¿Qué es un Gatillo de Schmitt y su aplicación exactamente?

Question

Me gustaría preguntar sobre lo que es un Gatillo de Schmitt y sobre su aplicación.

Busqué mucho pero aún no lo entendí. Por favor, explícame paso a paso y espero que me ayudes en sus aplicaciones en circuitos reales.

Answer 1

La mayoría de los dispositivos tienen un punto de ajuste que es el mismo para una señal ascendente que para una señal descendente. Para las señales que tienen tiempos de subida rápidos, esto no es un problema, pero para las señales que tienen tiempos de subida muy lentos, o que son ruidosas, pueden hacer que la salida del dispositivo oscile de un lado a otro de apagado a encendido y viceversa debido a que la señal ronda justo en el punto de ajuste.

Así pues, un disparador Schmitt es un dispositivo (o la parte de entrada de un dispositivo) que tiene umbrales separados para una señal ascendente y una señal descendente. Obviamente, el umbral para la primera es más alto.

En este diagrama se muestran dos bandas. La superior representa el punto de ajuste alto, y la banda inferior representa el punto de ajuste bajo. Se muestran como bandas ya que habrá cierta tolerancia en la especificación. La diferencia entre la parte inferior de la banda alta y la superior de la banda baja es la histéresis del dispositivo.

Como ya se ha mencionado, los disparadores Schmidt pueden utilizarse tanto para señales que cambian lentamente como para las ruidosas. Estos son algunos ejemplos de lugares donde se pueden utilizar los disparadores Schmitt:

Hay muchas maneras de comprar o construir disparadores Schmidt. Hay muchos circuitos integrados lógicos que incluyen disparadores Schmitt en sus entradas, como el 74HCT132 pero tiene umbrales fijos También se puede construir uno usando transistores discretos, pero lo más fácil es usar un op-amp ya que los únicos componentes adicionales necesarios para añadir la histéresis son las resistencias:

A diferencia de muchos esquemas de disparadores Schmitt que se encuentran en la web, éste utiliza un op-amp con una sola alimentación. Los umbrales de tensión \$V_{\text{high}}\$ y \$V_{\text{low}}\$ se ajustan mediante una combinación de las resistencias divisoras de tensión \$R_1/R_2\$ y la resistencia de retroalimentación \$R_{\text{FB}}\$ :

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

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

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

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

Hay un bonito Calculadora de disparo de Schmitt que facilita el cálculo de los valores de las resistencias que necesitas.

Answer 2

El Schmitt Trigger es un comparador con histéresis incorporada. Un comparador normal tendrá su salida dependiendo de la entrada comparada con un punto de ajuste. La salida es un 1 si la entrada es mayor que el punto de ajuste y un 0 si la entrada es menor que el punto de ajuste. Esto está bien para muchas aplicaciones, pero si la entrada transita lentamente y tiene un poco de ruido, entonces habrá un pequeño tiempo en el que la entrada estará "vibrando" alrededor del punto de ajuste, lo que hará que la salida del comparador cambie entre alto y bajo con mucha frecuencia.

Un disparador de Schmitt intenta resolver este estado nebuloso en el que la entrada ronda el punto de ajuste añadiendo histéresis. Esto significa que ahora hay dos puntos de ajuste, uno del lado bajo y otro del lado alto. Digamos, por ejemplo, que el punto de ajuste del lado de baja es de 2,0 V y el del lado de alta es de 1,5 V. Si la entrada empieza a subir, tan pronto como la entrada (con ruido) llegue a 2,0 V, cambiará la salida a un 1. Entonces permanecerá en 1 hasta que la entrada caiga volver hasta 1,5 V. Esta zona entre 1,5 V y 2,0 V evita la conmutación habilitada por el ruido y crea una salida más esperada del Schmitt Trigger.

La histéresis de un Schmitt Trigger se puede utilizar para unas cuantas cosas, siendo un par de las aplicaciones la creación de un temporizador (creación de una simple señal de reloj), o el desbordamiento de un interruptor. El temporizador se puede hacer mediante la adición de un RC a la salida y la alimentación de esa señal de nuevo a la entrada. El debouncing simple se puede hacer enviando la entrada del interruptor a la entrada del Schmitt Trigger y tomando la salida.

Answer 3

Un circuito de disparo de Schmitt es similar a un amplificador no inversor, salvo que la diferencia importante es que la entrada se aplica al terminal inversor del amplificador óptico, en lugar del terminal de entrada no inversor, y que la retroalimentación de la salida se conecta a la entrada no inversora.

Un disparador Schmitt es una aplicación de comparador que conmuta la salida de un nivel a otro. La clave es la retroalimentación positiva para proporcionar la histéresis.