Триггер Шмитта: два порога вместо одного

У обычного ключа порог один, и на медленном или зашумлённом сигнале он дребезжит: около порога выход переключается десятки раз. Триггер Шмитта имеет два порога — верхний и нижний, — и переключается только при переходе через дальний. Разница между ними называется гистерезисом и задаётся общим эмиттерным резистором: ΔU ≈ I_э·R_э·(1 − R_к2/R_к1). Схема превращает плавный сигнал в прямоугольный с чистыми фронтами.

Что на схеме

Прочее

• an-dc — ps, 9 В
• an-gen — gen, нагрузка sine
• an-resistor — rc1, 2200 Ом
• an-resistor — rc2, 1000 Ом
• an-resistor — rb, 10000 Ом
• an-resistor — rb2, 10000 Ом
• an-npn — q1
• an-npn — q2
• an-resistor — re, 470 Ом
• an-probe — pa
• an-probe — pb
• an-gnd — gnd

Как соединено

Соединений на схеме: 18. Цепь считается от общей точки — земли: потенциалы всех узлов отсчитываются от неё. Направление тока задаёт полярность деталей, и у диода, электролита и транзистора она своя: перепутать выводы здесь значит получить другую схему, а не ту же самую наоборот.

Что попробовать

1. Запустите: на входе синусоида, на выходе прямоугольник с отвесными фронтами.
2. Сравните каналы: переключение вниз происходит не там же, где вверх. Расстояние между этими точками и есть гистерезис.
3. Уменьшите амплитуду генератора до 0,3 В — выход перестанет переключаться вовсе: сигнал не дотягивается до дальнего порога. Так схема и защищается от шума.

Что модель считает, а что нет

Схема считается во времени: каждый шаг — двадцать микросекунд, и заряд конденсатора, ток в катушке и состояние перехода переходят из шага в шаг. Отсюда берутся кривая заряда, форма выпрямленного напряжения и пульсации после фильтра — их нельзя получить расчётом установившегося режима.

Полупроводники описаны уравнениями, а не таблицами: диод — формулой Шокли, биполярный транзистор — моделью Эберса-Молла с поправкой Эрли, полевой — квадратичной. Поэтому падение на диоде растёт с током, а режимы транзистора получаются сами, а не задаются. Не считаются нагрев деталей и его влияние на параметры, ёмкости переходов и всё, что происходит выше единиц мегагерц.

Смотрите также

• Закон Ома: ток, который можно посчитать заранее — Источник, резистор и амперметр — всё. Прежде чем нажимать «Запустить», посчитайте: двенадцать вольт делить на тысячу ом…
• Перегрузка: почему у резистора есть мощность — Тот же закон Ома, но резистор взят на сто ом. Ток вырос до 120 мА, и на четвертьваттном резисторе рассеивается полтора в…
• Последовательное соединение: сопротивления складываются — При последовательном включении через все резисторы идёт один и тот же ток, а напряжения на них складываются: R = R₁ + R₂…
• Параллельное соединение: складываются проводимости — При параллельном включении на всех резисторах одно напряжение, а токи складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух резистор…
• Смешанное соединение: считаем от дальнего конца — Схему разбирают с конца: сначала складывают параллельные ветви, потом последовательные. Здесь R₂ ∥ R₃ = 1000·1000/2000 =…
• Первый закон Кирхгофа: сколько втекло, столько и вытекло — В любом узле сумма втекающих токов равна сумме вытекающих: ΣI = 0. Здесь ток источника разветвляется на три: I = I₁ + I₂…

← Все примеры галереи