Mạch Schmitt Trigger sử dụng Op-Amp

mạch kích hoạt schmitt với op amp

Mạch kích hoạt Schmitt còn được gọi là mạch so sánh phản hồi. mạch được thiết kế với một phản hồi tích cực và do đó sẽ tạo ra chuyển mạch đầu ra. Ngoài ra, sử dụng phản hồi điện áp dương thay vì phản hồi tiêu cực sẽ hỗ trợ điện áp phản hồi cho điện áp đầu vào thay vì chống lại nó. Sử dụng mạch này giúp loại bỏ những khó khăn trong việc phát hiện chéo do tín hiệu tần số thấp và điện áp nhiễu đầu vào.

Sơ đồ mạch cho bộ kích hoạt schmitt được hiển thị bên dưới. đây về cơ bản là một mạch so sánh đảo ngược với phản hồi tích cực. Mục đích của mạch là chuyển đổi bất kỳ dạng sóng đầu vào có hình dạng đều đặn hoặc không đều thành xung hoặc điện áp đầu ra sóng vuông. vì vậy nó cũng có thể được gọi là máy tạo sóng vuông.

Như được hiển thị trong sơ đồ mạch, bộ chia điện áp có điện trở rdiv1 và rdiv2 được đặt trong phản hồi tích cực của amp op 741. Các giá trị tương tự của rdiv1 và rdiv2 được sử dụng để lấy giá trị điện trở rpar = rdiv1 | | rdiv2 mắc nối tiếp với điện áp đầu vào. rpar được sử dụng để giảm thiểu điện áp bù. điện áp trên r1 được đưa trở lại đầu vào không đảo. điện áp đầu vào (vi) kích hoạt hoặc thay đổi trạng thái đầu ra vout bất cứ khi nào mức điện áp của nó tăng trên một giá trị ngưỡng nhất định được gọi là điện áp ngưỡng trên (vupt) và điện áp ngưỡng dưới (vlpt). / p>

Giả sử điện áp đầu vào biến tần có giá trị dương nhỏ. điều này sẽ tạo ra một giá trị âm. điện áp âm này được đưa trở lại cực không nghịch đảo (+) của op amp thông qua bộ chia điện áp. do đó, giá trị của điện áp âm được cấp lại cho cực dương tăng lên. giá trị của điện áp âm tăng trở lại cho đến khi mạch được đưa vào trạng thái bão hòa âm (-vsat). tiếp tục nếu điện áp đầu vào biến tần có giá trị âm nhỏ. điều này sẽ tạo ra một giá trị dương ở đầu ra. điện áp dương này được đưa trở lại cực không nghịch đảo (+) của op amp thông qua bộ chia điện áp. do đó, giá trị của điện áp dương cấp trở lại anôt tăng lên. giá trị của điện áp dương lại tăng cho đến khi đưa mạch vào trạng thái bão hòa dương (+ vsat). đó là lý do tại sao mạch còn được gọi là bộ so sánh với phản hồi.

khi vout = + vsat, điện áp trên rdiv1 trở thành điện áp ngưỡng trên (vupt). điện áp đầu vào, vin, phải tích cực hơn một chút so với vupt để đầu ra vo thay đổi từ + vsat thành -vsat. khi điện áp đầu vào nhỏ hơn vupt, điện áp đầu ra vout là + vsat.

ngưỡng điện áp trên: vupt = + vsat (rdiv1 / [rdiv1 + rdiv2])

khi vout = -vsat, điện áp trên rdiv1 được gọi là điện áp ngưỡng dưới (vlpt). điện áp đầu vào, vin, phải âm hơn một chút so với vlpt để đầu ra vo thay đổi từ -vsat thành + vsat. khi điện áp đầu vào nhỏ hơn vlpt, điện áp đầu ra vout là -vsat.

ngưỡng điện áp thấp hơn : vlpt = -vsat (rdiv1 / [rdiv1 + rdiv2])

nếu các giá trị của vupt và vlpt cao hơn điện áp nhiễu đầu vào, thì phản hồi tích cực sẽ loại bỏ các chuyển đổi đầu ra sai. Với sự trợ giúp của phản hồi tích cực, điện áp đầu ra sẽ nhanh chóng chuyển đổi giữa điện áp bão hòa dương và âm.

muộn

Bởi vì mạch so sánh có phản hồi tích cực, sẽ có độ trễ ở đầu ra. khi đầu vào của bộ so sánh lớn hơn vupt, đầu ra của nó đi từ + vsat thành -vsat và trở về trạng thái ban đầu + vsat, khi giá trị đầu vào nhỏ hơn vlpt. Điều này được thể hiện trong hình dưới đây. điện áp trễ có thể được tính bằng hiệu giữa điện áp ngưỡng trên và ngưỡng dưới.

vlate = vupt – vlpt

các giá trị vupt và vlpt được biểu diễn từ các phương trình:

v delay = + vsat (rdiv1 / rdiv1 + rdiv2) – {-vsat (rdiv1 / rdiv1 + rdiv2)}

delay = (rdiv1 / rdiv1 + rdiv2) {+ vsat – (-vsat)}

ứng dụng kích hoạt schmitt

Bộ kích hoạt schmitt chủ yếu được sử dụng để chuyển sự thay đổi điện áp đầu vào rất chậm thành đầu ra có sự thay đổi dạng sóng đột ngột xảy ra ở chính xác một giá trị nhất định của điện áp đầu vào. mạch có thể được sử dụng cho tất cả các ứng dụng sử dụng một bộ so sánh chung.