17.6.3. ПРЕЦИЗИОННЫЙ ТРИГГЕР ШМИТТА

В описанных выше схемах уровни срабатывания триггера Шмитта не являются прецизионными, как, например, у схем компараторов на базе операционных усилителей. Высокой точности установки уровней срабатывания можно достичь, если, как показано на рис. 17.33, построить триггер Шмитта на базе компаратора, связанного с аналоговым коммутатором.

Рис. 17.31. Диаграмма работы неинвертирующего триггера Шмитта.

Выходное напряжение аналогового коммутатора в зависимости от состояния компаратора принимает одно из двух заданных значений или Вследствие наличия положительной обратной связи, осуществляемой через делитель напряжения для уровней напряжения переключения

Рис. 17 32. Суммирующий триггер Шмитта. Нижний порог срабатывания: Верхний порог срабатывания:

Рис. 17.33. Прецизионный триггер Шмитта с аналоговым коммутатором. Нижний порог срабатывания: Верхний порог срабатывания:

триггера Шмитта получены следующие значения:

В отличие от схемы триггера Шмитта, изображенной на рис. 17.26, уровни напряжения переключения в данной схеме не зависят от граничных уровней выходного напряжения операционного усилителя.

Аналогичную прецизионную схему можно также выполнить на основе неинвертирующего триггера Шмитта, в которой, как показано на рис. 17.29, N-вход подключен к общей точке, а входной сигнал подан на резистор

Часто требуется обеспечить высокую точность уровней переключения схемы, причем к выходному напряжению триггера Шмитта такие требования не предъявляются. В этом случае аналоговые коммутаторы не требуются. Схема такого триггера Шмитта представлена на рис. 17.34. Операционный усилитель включен в цепь суммирующего триггера Шмитта. Два подключенных к его входам компаратора и служат для точного задания порогов срабатывания схемы.

Если входное напряжение превышает оба порога срабатывания схемы то . Если входное напряжение становится ниже верхнего порога срабатывания, величина выходного напряжения не изменится, так как в этом случае один из двух выходных потенциалов компараторов и имеет величину , а другой При этом потенциал на Р-входе составит Потенциал будет отрицательным только тогда, когда входное напряжение станет ниже нижнего порога срабатывания схемы. В этот момент выходное напряжение изменится от уровня иаыякс к уровню иамш. Таким образом, триггер Шмитта выключается, когда входное напряжение становится ниже нижнего порога срабатывания, и включается, когда оно становится выше верхнего порога срабатывания. Временная диаграмма напряжений, изображенная на рис. 17.35, иллюстрирует работу схемы.

Если в качестве компараторов использовать операционные усилители со схемами преобразования уровня сигналов, то,

Рис. 17.34. Прецизионный триггер Шмитта с двумя компараторами Верхний порог срабатывания: Нижний порог срабатывания:

Рис. 17.35. Диаграмма работы триггера Шмитта.

Рис. 17.36. Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером. Верхний порог срабатывания:

Нижний порог срабатывания: при

Рис. 17.37. Зависимость логических переменных от входного напряжения.

как показано на рис. 17.36, вместо операционного усилителя можно применить RS-триггер. Он устанавливается в единичное состояние, когда входное напряжение превышает верхний порог срабатывания схемы и сбрасывается в нулевое состояние, когда напряжение становится ниже нижнего порога срабатывания Временная диаграмма работы схемы представлена на рис. 17.37.

Уже упоминавшаяся в этой главе интегральная микросхема содержит в одном корпусе два компаратора, каждый из которых подключен ко входу логического элемента И-НЕ. Рассмотренную выше схему триггера Шмитта можно собрать на одной такой интегральной микросхеме. Для работы в низкочастотном диапазоне возможно еще одно схемное решение триггера Шмитта на базе ИС таймера 555, о котором более подробно будет идти речь в разд. 18.5.1.