O que é exatamente um Schmitt Trigger e sua aplicação?

eu gostaria de perguntar sobre o que é um Schmitt Trigger e sobre sua aplicação.

Eu procurei muito, mas ainda não entendi. Por favor, explique passo a passo e espero que você me ajude em suas aplicações em circuitos reais.

A maioria dos dispositivos possui um ponto de ajuste que é o mesmo para um sinal ascendente e para um sinal com falha. Para sinais com tempos de subida rápidos, isso não é um problema, mas para sinais com tempos de subida muito lentos ou com ruído, isso pode fazer com que a saída do dispositivo oscile de um lado para o outro de um lado para o outro devido à sinal pairando exatamente no ponto definido.

Portanto, um gatilho Schmitt é um dispositivo (ou a parte de entrada de um dispositivo) que possui limites separados para um sinal crescente e um sinal com falha. Obviamente, o limiar para o primeiro é mais alto.

Neste diagrama, duas bandas são mostradas. A parte superior representa o ponto de ajuste alto e a banda baixa representa o ponto de ajuste baixo. Eles são mostrados como bandas, pois haverá alguma tolerância na especificação. A diferença entre a parte inferior da banda alta e a parte superior superior da banda baixa é a histerese do dispositivo.

Como mencionado anteriormente, os gatilhos Schmidt podem ser usados ​​para sinais que mudam lentamente ou para ruídos. Aqui estão alguns exemplos de lugares onde os gatilhos Schmitt podem ser usados:

Existem muitas maneiras de comprar ou criar gatilhos Schmidt. Existem muitos ICs lógicos que incluem gatilhos Schmitt em suas entradas, como o 74HCT132 , mas ele possui limites fixos. Você também pode criar um usando transistores discretos, mas o mais fácil é usar um amplificador operacional, já que os únicos componentes adicionais necessário adicionar a histerese são resistores:

Ao contrário de muitos esquemas de trigger de Schmitt encontrados na Web, este usa um amplificador operacional com um único suprimento. Os limiares de tensão$V_{\text{high}}$ e $V_{\text{low}}$ são configurados usando uma combinação dos resistores divisores de tensão $R_1/R_2$ e o resistor de feedback $R_{\text{FB}}$:

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

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

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

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

Existe uma boa calculadora Schmitt Trigger que facilita a descoberta dos valores dos resistores necessários.

O Schmitt Trigger é um comparador com histerese incorporada. Um comparador normal terá sua saída dependendo da entrada em comparação com um ponto de ajuste. Emite 1 se a entrada for maior que o ponto de ajuste e em 0 se a entrada for menor que o ponto de ajuste. Isso é bom para muitas aplicações, mas se a entrada transitar lentamente e apresentar um pouco de ruído, haverá um pequeno período em que a entrada estará "vibrando" em torno do ponto de ajuste, o que fará com que a saída do comparador mude volta e quarta entre alta e baixa com muita freqüência.

Um Schmitt Trigger tenta resolver esse estado nebuloso, onde a entrada está pairando em torno do ponto de ajuste, adicionando histerese. Isso significa que agora existem dois pontos de ajuste, um do lado baixo e outro do lado alto. Digamos, por exemplo, que o ponto de ajuste do lado inferior é de 2,0 V e o gatilho do lado alto é de 1,5 V. Se a entrada começar a subir, assim que a entrada (com ruído) atingir 2,0 V, a saída será alterada para um 1. em seguida, ele permanecerá no 1 até que a entrada cai de volta para baixo para 1,5 V. Esta área entre 1,5 V e 2,0 V impede que o ruído de comutação activada e gera uma saída de mais esperado a partir do disparador de Schmitt.

A histerese de um Schmitt Trigger pode ser usada para algumas coisas, com algumas aplicações sendo a criação de um timer (criação simples de sinal de relógio) ou a desativação de um switch. O temporizador pode ser feito adicionando um RC à saída e alimentando esse sinal de volta à entrada. A conversão simples pode ser feita enviando a entrada do comutador para a entrada do Schmitt Trigger e obtendo a saída.

Um circuito de gatilho Schmitt é semelhante a um amplificador não inversor, exceto que a diferença importante é que a entrada é aplicada ao terminal inversor do amplificador operacional, em vez do terminal de entrada não inversor, e que o feedback da saída é conectado ao amplificador não inversor. entrada inversora.

Um gatilho Schmitt é um aplicativo comparador que alterna a saída de um nível para outro. A chave é o feedback positivo para fornecer a histerese.