух вероятных состояний.

Вследствие падения напряжения на R4 по причине протекания через него тока, потенциал коллектора VT2 будет намного ниже напряжения питания. При поступлении на вход сигнала, он не окажет никакого воздействия на устойчивость триггера Шмитта, если его амплитуда будет меньше напряжения смещения между эмиттером и базой транзистора VT1, идущего с сопротивления R5.

В том случае если входной сигнал будет по амплитуде больше этого смещения, то произойдет открытие VT1. Из-за снижения потенциала на коллекторе VT1 снижается смещение на базе VT2, и в итоге его эмиттерный ток также снизится.

Из-за этого снизится падение напряжения на сопротивлении R5, а смещение на базе VT1 увеличится и инициирует последующий рост тока через VT1. Падение напряжения на R1 также значительно повысится, что в свою очередь уменьшит смещение на базе VT2 и снизит падения напряжения на R5. Этот алгоритм будет длиться до тех пор, пока VT1 до конца не откроется, а  транзистор VT2, не закроется.

Как только ток коллектора VT2 достигнет нуля и на сопротивлении R4  начнет падать напряжение, потенциал же на его коллекторе станет увеличиваться, который пройдя через конденсатор С2 становится выходным сигналом.

Величина и форма сигнала на выходе триггера Шмитта  находятся в прямой зависимости от постоянной времени (R4+Rн)C2 и сопротивления нагрузки Rн.

Устойчивое положение, которое отвечает закрытому транзистору VT2 и открытому VT1, является вторым состоянием триггера Шмитта, и оно длится, пока есть входной сигнал.

И как только входной сигнал пропадет, триггер Шмитта переходит в первоначальное состояние.

Если постоянная времени (R4+Rн)С2 существенно превышает продолжительность входного сигнала, то амплитуда сигнала на выходе триггера Шмитта практически оказывается стабильной, без изменений.

Источник: «200 избранных схем электроники»,  Мэндел М.

Источник: http://www.joyta.ru/4873-trigger-shmitta-na-tranzistorax/

Управляемое реле времени (КР1006ВИ1, 561ИЕ16)

На рис. 1.27 изображена электрическая схема управляемого реле времени. Она проста в повторении, не требует настройки, надежна в эксплуатации и содержит минимум деталей — всего три микросхемы КМОП. Такое схемное решение позволяет питать схему стабилизированным или нестабилизированным напряжением в пределах 8…15 В, и не беспокоиться об электрических помехах.

Рис. 1.27

Особенность устройства — в применении счетчика К561ИЕ16 (D3) и стабильного времязадающего генератора на КР1006ВИ1 (D2). При тактовой входной частоте генератора 1 Гц таймер позволяет программировать время задержки в широком диапазоне от 2 с до 160 мин. Для получения более длительных задержек без изменения значений элементов R4C2 необходимо включить делитель между выходом мультивибратора D2 и тактовым входом С счетчика синхроимпульсов D3.

При поступлении на схему напряжения питания начинает заряжаться конденсатор С1 через резистор R2. Эта цепь формирует кратковременный импульс, который подается на вход R счетчика, обеспечивая его обнуление. При замыкании контактов кнопки S1 на вход логического элемента D1.1 поступает низкий логический уровень, срабатывает триггер Шмитта на элементе D1.2 и на вход сброса R счетчика D3 передается низкий потенциал. При низком потенциале на входе сброса R счетчик D3 начинает считать спады импульсов с частотой 1 Гц, которые генерируются автоколебательным мультивибратором D2. Программирование необходимой задержки выключения узла осуществляется соединением соответствующей перемычкой выхода счетчика D3 со входом логического элемента D1.3, D1.4. При указанной на схеме перемычке выдержка времени будет максимальной — 160 мин. На выходе элемента D1.3 (выв. 10) высокий логический уровень, транзисторный ключ открыт и нагрузка включена. Диод VD1 препятствует броскам обратного тока через обмотку реле, защищая транзистор.

Микросхема К561ИЕ16- четырнадцатиразрядный асинхронный счетчик пульсаций. Счетчик имеет входной каскад, обостряющий тактовые импульсы. На входе счетчика имеются формирователь импульсов и триггер. Выходы Q счетчика получают усиленный сигнал от внутреннею буферного инвертора. Содержимое счетчика увеличивается с каждым спадом импульса на тактовом входе. Максимальная тактовая частота — 3 МГц, длительность импульса сброса должна быть более 550 не.

После того как счетчик D3 подсчитает число синхроимпульсов, необходимое для формирования заданной задержки, на выходе устанавливается высокий потенциал, которым сбрасывается мультивибратор D2 и переустанавливается триггер Шмитта на элементе D1.3. В свою очередь это приводит к падению напряжения на базе транзистора VT1. Нагрузка отключается. Схема остается в таком состоянии до следующего воздействия низкого логического уровня на вход элемента D1.1.

Выходной каскад схемы не оригинален. Транзисторный ключ управляет маломощным реле К1 на напряжение срабатывания 7…12 В. Напряжение на нагрузку подается через контакты реле (на схеме не показаны).

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов — Радиолюбителям схемы, Москва 2008

12 схем автоматического реле (температура, звук, свет, влажность)

Релейные схемы используются в системах авторегулирования: для поддержания заданной температуры, освещенности, влажности и т.д. Подобные схемы, как правило, похожи и в качестве обязательных узлов содержат датчик, пороговую схему и исполнительное или индикаторное устройство (см. список литературы).

Релейные схемы реагируют на превышение контролируемого параметра над заданным (установленным) уровнем и включают исполнительное устройство (реле, электродвигатель, тот или иной прибор).

Также возможно оповещение звуковым или световым сигналом о факте выхода контролируемого параметра за пределы допустимого уровня.

Термореле на транзисторах

Термореле (рис. 1) выполнено на основе триггера Шмитта. В качестве датчика температуры используется терморезистор (резистор, сопротивление которого зависит от температуры).

Потенциометр R1 устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. Его регулировкой добиваются срабатывания исполнительного устройства (реле К1) при изменении сопротивления терморезистора.

Рис. 1. Схема простого термореле на транзисторах.

В качестве нагрузки в этой и других схемах этой главы может быть использовано не только реле, но и слаботочная лампа накаливания.

Можно включить светодиод с последовательным токоограничивающим резистором величиной 330…620 Ом, генератор звуковых колебаний, электронную сирену и т.д.

При использовании реле контакты последнего могут включать любую электрически изолированную от цепи датчика нагрузку: нагревательный элемент либо, напротив, вентилятор.

Для защиты выходного транзистора от импульсов напряжения, возникающих при коммутации обмотки реле (индуктивной нагрузки), необходимо включать параллельно обмотке реле полупроводниковый диод.

Так, на рис. 1 анод диода должен быть соединен с нижним по схеме выводом обмотки реле, катод — с шиной питания. Вместо диода с тем же результатом может быть подключен стабилитрон или конденсатор.

Термореле на тиристоре

Термореле [МК 6/82-3] (рис. 2) имеет выходной каскад с самоблокировкой на тиристоре.

Рис. 2. принципиальная схема термореле на транзисторе и тиристоре.

Это приводит к тому, что после срабатывания схемы выключить сигнализацию можно только после кратковременного отключения питания устройства.

Простой термоиндикатор

Термореле (рис. 3), или, говоря точнее, термоиндикатор, выполнен по мостовой схеме [ВРЛ 83-24]. Когда мост сбалансирован, ни один из светодиодов не светится. Стоит температуре повыситься, включится один из светодиодов.

Рис. 3. Принципиальная схема простого термо-индикатора на одном транзисторе и светодиодах.

Если температура, напротив, понизится, загорится другой светодиод. Чтобы различать, в какую сторону изменяется температура, для индикации ее повышения можно использовать светодиод красного свечения, а для индикации понижения — светодиод желтого (или зеленого) свечения. Для балансировки схемы вместо резистора R2 лучше включить потенциометр.

Фотореле на транзисторах

Фотореле (рис. 4) отличается от термореле (рис. 16.1) тем, что вместо терморезистора использован фоточувствительный прибор (фотодиод или фотосопротивление).

Рис. 4. Принципиальная схема простого фото-реле на транзисторах.

Фотореле с двухкаскадным усилителем

Схема фотореле, показанная на рис. 5, содержит двухкаскадный усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах разного типа проводимости.

Рис. 5. Принципиальная схема фотореле с двухкаскадным усилителем.

При изменении электрического сопротивления фотодиода и, соответственно, смещения на базе транзистора VT1, увеличится коллекторный ток выходного транзистора усилителя VT2, и напряжение на резисторе R2 возрастет.

Как только это напряжение превысит напряжение пробоя порогового элемента — полупроводникового стабилитрона VD2, включится оконечный каскад на транзисторе VT3, управляющий работой исполнительного механизма (реле).

Использование в схеме порогового элемента (полупроводникового стабилитрона) повышает четкость срабатывания фотореле.

Фотореле со звуковой сигнализацией

Фотореле (рис. 6) является таковым не в полной мере, поскольку реагирует на изменение освещенности плавным изменением частоты генерируемых колебаний [B.C. Иванов].

Рис. 6. Принципиальная схема фотореле со звуковой сигнализацией.

В то же время это устройство может работать совместно с измеряющими частоту приборами, частотно-избирательными реле, сигнализировать высотой звукового сигнала об изменении освещенности, что может быть весьма актуально для слабовидящих.

Схема реле влажности, реле уровня жидкости

Реле влажности или реле уровня жидкости (рис. 7) так же, как и некоторые из вышеприведенных схем выполнено на основе триггера Шмитта [МК 2/86-22].

Рис. 7. Принципиальная схема реле влажности,  реле уровня жидкости.

Порог срабатывания устройства устанавливают регулировкой потенциометра R3. Контакты датчика влажности выполнены в виде медного (Си) и железного (Fe) стержней, погруженных в землю.

При изменении содержания влаги в земле электропроводность среды и сопротивление между электродами меняются. С увеличением смещения на базе транзистора VT1 он открывается.

Коллекторный и эмиттерный токи транзистора возрастают, что приводит к росту напряжения на потенциометре R3 и, соответственно, к переключению триггера.

Реле срабатывает. Устройство может быть настроено на уменьшение электропроводности земли ниже заданной нормы. Тогда, при срабатывании исполнительного устройства, включается система автоматического полива земли (растений).

Реле времени

Реле времени (рис. 8) описано в книге П. Величкова и В. Христова (Болгария). Кратковременное нажатие на кнопку SA1 разряжает времязадающий конденсатор С1 и устройство начинает «отсчет времени».

Рис. 8. Принципиальная схема реле времени на транзисторах.

В процессе заряда конденсатора напряжение на его обкладках плавно увеличивается. В итоге, через некоторое время реле сработает, и включится исполнительное устройство.

Скорость заряда конденсатора, а, следовательно, и время выдержки (время экспозиции) можно изменять потенциометром R1. Реле обеспечивает максимальное время экспозиции до 10 сек при указанных на схеме параметрах элементов. Это время может быть увеличено за счет увеличения емкости конденсатора С1, либо сопротивления потенциометра R1.

Стоит отметить, что для столь простых схем «аналоговых» таймеров стабильность временного интервала невелика. Кроме того, нельзя до бесконечности наращивать емкость времязадаю-щего конденсатора, поскольку заметно возрастает его ток утечки.

Такой конденсатор неприемлем в схемах «аналоговых» таймеров. Существенно увеличить время экспозиции за счет сопротивления потенциометра R1 также нельзя, поскольку входное сопротивление последующих каскадов, если только они не выполнены на полевых транзисторах, невелико.

Аналоговые таймеры (реле времени) широко используют при фотопечати, для задания времени выполнения каких-либо процедур. Эти устройства используются, например, для получения воды, ионизированной серебром.

Реле что реагирует на уровень напряжения

Реле напряжения (рис. 9, 10) используются для контроля заряда или разряда элементов питания, аккумуляторов, контроля напряжения питания, поддержания напряжения на заданном уровне. Схемы, описанные в книге П. Величкова и В. Христова, предназначены для контроля разряда (рис. 9) или перезаряда (рис. 10) аккумулятора.

Рис. 9. Принципиальная схема реле для контроля разряда аккумулятора.

Рис. 10. Принципиальная схема реле для контроля перезаряда аккумулятора.

При необходимости напряжение срабатывания этих устройств может быть изменено. Порог срабатывания задается типом стабилитрона. Для изменения в небольших пределах порога срабатывания подобных реле последовательно со стабилитроном можно включать 1 — 3 германиевых Щ9) или кремниевых (КД503, КД102) диодов в прямом направлении.

Катоды диодов должны «смотреть» в сторону базы входного транзистора. Германиевый диод смещает порог срабатывания примерно на 0,3 В, а кремниевый — на 0,5 В.

Для цепочки из двух, трех диодов эти значения удваиваются (утраиваются). Промежуточные значения напряжений можно получить при последовательном включении германиевого и кремниевого диодов (0,8 В).

Акустическое реле

Акустическое реле (рис. 11, 12) используют для контроля уровня шума, а также в составе систем охранной сигнализации [Б.С. Иванов, М 2/96-13]. Помимо прочего, такие схемы часто используют в системах связи — в устройствах голосового управления каналом связи.

Рис. 11. Принципиальная схема акустического реле.

 

Рис. 12. Принципиальная схема акустического реле на транзисторах.

Так, при разговоре автоматически и без вмешательства оператора происходит переключение радиостанции или линии связи с приема на передачу. Устройство содержит датчик звукового сигнала — микрофон, в качестве которого можно использовать обычный микротелефонный капсюль, усилитель низкой частоты, детектирующее и исполняющее (релейное) устройство.

Коэффициент усиления УНЧ определяет чувствительность акустического реле. На микрофон может быть установлен звукоулавливающий рупор для повышения направленных свойств акустического реле. Резонансный фильтр, включенный после УНЧ, позволяет акустическому реле реагировать только на звук определенной частоты и игнорировать остальные звуки.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003.

Таймер «Незабудка» — устройство предупреждения и отключения » Журнал практической электроники Датагор

Человеку свойственна забывчивость. И с этим ничего нельзя сделать – в силу каких-либо причин любой человек когда-нибудь, что-нибудь да забудет.
Но если невозможно предотвратить забывчивость, необходимо свести последствия (часто не предсказуемые и потенциально грозные), вызванные этим человеческим фактором, — к минимуму. Например, своевременное отключение освещения на рабочем месте поможет сэкономить некоторое количество киловатт-часов, а вовремя обесточенный нагревательный электроприбор (утюг, паяльник, устройство электрообогрева и мало ли еще что) не спровоцирует угрозу пожара.
Существует множество способов предотвращения последствий забывчивости, в т.ч., Устройства электронные Предупреждения и Отключения (УПО). Концепцию одного из подобных устройств я предлагаю вам — на всякий случай. Концепция работы УПО заключается в заблаговременном предупреждении пользователя (оператора) об отключении того или иного устройства и отключении устройства в случае отсутствия реакции пользователя на сигнал, подаваемый УПО. Реакция/отзыв пользователя на сигнал УПО определяется нажатием на кнопку сброса УПО, после чего УПО переходит в режим ожидания без отключения нагрузки. По истечении определенного промежутка времени, заданного пользователем (при возможности установки временных интервалов) или определяемое фиксированными установками, УПО вновь подает сигнал и готово к отключению нагрузки.

Схема была использована во многих устройствах и в разных вариантах УПО, предназначаясь для предупреждения и отключения паяльников и тепловентиляторов, оставленных во включенном состоянии на удаленных необслуживаемых объектах разъездным техническим персоналом.

Схема устройства надежна и проста. При подаче питания (+3…+15В для К561 или +3…+18В для CD40XX) начинает работать тактовый генератор DD1 и высоким уровнем на входе RES при зарядке конденсатора С1 обнуляется. С тактового генератора импульсы, период следования которых которого равен некоторому временному интервалу, подается на вход CLK счетчика-дешифратора DD2. По спаду импульсов на CLK DD2 на выходах дешифратора Q0-Q9 последовательно появляются импульсы, равные по длительности периоду тактового сигнала. Если предположить, что период такта равен минуте, то и длительность выходных импульсов будет — минутной.

Номиналы времязадающих компонентов расчитываются под удобный временной интервал, поэтому на схеме не приведены. Частоту следования импульсов можно приблизительно рассчитать по формуле:

F = 0,52/(R2*C2),
где частота в герцах, сопротивление в омах, ёмкость в фарадах; или более удобно: частота в килогерцах, сопротивление в килоомах, ёмкость в микрофарадах.

Например, установив в схему генератора резистор 1 МОм и конденсатор 0,47 мкФ, получим значение частоты импульсов, близкое к 1 Гц.
В схему можно ставить резистор от 33 кОм до 10 МОм; кондесатор от 330 пФ, лучше керамика и плёнка.

Вход STR DD2 соединен с выходом Q9. Появление на STR/Q9 высокого уровня запрещает дальнейший счет. При этом на STR/Q9 сохраняется высокий уровень, являющийся сигналом отключения нагрузки для схемы коммутации. За минуту до появления на Q9, высокий уровень появится на Q8, включая звуковой сигнализатор, предвещающий отключение устройства. Если на звуковой сигнал, работающий в течении минуты, не прореагировать нажатием на кнопку S1, нагрузка будет отключена сигналом на Q9.

Нажатие на кнопку обнулит счетчик и высокий уровень не появится на Q9. Нагрузка останется в работе.

Звуковой сигнализатор может быть собран на незадействованных элементах микросхемы тактового генератора и пьезоизлучателе.

При необходимости получения больших выдержек времени, подаём последовательность импульсов с выхода генератора на вход счетчика К561ИЕ16 (CD4020) или любого другого, способного разделить частоту с большим коэффициентом деления. Например, с ИЕ16 можно получить деление входной частоты на 16384, снимая сигнал с ножки 3 (Q13). При входной частоте ок. 1 Гц сигнал на Q13 появится через 16384 секунд (4,5 часа).

Файлы

Рассчет в Эксель частоты и периода от номиналов резистора и конденсатора:
▼ raschet-chastoty-i-perioda-generatora.7z  31.05 Kb ⇣ 18

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

 

Схема — триггер — шмитт

Схема — триггер — шмитт

Cтраница 2

В некоторых случаях требуется получить устройство индикации уровня с малым порогом срабатывания. Схема триггера Шмитта с порогом срабатывания порядка 1 — 2 мВ изображена на рис. 10.35. В исходном состоянии транзистор Tt открыт, а транзистор Т2 — закрыт.  [16]

В некоторых случаях требуется получить устройство индикации уровня с весьма малой величиной порога срабатывания. Схема триггера Шмитта с порогом срабатывания порядка 1 — 2 мВ изображена на рис. 7.18. В исходном состоянии транзистор Т1 открыт, а Г2 — закрыт.  [17]

Рассматривается схема транзисторного триггера Шмитта, выходом которой является эмиттерный повторитель. Эмиттерный повторитель является органической частью схемы триггера Шмитта, а не просто каскадом для обеспечения малого выходного сопротивления. Найдены соотношения, обеспечивающие полный статический расчет схемы, а также ее входной и проходной характеристик.  [18]

Повышение Кц формирователя до 1000 раз и более за счет последовательного включения нескольких буферных элементов не дает точной привязки момента переключения к определенному пороговому уров-н э входного импульса. В таких случаях используют так называемую схему триггера Шмитта, состоящую из двухкаскадного усилителя ( в оригинале автор исполыовал двойной триод), охваченного слабой положительной обратной связью Триггеры Шмитта оказались незаменимыми и в интегральной схемотехнике как в аналоговой, так и в цифровой.  [19]

Расширение частотного диапазона может быть осуществлено путем замены в триггере ( рис. 57) транзисторов типа П416Б на транзисторы с большим быстродействием. Так, на рис. 58 представлена схема триггера Шмитта на транзисторах типа ГТ311, обеспечивающая формирование прямоугольных импульсов с минимальной длительностью Ткыа 50 нсек и длительностью фронтов тф 10 нсек.  [21]

На рис. 7.10 приведена схема бесконтактного фотоэлектронного реле, реагирующая на уровень светового потока, меньший заданного. По принципу построения схема рис. 7.10 аналогична схеме триггера Шмитта.  [23]

Ошибка совпадения прибора зависит как от параметров датчика, так и от параметров электронной схемы. Это наиболее распространенный случай, поскольку у большинства серийных приборов дискриминатор выполнен по схеме триггера Шмитта.  [24]

Амплитуда сигнала должна быть равна 3 В. При этом переключатель 52 необходимо перевести в нижнее положение. Операционный усилитель включен по схеме триггера Шмитта.  [26]

Для реализации бесконтактных реле на усилителях с положительной обратной связью применяют полупроводниковые и магнитные элементы. Наибольшее распространение нашли полупроводниковые схемы, которые используются в качестве порогового устройства, реагирующего на уровень входного сигнала, а также в качестве формирователя прямоугольных импульсов из синусоидального ( или произвольной формы) напряжения. В § 4.2 пояснен принцип действия порогового устройства — триггера Шмитта. На рис. 15.33 показана реализация фотореле, выполненного по схеме триггера Шмитта.  [27]

При этом Z У R — — — ш21, где R — активная составляющая сопротивления катушки индуктивности, не меняющаяся при включении в цепь постоянного и переменного токов; L — индуктивность, возникающая только лри включении в цепь переменного тока; со — 2я / — круговая частота переменного тока. Поскольку U и / в электрической цепи взаимосвязаны, будем говорить только о U. На выходе блока 3 будет напряжение U, промодулированное ( по амплитуде или частоте) пропорционально изменению размера X. При этом на выходе демодулятора 5 будет напряжение постоянного тока, по значению и знаку пропорциональное измеряемому перемещению. Он состоит из порогового элемента ( чаще всего построенного по схеме триггера Шмитта), который преобразует входной аналоговый сигнал на определенном уровне в дискретную команду и далее через электронный блок на замыкание контактов исполнительного органа.  [28]

Страницы:      1    2

Экономичное фотореле — RadioRadar

Вопросам экономии электроэнергии радиолюбители уделяют большое внимание — об этом свидетельствуют многочисленные публикации в журнале «Радио» с описанием фотореле — устройств для отключения освещения в светлое время суток.

Предлагаемое фотореле (его схема представлена на рисунке) имеет малое собственное потребление электроэнергии и подключается по двухпроводной схеме параллельно штатному выключателю. Устройство содержит мощный электронный ключ на симисто-ре VS1, подключённый параллельно штатному выключателю SA1. Работой симистора управляет слаботочный ключ на составном транзисторе VT2VTЗ, включённом в диагональ диодного моста VD4-VD7. Резистор R5 в эмиттерной цепи транзистора VT2 предотвращает работу транзистора VТЗ в режиме с «оборванной» базой при закрытом транзисторе VT2. Слаботочный ключ включается базовым током транзистора УТ2, протекающим через резистор R4. Как известно, коэффициент передачи тока базы составного транзистора равен произведению коэффициентов передачи транзисторов, его составляющих. У применённых автором транзисторов минимальное значение этого коэффициента равно 30, т. е. коэффициент передачи тока базы составного транзистора в данном случае не менее 900, что позволяет применить достаточно высокоомный резистор R4, при этом потребляемая устройством мощность не превысит 0,15 Вт в режиме ожидания, а после срабатывания фотореле — значительно меньше.

Электрическая схема фотореле

 

Светочувствительным элементом является фотодиод VD1, в качестве которого применён фотодиод инфракрасного диапазона ФД256, имеющий достаточную чувствительность и в видимой области спектра. На триггере Шмитта DD1.1 выполнен пороговый элемент. Порог срабатывания регулируют под-строечным резистором R1, конденсатор С1 повышает помехоустойчивость устройства. На элементе DD1.2, резисторе RЗ и конденсаторе С2 выполнен узел задержки переключения реле, устраняющий ложные срабатывания при кратковременных засветках фотодиода, на элементе DD1.3 — инвертор для обеспечения необходимой логики работы, на транзисторе VT1 — выходной ключ. Питается микросхема DD1 от параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне VD3 и резисторе R4. Диод VD2 предотвращает разрядку фильтрующего конденсатора СЗ при срабатывании фотореле.

Триггеры Шмитта микросхемы DD1 включены инверторами, и, на первый взгляд, их можно заменить инверторами из элементов 2И-НЕ или 2ИЛИ-НЕ микросхемы К561ЛА7 или К561ЛЕ5. Однако в данном устройстве такая замена некорректна. Напряжение на входах элементов DD1.1 и DD1.2 изменяется медленно: у первого — из-за плавного изменения уровня естественного освещения, а у второго — из-за большой постоянной времени цепи RЗС2. Триггеры Шмитта имеют чёткий порог срабатывания, а у элементов логики в этом месте входной характеристики имеется зона неопределённости, когда один из входных транзисторов ещё не успел закрыться, а второй уже начал открываться. В результате возникает сквозной ток через транзисторы и ток, потребляемый микросхемой, резко возрастает. Входная цепь ключа на транзисторах VT2 и У1З работает в режиме микротоков, и такое изменение режима работы микросхемы приведёт к сбоям в работе устройства.

Предлагаемое фотореле работает следующим образом. При подключении его к осветительной сети параллельно штатному выключателю SA1 в течение нескольких полупериодов выпрямленного диодным мостом VD4-VD7 тока будет заряжаться конденсатор С3. Когда напряжение на нём достигнет напряжения пробоя стабилитрона VDЗ (в режиме микротоков оно меньше напряжения стабилизации, нормируемого при токе в несколько миллиампер), откроются транзисторы VT2 и У1З. Когда ток через транзисторы достигнет значения, достаточного для открывания симисто-ра VS1, то он откроется, шунтируя и выключатель, и диодный мостVD4-VD7.

Конденсатор С3 будет подзаряжаться в начале каждого полупериода сетевого напряжения, пока симистор VS1 закрыт.

При подключении устройства конденсатор С2 разряжен, напряжение на входах элемента DD1.2 равно 0, напряжение на его выходе — лог. 1, а на выходе элемента DD1.3 — лог 0, поэтому полевой транзистор VT1 закрыт и не оказывает никакого влияния на работу устройства.

Дальнейшая работа устройства определяется уровнем освещения фотодиода VD1. Если он (уровень) недостаточен, то обратное сопротивление фотодиода велико, на входах элемента DD1.1 присутствует уровень лог. 1, на выходе — уровень лог. 0, и никаких изменений в работе устройства не происходит — в начале каждого полуперио-да сетевого напряжения открывается симистор VS1, подавая напряжение на осветительную лампу EL1.

По мере повышения уровня освещения обратное сопротивление фотодиода VD1 снижается, и в какой-то момент напряжение на нём становится меньше порога срабатывания триггера Шмитта DD1.1 — на его выходе (вывод 3) появляется уровень лог 1, при этом током через резистор RЗ начинает заряжаться конденсатор С2. Через несколько десятков секунд (зависит от ёмкости конденсатора С2 и сопротивления резистора R3) напряжение на объединённых входах триггера Шмитта DD1.2 достигает уровня срабатывания, и на его выходе (вывод 4) появляется уровень лог 0. В результате элемент DD1.3 переключается, на его выходе (вывод 10) появляется уровень лог 1 и полевой транзистор VT1 открывается, шунтируя эмиттерные переходы транзисторов VT2 и VT3. В дальнейшем транзистор VT1 остаётся открытым, и через управляющий электрод симистора VS1 протекает ток, ограниченный резистором R4 до максимальной амплитуды менее 1 мА, что меньше тока открывания симистора.

При экспериментах по замене симистора ТС106-10-10 импортными симисторами выяснилось, что у отдельных экземпляров симисторов ВТ137-600Еток открывания меньше 1 мА, и симистор при нахождении фотореле в режиме ожидания открывается при достижении максимальной амплитуды сетевого напряжения, при этом лампа EL1 светит вполнакала. Для нормальной работы фотореле со столь чувствительным си-мистором сопротивление резистора R4 пришлось увеличить до 1 МОм.

При снижении уровня освещения обратное сопротивление фотодиода VD1 увеличивается, напряжение на входах элемента DD1.1 повышается и в какой-то момент триггер Шмитта DD1.1 переключается — на его выходе появляется уровень лог. 0. Конденсатор С2, заряженный до напряжения питания, начинает разряжаться через резистор RЗ. Через несколько десятков секунд напряжение на входах элемента DD1.2 снижается настолько, что элемент DD1.2, а вслед за ним и DD1.3 переключаются, на затворе транзистора VT1 появляется уровень лог. 0, и он закрывается, прекращая шунтировать эмит-терные переходы составного транзис-тораУТ2УТЗ. В начале каждого полупе-риода он открывается и включает симистор VS1 — лампа EL1 при этом светит.

При кратковременных засветках фотодиода VD1 (например, фарами проезжающего автомобиля, вспышками молнии и т. п.) напряжение на полностью разряженном конденсаторе С2 не успевает сколько-нибудь существенно измениться — этим достигается высокая помехоустойчивость предлагаемого фотореле.

О деталях. Транзисторы MJE13002 и диоды 1N4007 извлечены из ЭПРА неисправной КЛЛ. Критерий для замены транзисторов: напряжение коллектор-эмиттер — не менее 400 В, максимальный ток коллектора — не менее 100 мА, статический коэффициент передачи тока базы h_21Э — более 25. Если этот параметр транзисторов менее 25, то сопротивление резистора R4 следует снизить до 200 кОм.

Требования к диодам VD4-VD7 — прямой ток не менее 100 мА, обратное напряжение не менее 700 В. Симистор ТС106-10 должен быть не менее 5-го класса по напряжению, т. е. выдерживать в закрытом состоянии напряжение не менее 500 В. При замене указанного на схеме симистора импортным необходимо учитывать коммутируемую мощность и иметь в виду то, что ток через холодную нить накаливания осветительной лампы в 5…10 раз превышает номинальный. При мощности нагрузки свыше 200 Вт симистор необходимо установить на теплоотвод.

Фотодиод ФД256 извлечён из СДУ старого телевизора. Фотодиоды видимой части спектра очень редко бывают в продаже, поэтому при отсутствии ФД256 стоит поэкспериментировать с ИК-фотодиодами других типов. Критерий пригодности — не менее чем десятикратное изменение обратного сопротивления при изменении освещения. Некоторые ИК-фотодиоды, применявшиеся ранее в промышленной аппаратуре, имеют неплохую чувствительность и в видимой части спектра. Очень хороши, например, ИК-фотодиоды, извлечённые из дымовых пожарных изве-щателей, например, типа ИП-212, в огромных количествах выбрасываемых при ремонте пожарной сигнализации, выработавшей установленный срок эксплуатации в учреждениях и организациях. Освещать фотодиод при экспериментах необходимо светодиодной лампой, имеющей минимальное излучение в инфракрасной области спектра.

Стабилитрон VD3 — любой маломощный с напряжением стабилизации 3,3…5 В, диод VD2 — любой маломощный кремневый. Транзистор КП501А заменим любым из серий КП501, КП504, КП505. Возможная замена микросхемы КР1561ТЛ1 — К561ТЛ1, 564ТЛ1 или импортный аналог СD4093В.

Постоянные резисторы — любого типа указанной на схеме мощности рассеяния (мощность рассеяния резистора R4 — 0,5 Вт — выбрана из соображений электрической прочности). Подстроечный резистор R1 при установке устройства внутри помещения — любого типа, при расположении вне помещения желательно применить резистор закрытой конструкции, например, СПО-0,15, СПО-0,5 или СП4-1. Для герметизации внутренней полости резистора на валик движка в месте выхода его из корпуса следует нанести слой технического вазелина или консистентной смазки ЦИАТИМ.

Конденсаторы C1, C3 могут быть любых типов, как плёночные, так и керамические, C2 — оксидный импортный (номинальное напряжение — 50 В — выбрано значительно выше рабочего из соображений обеспечения хорошей межобкладочной изоляции — чем выше номинальное напряжение, тем лучше изоляция, т. е. меньше ток утечки).

Устройство собрано на фрагменте универсальной макетной платы размерами 45×25 мм. При использовании исправных деталей и отсутствии ошибок в монтаже налаживание сводится к установке подстроечным резистором R1 желаемого порога срабатывания. Для защиты от атмосферных воздействий отрегулированная плата покрыта нитролаком в два слоя и помещена в корпус от пожарного извещателя ИП-212, имеющий неплохой внешний вид.

Автор: К. Мороз, г. Белебей, Башкортостан

 

Конденсатор

— Как бы вы все реализовали простую задержку сигнала?

Я разработчик консольных игр по профессии и не имею формального образования в области электроники / электротехники. На игровом жаргоне, если хотите, «нуб». И все же у меня возникла новая страсть к возиться с этим замечательным ремеслом.

В данный момент я пытаюсь учиться и получать удовольствие, делая для своей дочери игрушку со светодиодной прокруткой. Моя идея довольно проста, у меня есть сдвиговый регистр (SN74HC595) и 8 светодиодов, принимающих от него вход.Будет две кнопки. Когда кнопка A нажата, она «вставляет» 1 в регистр, а когда нажимается B, она помещает 0 в регистр. С его помощью вы можете «запрограммировать свой светодиодный узор». А затем, щелчком другого переключателя, сдвиговый регистр будет синхронизирован (с использованием простого RC нестабильного мультивибратора) (зацикливание QH ‘на QA). Делаем выкройку для прокрутки. Достаточно просто.

Но моя проблема возникает в той части, которая выполняет «вставку» данных в регистр. Скажем, чтобы вставить 1 в регистр, когда кнопка A нажата и отпущена, я сначала должен вывести строку ‘SER’ (данные) регистра в высокий уровень, а затем через короткий промежуток времени (время настройки, 25 нс для таблицу данных регистра) подтяните SRCLK (синхронизацию регистра сдвига) к высокому уровню.Вот и все. Однако ..

Мои кнопки переключателя дребезжат. Я узнал о противодействии из этой замечательной статьи: Debouncing. У меня не было никаких частей, которые помогли бы мне при истерике, поэтому мне пришлось просто игнорировать это. Но, используя методы, указанные там, я смог рассчитать точные значения моих резисторов и конденсатора, чтобы поддерживать правильное напряжение, пока мой переключатель лязгает и стучит сам по себе. Переключатель отскакивает в течение 10 мс (купил себе дешевый О-прицел, китайский. Но свою работу выполняет), так что я держу его стабильным около 20 мс.Мои расчеты и результаты моделирования с помощью Multisim.com совпали. Таким образом, моя кнопка работает, как и ожидалось.

За исключением тех случаев, когда я пытаюсь использовать этот «сигнал». С этим сигналом я должен сделать две вещи. Сначала направьте его в строку SER реестра. А затем после небольшой задержки (25 нс — несколько мс?) Направьте его на линию SRCLK для синхронизации. Другими словами, сначала установите высокий уровень SER, затем установите высокий уровень SRCLK. И чтобы ввести эту «задержку», я обратился к единственному известному мне механизму задержки — RC-сети. Итак, как только я получаю выходной сигнал с дребезгом, я заряжаю конденсатор через резистор, и этот заряженный выход — это то, что я использую для управления SRCLK.

В тот момент, когда этот новый конденсатор и резистор добавляется к моей «цепи защиты от дребезга», мои расчеты для стоимости частей больше не верны, потому что новый конденсатор «задержки» и резистор теперь подключены параллельно или последовательно (я даже не больше не знаю) с моим хорошим и ранее хорошо себя ведающим конденсатором «debounce».

Все эти затруднения заставляют меня задаться вопросом, является ли даже использование таймера задержки RC вообще правильным решением. Как подключить вход от выключенного переключателя к узлу, у которого уже есть конденсатор, не испортив все свои расчеты., или, перефразируя это, как бы вы все реализовали простую задержку сигнала без использования всяких причудливых микроконтроллеров и т. д.?

Вот схема денонса и отсрочки. Обратите внимание, что это касается только одной кнопки (не одновременно A и B). SW2 на первом изображении предназначен только для отладки.

^{смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab}

Реле

— Как контакт с выдержкой времени остается разомкнутым

Это не просто реле.

^{смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab}

Рисунок 1. Импульсное реле.

Это реле включается с помощью Vin, но автоматически выключается по истечении времени задержки.

• При включении питания (Vin идет +) Vc1 будет 0 В. Выход триггера Шмитта будет высоким, Q1 включится, и реле будет запитано.
• После временной задержки (приблизительно R x C секунд) C1 будет достаточно заряжен, чтобы сработать триггер Шмитта и его выходной переключатель в низком состоянии.Q1 выключится и реле выпадет.
• D1 защищает транзистор от индуктивного удара при выключении.
• Схема упрощена и не имеет быстрого разряда для C1 при отключении питания.
• Временная диаграмма справа показывает взаимосвязь между вводом и выводом.
• Создание переменной R2 позволяет пользователю регулировать время.

Существует множество конфигураций этих реле времени с задержкой включения, задержки выключения, однократным, последовательным импульсом и т. Д.

---

Символ внутри таймера — две параллельные линии — иногда означает конденсатор, а иногда означает контакт реле, я думаю. Что это представляете здесь?

^{смоделировать эту схему}

Рисунок 2. Конденсатор и контакт рисовальщика.

Символы выглядят одинаково, но линии на конденсаторе расположены близко друг к другу, что дает простое представление о двух пластинах конденсатора, разделенных небольшим зазором.Контакт чертежника — это просто более простой способ нарисовать контакт, чем переключатель, показанный на реле на рисунке 1. (Не обращайте внимания на точки на символе. Редактор схем вставляет их, когда провода соприкасаются.)

Я недостаточно продвинут, чтобы знать, что такое симистор, но как вы могли скажи, здесь был один присутствующий? Продолжение спасибо за ваше поучительные ответы !!

^{смоделировать эту схему}

Рисунок 3. Символ симистора.

Рис. 4. Модуль двойного таймера TRS51A13S2A.

Есть пара подсказок, что это не реле (с катушкой и подвижными контактами).

1. Физический размер делает это маловероятным.
2. В этом нет необходимости. Реле дороги по сравнению с твердотельными устройствами.

3. В таблице данных указано: «Полностью твердотельный и инкапсулированный». Это решает проблему.

   • Симистор — это полупроводниковый прибор с двумя силовыми клеммами (вверху и внизу символа) и затвором (торчащим сбоку символа).
   • Он действует как обычный выключатель, но если на затвор подается импульс напряжения, симистор включается и остается включенным, пока ток каким-то образом не упадет до нуля.
   • При питании от сети переменного тока ток меняется 50 или 60 раз в секунду, в зависимости от того, где вы живете. Поскольку он меняет направление, он пересекает ноль 100 или 120 раз в секунду. Все, что нам нужно сделать, это запустить, когда мы хотим, чтобы ток протекал, и выключить триггер, когда мы хотим, чтобы он остановился. Симистор выключится при следующем переходе через ноль.
   • Симисторы не имеют движущихся частей и дешевы.
Операционный усилитель

— Почему этот вывод выходного сигнала схемы триггера Шмитта неверен?

Пункт 1

Триггер Шмитта имеет гистерезис. Гистерезис подразумевает, что схема имеет памяти . Он запоминает это последнее состояние. Для системы с памятью нельзя писать \ $ V_o = f (V_ {in}) \ $. Он должен иметь формат \ $ V_o = f (V_ {in}, V_ {o, \ text {prev}}) \ $ или что-то подобное. _{Как указывает один из комментариев, упомянутых ниже, в вопросе можно не знать, что у системы есть память, когда они впервые попытаются решить схему с помощью уравнений. ИМХО, в этом случае следующий раздел защитит от ошибочного вывода.}

Пункт 2

Возможность насыщения выходного напряжения также является важной особенностью, поскольку предотвращает бесконечное усиление друг друга \ $ V_o \ $ и \ $ V_x \ $. Ваши уравнения не моделируют нелинейность насыщения.

Ваше второе уравнение было бы лучше записать как

\ $ V_o = \ min (\ max (A (f (V_o) — V_ {дюйм}), -V_ {max}), V_ {max}) \ $

С помощью этих строительных лесов для представления нелинейности все попытки дальнейшего упрощения, предпринятые в этом вопросе, были бы предотвращены.

редактировать

_{В ответ на вопрос ОП ниже в комментариях.}

Давайте проанализируем случай , где \ $ V_ {in} = 0 \ $. Второе уравнение OP упрощается до

\ $ V_o = A (\ frac {R_1} {R_1 + R_2} V_o — 0) \ $.

Без учета насыщенности и для \ $ A \ frac {R_1} {R_1 + R_2}> 1 \ $ решение этой системы

\ $ V_o = 0 \ $ или \ $ V_o = \ infty \ $ (поскольку \ $ 0 = A \ frac {R_1} {R_1 + R_2} \ cdot 0 \ $ и \ $ \ infty = A \ frac {R_1} {R_1 + R_2} \ cdot \ infty \ $).

Это означает, что, если выход операционного усилителя принудительно установлен на 0 и если в системе нет шума (или любого другого дефекта), выход остается там (форма волны OP также показывает выход нулевого напряжения для входа нулевого напряжения).

В практической схеме выход будет смещен с 0 вольт из-за шума.Итак, вопрос в том, останется ли система там? Система вернется к нулевому напряжению или к \ $ \ infty \ $ вольт? Динамика (эволюция во времени) системы не моделируется уравнениями ОП, поэтому мы не можем ответить на этот вопрос, ограничиваясь алгебраическими уравнениями, в которых время — это , а не моделируется . Если бы время также было смоделировано, , я думаю, мы могли бы заключить, что точка равновесия 0 вольт нестабильна, а равновесие \ $ \ infty \ $ вольт (или \ $ V_ {max} \ $) стабильно, и система будет иметь тенденцию перейти к экстремальной выходной ситуации.

Короче говоря, используя алгебраическое уравнение выше, мы не можем проанализировать эту схему, когда выход не касается значений насыщения (\ $ — V_ {max}

редактировать 2

_{В ответ на комментарии ниже, в которых просят забыть о гистерезисе. Я пытаюсь построить пример без гистерезиса}

Позвольте мне попытаться провести аналогию, где алгебраическое решение существует, но выход неограничен.У этой аналогичной системы тоже есть положительные отзывы. Он также имеет конечный результат, предсказанный уравнением. Но выход безграничен.

Отношение выход-вход задается

\ $ \ begin {align} \ frac {dy (t)} {dt} = {} & x (t) \ color {красный} {+} y (t) \\ (s-1) Y (s) = {} & X (s) \\ \ frac {Y (s)} {X (s)} = {} & \ frac {1} {s-1} \ end {align} \ $

Для любого синусоидального сигнала конечной амплитуды (включая нулевую частоту) выходной сигнал, предсказанный передаточной функцией, конечен. Но у системы будет неограниченный выход.Коэффициент усиления этой системы как функция частоты такой же, как и в системе \ $ \ frac {1} {s + 1} \ $. Я думаю, что этот пример является хорошей параллелью вашему примеру. В этом примере не использовались гистерезис или насыщение.

Триггер Шмитта

представляет собой альтернативу таймеру 555

«Нам нужна схема, которая генерирует импульс ультрафиолетового излучения светодиода в течение пары секунд в течение примерно 30 секунд», — сказал производитель портативного вторичного продукта с элементом флуоресценции.Устройство нужно было залить ультрафиолетовым светом, который восстанавливает цветение, когда оно не используется. Затем они показали мне «загнутые» спецификации 555 и порекомендовали использовать его.

Я подумал о том, что я слышал, что покойный гуру аналогового дизайна Боб Пиз сказал: его любимая схема для использования 555 — это чистый лист бумаги. Некоторые даже считают 555 игрушкой.

Позже я обсуждал приложение с другим EE, который сказал мне, что у него нет проблем с использованием 555. Для этого приложения точность не требуется, поэтому я начал разработку.

В проектных спецификациях требовался низкий рабочий цикл, то есть время, деленное на общее время, должно быть меньше 50%. Я вспомнил статью EDN Design Ideas, в которой показано, как спроектировать схему 555 с низким рабочим циклом: спроектировать схемы таймера с малым рабочим циклом. В этой статье предполагается, что выходное значение будет «высоким» в течение короткого времени, менее 50%. Однако его пассивные расчеты компонентов сложны, и он использует дополнительный диод для сокращения рабочего цикла.

Удивите инженерный мир своим уникальным дизайном: Руководство по отправке идей дизайна

Другой способ достичь низкого рабочего цикла с помощью 555 — это подключиться от источника питания через нагрузку к выходному контакту, а не пытаться управлять нагрузкой.Такой подход применим для данной конструкции; Поскольку цель состоит в том, чтобы обеспечить импульс ультрафиолетового света, уровни электрического сигнала могут быть на любом уровне.

Для моей нестабильной конструкции я использовал значение емкости 1 микрофарад (мкФ) и максимальное сопротивление 10 МОм ( Рисунок 1 ). Это похоже на конструктивные возможности устройства, поэтому разумно ожидать, что предложенная конструкция будет работать.

Рисунок 1 Схема проверки таймера 555 сконфигурирована для низкого рабочего цикла.

Схема построена и протестирована на макетной плате. Это сработало хорошо, и заказчик был доволен, но академик во мне, а также в знак уважения к Бобу Пизу, хотел представить альтернативный дизайн с использованием триггера Шмитта.

Триггер Шмитта

Я вспомнил еще одну конструктивную идею, в которой операционный усилитель и RC-цепь использовались в качестве триггера Шмитта для создания временной задержки, которая помогла предотвратить перегрев инструмента. Мое интересное приложение требовало нестабильной конструкции, показанной на рис. 2 , .

Рисунок 2 Триггер Шмитта настроен на нестабильную работу.

RC-цепь с напряжением конденсатора на минусовой клемме (–) вместе с условиями смещения на плюсовом (+) входе операционного усилителя приводит к пилообразной форме волны (, рис. 3, ).

Время можно вычислить с помощью натурального логарифма. Точки переключения, V _bh и V _bl , основаны на резисторе обратной связи R10 и двух последовательных сопротивлениях R1 и R8 на плюсовой (+) клемме операционного усилителя.Выход операционного усилителя будет переключаться между высоким при 4,1 В и низким при 0,7 В. V _bh и V _bl рассчитываются как 3,0 и 1,66 В соответственно.

Рисунок 3 Пилообразная диаграмма напряжения конденсатора превращает триггер Шмитта в генератор с низким коэффициентом заполнения.

Предположим, что на выходе операционного усилителя высокий уровень, а отрицательная сторона имеет более низкое значение. В этом случае конденсатор C1 будет заряжаться до высокого значения 4,1 В через R15 и диод D10. Небольшой ток также будет течь через R3.Как только конденсатор достигнет значения V _bh , операционный усилитель переключится, и конденсатор разрядится до 0,7 В через R3; диод теперь смещен в обратном направлении.

Для зарядной части R = 165 кОм (два по 330 кОм параллельно) и C = 15 мкФ;

Для нагнетательной части R = 2,2 Мэг

Рисунок 4 Макетный триггер Шмитта сработал должным образом.

Эта схема также была макетирована и протестирована ( Рисунок 4 ).Оба дизайна были представлены группе, и оба хорошо зарекомендовали себя. Оба использовали источник питания 5 В, который может подаваться через разъем USB. Интересно также отметить сходство обеих конструкций: 555 использует триггер установки-сброса и два компаратора, которые могут быть триггером Шмитта.

Итак, что использовать: триггер 555 или триггер Шмитта? Я напомнил группе, что работа с двумя проектами на макетных платах — это долгий путь до реализации коммерческого продукта. Другая рекомендация заключалась в том, чтобы они показывали проекты компаниям, которые специализируются на разработке коммерческого продукта.

Я также предложил им рассмотреть надежность компонентов. Их окончательный дизайн заключался в том, чтобы схема и аккумуляторная батарея размещались в портативном устройстве, которое должно было бы работать в широком диапазоне условий окружающей среды. Таким образом, фактический выбор должен основываться на характеристиках окружающей среды и надежности.

Роберт Хейдер — инженер на пенсии с более чем 50-летним опытом работы с упором на проектирование усовершенствованных средств управления технологическими процессами и разработку процессов.

Статьи по теме :

Задержка триггера Шмитта.

Контекст 1

… часто кладут в автобусы. Таким образом, при наличии смежных межсоединений, например, когда два или более межсоединения проложены бок о бок, емкость связи между ними приводит к перекрестным помехам, как показано на рисунке 8. Буфер потребляет мощность 19,2 мВт за цикл, в то время как его аналог триггера Шмитта потребляет 16,8 мВт за цикл. цикл. Таким образом, при замене каждого элемента мы экономим 12,5% энергии. Кроме того, как мы уже говорили в разделе «Анализ площади», мы можем сэкономить около 10% устройств, поэтому возможна дальнейшая экономия энергии.IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ИМУЛЯЦИИ Схема была смоделирована с помощью H-Spice для следующих технологических параметров от 180 до 22 нм. Показанные здесь результаты моделирования соответствуют 65-нм технологии. Значения соответствующих сопротивлений и емкости были рассчитаны с использованием прогнозных технологических моделей (PTM) [13]. Мы использовали прогнозные технологические модели для всех технологий от 180 до 22 нм. Используемая модель показана на рисунке 9. Соответствующие значения ширины, расстояния между соседними линиями, толщины и высоты над землей были взяты для каждой технологии для моделирования.Для анализа редукции импульс подавался как входной сигнал как на буферизованное межсоединение, так и на импульс с триггером Шмитта с длиной, равной 5 мм. Триггер Шмитта был спроектирован так, чтобы пороговое напряжение было равным Vdd / 3, тогда как в случае буфера оно будет Vdd / 2. Благодаря свойству быстрого переключения триггера Шмитта сигнал быстро нарастает, и мы экономим 8 пс с точки зрения задержки распространения. Когда мы наблюдаем общее уменьшение задержки для полной сети межсоединений с 25 буферами, общее уменьшение задержки составляет 190 пс.Для системы, в которой задержка в наихудшем случае составляла 1 нс, метод триггера Шмитта снижает ее до 810 пс. Следовательно, мы получаем улучшение на 19%. . Анализ шума проводился путем введения шумового сигнала. На рисунке 10.a показан входной сигнал с шумом, 10.c — выходной сигнал с буфером на выходе, который также отображает шумовые выбросы на выходе. На рисунке 10.d показан выход с триггером Шмитта на выходе, свободном от шума. Еще один тип анализа шума был сделан путем наблюдения шума, вносимого линиями агрессора на линии жертвы.Этот шум обычно наиболее серьезен для линий данных, расположенных рядом с линиями синхронизации. Связанный линейный шум искажает сигнал (рисунок 8) по сравнению с расчетным сигналом и вносит некоторую задержку. Результаты моделирования (рисунок 11) показывают, что выходной сигнал межсоединения с триггером Шмитта занимает на 0,21 нс меньше времени по сравнению с межсоединением с буфером на конце. Для той же симуляции шум агрессора был взят с очень высокими глитчами, превышающими Vdd / 2. На рисунке 12.b показан сигнал, на который влияют перекрестные помехи, а на рисунке 12.c показывает форму выходного сигнала обработанного сигнала, которая показывает, что шумовая активность подавляется подходом триггера Шмитта. ВЫВОДЫ В этой статье мы предложили новый метод вставки буфера, основанный на триггере Шмитта. Для этого анализа используется четырехтранзисторный триггер Шмитта. Результаты нашего моделирования показывают, что предложенный метод превосходит существующие методы с точки зрения уменьшения задержки, мощности и перекрестных помех. Здесь также доказано, что предложенная методика работает даже на нанометре…

Цепи общего пользования с меткой «триггер Шмитта» — CircuitLab

Теперь показаны схемы 1-17 из 17. Сортировать по недавно измененное имя

	Триггер Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ автор: mk5734 | обновлено 24 июля 2018 г. триггер Шмитта ttl
	тестовое задание ПУБЛИЧНЫЙ Круто по oscartwinb | обновлено 25 марта 2017 г. усилитель звука логический вентиль НЧ триггер Шмитта
	Триггер Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ Базовая (неинвертирующая) схема триггера Шмитта, которая похожа на компаратор, но с отдельными напряжениями для переключения HI и LOW. по Drhawley | обновлено: 7 апреля 2016 г. операционный усилитель триггер Шмитта
	поведенческий неинвертирующий триггер Шмитта 02 (параметризованный) ПУБЛИЧНЫЙ То же, что: поведенческий неинвертирующий триггер Шмитта 01, но с параметрами. по сигналу | обновлено 20 января 2014 г. поведенческий поведенческий параметры Шмитт триггер Шмитта
	555 Таймер задержки LDR ПУБЛИЧНЫЙ Моторный привод контроллера LDR с задержкой включения по сигналу | обновлено 15 октября 2013 г. 555 ldr моностабильный фоторезистор триггер Шмитта
	Триггер Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ автор captain_bibo | обновлено 22 сентября 2013 г. компаратор триггер Шмитта
	Осциллятор релаксации ПУБЛИЧНЫЙ автор captain_bibo | обновлено 22 сентября 2013 г. операционный усилитель релаксационный осциллятор триггер Шмитта
	Простой линейный / импульсный ГУН ПУБЛИЧНЫЙ автор legoboy468 | обновлено 26 июля 2013 г. Музыка осциллятор триггер Шмитта звук синтезатор
	Дурацкий звуковой мод ПУБЛИЧНЫЙ Модификация дурацкого звукового генератора Рэя Уилсона.Сочетает это и гитарный эффект ШИМ. автор legoboy468 | обновлено 26 июня 2013 г. Музыка осциллятор шим триггер Шмитта звук синтезатор странный
	Comparatore con isteresi ПУБЛИЧНЫЙ Классический инвертированный компаратор с реалистичной реализацией с операционным усилителем автор: columbaprof | обновлено 14 февраля 2013 г. компаратор беспомощный операционный усилитель триггер Шмитта
	Триггер Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ Триггер Шмитта на базе ОУ с положительной обратной связью. автор martydd3 | обновлено 19 ноября 2012 г. операционный усилитель триггер Шмитта
	Схема светочувствительного счетчика ПУБЛИЧНЫЙ Возможна полная светочувствительная счетная схема с 3 цифрами, использующая микросхемы 311, 7414, 7490 и 7447 и 7-сегментные дисплеи. по lucasmoten | обновлено 15 мая 2012 г. 311 7-сегментный дисплей 7414 7447 7490 устранять подпрыгивание цифровой вел фототранситор триггер Шмитта
	Триггер Шмитта с настраиваемым гистерезисом ПУБЛИЧНЫЙ На этой схеме показан триггер Шмитта с настраиваемым гистерезисом. по flandersen | обновлено 1 мая 2012 г. триггер Шмитта
	Триггер Шмитта с операционным усилителем ПУБЛИЧНЫЙ Триггер Шмитта с операционным усилителем с использованием положительной обратной связи. по flandersen | обновлено 1 мая 2012 г. триггер Шмитта
	поведенческий неинвертирующий триггер Шмитта 01 ПУБЛИЧНЫЙ Неинвертирующий триггер Шмитта, управляемый поведенческим источником косинусного напряжения 5 В от пика до пика с частотой 1 кГц с экспоненциальным запуском от 2.Смещение 5 В постоянного тока с постоянной времени 250 мкс, жесткое ограничение на 0,5 В … по сигналу | обновлено 15 апреля 2012 г. поведенческие источники конвергенция улучшение конвергенции синусоидальный источник триггер Шмитта
	инвертирующий логический вентиль триггера Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ Поведенческая модель логического элемента инвертирующего триггера Шмитта с настраиваемым пользователем порогом и гистерезисом. по сигналу | обновлено 22 марта 2012 г. поведенческий шмитт инвертирующий-шмитт триггер Шмитта
	Гистерезис цифрового входа (поведение «триггера Шмитта») ПУБЛИЧНЫЙ Все входы цифровых элементов в CircuitLab в настоящее время демонстрируют эффекты гистерезиса (VIL = 2.0, VIH = 3,0). по mrobbins | обновлено 22 марта 2012 г. цифровой гистерезис триггер Шмитта

Схема триггера Шмитта на ИС операционного усилителя uA741, конструкция, схема, рабочая

Цепь триггера Шмитта или рекуперативного компаратора

Схема триггера Шмитта также называется схемой рекуперативного компаратора.Схема разработана с положительной обратной связью и, следовательно, будет иметь регенеративное действие, которое будет переключать уровни выхода. Кроме того, использование положительной обратной связи по напряжению вместо отрицательной обратной связи способствует преобразованию напряжения обратной связи во входное напряжение, а не противодействует ему. Использование регенеративной схемы предназначено для устранения трудностей в схеме детектора перехода через нуль из-за низкочастотных сигналов и входных шумовых напряжений.

Ниже представлена ​​принципиальная схема триггера Шмитта.По сути, это схема инвертирующего компаратора с положительной обратной связью. Триггер Шмитта предназначен для преобразования любой входной волны правильной или неправильной формы в прямоугольное выходное напряжение или импульс. Таким образом, ее также можно назвать схемой возведения в квадрат.

Схема триггера Шмитта с использованием микросхемы операционного усилителя uA741

Как показано на принципиальной схеме, делитель напряжения с резисторами Rdiv1 и Rdiv2 установлен в положительной обратной связи операционного усилителя 741 IC. Те же значения Rdiv1 и Rdiv2 используются для получения значения сопротивления Rpar = Rdiv1 || Rdiv2, которое последовательно соединено с входным напряжением.Rpar используется для минимизации проблем со смещением. Напряжение на R1 возвращается на неинвертирующий вход. Входное напряжение Vi запускает или изменяет состояние выхода Vout каждый раз, когда его уровни напряжения превышают определенное пороговое значение, называемое верхним пороговым напряжением (Vupt) и нижним пороговым напряжением (Vlpt).

Предположим, что инвертирующее входное напряжение имеет небольшое положительное значение. Это приведет к отрицательному значению на выходе. Это отрицательное напряжение возвращается на неинвертирующий вывод (+) операционного усилителя через делитель напряжения.Таким образом, значение отрицательного напряжения, которое возвращается на положительный вывод, становится выше. Значение отрицательного напряжения снова становится выше, пока цепь не перейдет в отрицательное насыщение (-Vsat). Теперь предположим, что инвертирующее входное напряжение имеет небольшое отрицательное значение. Это вызовет на выходе положительное значение. Это положительное напряжение возвращается на неинвертирующий вывод (+) операционного усилителя через делитель напряжения. Таким образом, значение положительного напряжения, которое возвращается на положительный вывод, становится выше.Значение положительного напряжения снова становится выше, пока цепь не перейдет в положительное насыщение (+ Vsat). Вот почему схема также называется схемой рекуперативного компаратора.

Форма входного и выходного сигнала триггера Шмитта

Когда Vout = + Vsat, напряжение на Rdiv1 называется верхним пороговым напряжением (Vupt). Входное напряжение Vin должно быть немного более положительным, чем Vupt, чтобы выход Vo переключился с + Vsat на -Vsat. Когда входное напряжение меньше Vupt, выходное напряжение Vout равно + Vsat.

Верхнее пороговое напряжение, Vupt = + Vsat (Rdiv1 / [Rdiv1 + Rdiv2])

Когда Vout = -Vsat, напряжение на Rdiv1 называется нижним пороговым напряжением (Vlpt). Входное напряжение Vin должно быть немного более отрицательным, чем Vlpt, чтобы выход Vo переключился с -Vsat на + Vsat. Когда входное напряжение меньше Vlpt, выходное напряжение Vout равно -Vsat.

Нижнее пороговое напряжение, Vlpt = -Vsat (Rdiv1 / [Rdiv1 + Rdiv2])

Если значения Vupt и Vlpt выше, чем входное шумовое напряжение, положительная обратная связь устранит ложные переходы на выходе.С помощью положительной обратной связи и ее регенеративного поведения выходное напряжение будет быстро переключаться между положительным и отрицательным напряжениями насыщения.

Характеристики гистерезиса

Поскольку используется схема компаратора с положительной обратной связью, на выходе может возникнуть гистерезис состояния зоны нечувствительности. Когда вход компаратора имеет значение выше Vupt, его выход переключается с + Vsat на -Vsat и возвращается в исходное состояние + Vsat, когда входное значение становится ниже Vlpt.Это показано на рисунке ниже. Напряжение гистерезиса можно рассчитать как разницу между верхним и нижним пороговыми напряжениями.

Гистерезис = Vupt — Vlpt

Подставляя значения Vupt и Vlpt из приведенных выше уравнений:

Гистерезис = + Vsat (Rdiv1 / Rdiv1 + Rdiv2) — {-Vsat (Rdiv1 / Rdiv1 + Rdiv2)}

Гистерезис = (Rdiv1 / Rdiv1 + Rdiv2) {+ Vsat — (-Vsat)}

Характеристики триггера Шмитта-гистерезиса

Применение триггера Шмитта

Триггер Шмитта в основном используется для преобразования очень медленно изменяющегося входного напряжения в выходной сигнал, имеющий резко изменяющуюся форму волны, возникающую точно при определенном заранее заданном значении входного напряжения.Триггер Шмитта можно использовать для всех приложений, в которых используется общий компаратор. Любой тип входного напряжения может быть преобразован в соответствующий ему прямоугольный сигнал. Единственное условие — входной сигнал должен иметь достаточно большой ход, чтобы входное напряжение выходило за пределы диапазона гистерезиса.