ما هو مشغل شميت؟ العمل والتطبيقات

في الأساس ، شميت الزناد هو هزاز متعدد مع حالتين مستقرتين ، ويبقى الإخراج في إحدى الحالات الثابتة حتى إشعار آخر. يحدث التغيير من حالة مستقرة إلى حالة أخرى أثناء تنشيط إشارة الإدخال تقريبًا. ال تشغيل الهزاز المتعدد يتطلب مكبر للصوت مع ردود فعل إيجابية مع كسب حلقة فوق الوحدة. تُستخدم هذه الدائرة بشكل متكرر لتغيير الموجات المربعة عن طريق الاختلاف التدريجي للحدود نحو الحواف الحادة المستخدمة في الدوائر الرقمية ، بالإضافة إلى تبديل الانحراف. يناقش هذا المقال يا له من مشغل شميت و شميت يطلق العمل مع مخطط الدائرة مع العمل والتطبيقات.

ما هو مشغل شميت؟

يمكن تعريف مشغل شميت على أنه عامل متجدد المقارنة . إنها تستخدم ردود فعل إيجابية وتحول المدخلات الجيبية إلى خرج موجة مربعة. يتأرجح خرج Schmitt Trigger عند الفولتية العلوية والسفلية ، وهي الفولتية المرجعية لشكل موجة الإدخال. إنها دائرة ثنائية الاستقرار يتأرجح فيها الإخراج بين مستويين من الجهد المستقر (مرتفع ومنخفض) عندما يصل الإدخال إلى مستويات جهد عتبة معينة مصممة.

حلبة شميت الزناد

يتم تصنيف هذه إلى نوعين وهما عكس الزناد شميت و الزناد غير المقلوب شميت . يمكن تعريف مشغل Schmitt المقلوب كعنصر إخراج متصل بالطرف الموجب لـ مكبر تشغيلي . وبالمثل ، فإن noninverting يمكن تعريف مكبر للصوت حيث يتم إعطاء إشارة الإدخال عند الطرف السالب لمكبر التشغيل.

ما هي UTP و LTP؟

ال UTP و LTP في مشغل شميت استخدام المرجع أمبير 741 لا شيء إلا UTP تعني نقطة الزناد العليا ، بينما LTP تعني نقطة الزناد السفلية . يمكن تعريف التباطؤ عندما يكون الإدخال أعلى من عتبة معينة (UTP) ، يكون الناتج منخفضًا. عندما يكون الإدخال أقل من عتبة (LTP) ، يكون الناتج مرتفعًا عندما يكون الإدخال بين الاثنين ، ويحتفظ الناتج بقيمته الحالية. يسمى عمل العتبة المزدوجة هذا بالتباطؤ.

نقطة الزناد العلوية والسفلية

V Hysteresis = UTP-LTP في مثالنا

نقطة العتبة العليا (Trigger) ، نقاط الحد الأدنى (Trigger) - هذه هي النقاط التي تتم فيها مقارنة إشارة الإدخال. قيم UTP و

يتضمن LTP للدائرة أعلاه ما يلي

UTP = + V * R2 / (R1 + R2)

LTP = -V * R2 / (R1 + R2)

عند المقارنة بين مستويين ، قد يكون هناك تذبذب (أو صيد) على الحدود. وجود التباطؤ يمنع مشكلة التذبذب هذه تم حلها. يقارن المقارنة دائمًا بجهد مرجعي ثابت (مرجع فردي) بينما يقارن مشغل شميت بجهدتين مختلفتين تسمى UTP و LTP.

قيم UTP و LTP لما ورد أعلاه مشغل شميت باستخدام دائرة op-amp 741 يمكن حسابها باستخدام المعادلات التالية.

نحن نعرف ذلك،

UTP = + V * R2 / (R1 + R2)

LTP = -V * R2 / (R1 + R2)

UTP = + 10V * 5𝐾 / 5𝐾 + 10𝐾 = + 3.33 فولت

LTP = -10V * 5𝐾 / 5𝐾 + 10𝐾 = - 3.33 فولت

شميت الزناد باستخدام IC 555

ال رسم تخطيطي لدائرة الزناد شميت باستخدام IC555 هو مبين أدناه. يمكن بناء الدائرة التالية مع الأساسي مكونات الكترونية ، لكن IC555 هو عنصر أساسي في هذه الدائرة. يتم توصيل كلا دبابيس IC مثل pin-4 و pin-8 بمصدر Vcc. يتم تقصير الدبابيس مثل 2 و 6 ، ويتم إعطاء الإدخال بشكل متبادل لهذه المسامير بمساعدة مكثف.

Schmitt Trigger باستخدام 555 IC

يمكن تزويد النقطة المشتركة بين الدبابيس بجهد انحياز خارجي (Vcc / 2) باستخدام حكم مقسم الجهد يمكن تشكيلها من قبل اثنين المقاومات وهي R1 & R2. يحافظ الإخراج على قيمه بينما يكون الإدخال من بين قيمتي العتبة التي تسمى التباطؤ. يمكن أن تؤدي هذه الدائرة كعنصر ذاكرة.

قيم العتبة هي 2 / 3Vcc & 1 / 3Vcc. المتفوق المقارنة جولات في 2 / 3Vcc بينما جولات المقارنة الثانوية بتوريد 1 / 3Vcc.
يتناقض الجهد الرئيسي مع قيمتي العتبة باستخدام المقارنات الفردية. ال شبشب (FF) يتم ترتيبها أو إعادة ترتيبها بناءً على ذلك. سيصبح الناتج مرتفعًا أو منخفضًا بناءً على ذلك.

شميت الزناد باستخدام الترانزستورات

ال دائرة الزناد شميت استخدام ترانزستور هو مبين أدناه. يمكن بناء الدائرة التالية باستخدام المكونات الإلكترونية الأساسية ، لكن اثنين من الترانزستورات هي مكونات أساسية لهذه الدائرة.

شميت الزناد باستخدام الترانزستورات

عندما يكون جهد الدخل (Vin) هو 0 فولت ، فلن يتم توصيل ترانزستور T1 ، في حين أن الترانزستور T2 سينفذ بسبب مرجع الجهد (Vref) مع الجهد 1.98. في العقدة B ، يمكن التعامل مع الدائرة كمقسم جهد لحساب الجهد بمساعدة التعبيرات التالية.

Vin = 0V ، Vref = 5V

Va = (Ra + Rb / Ra + Rb + R1) * Vref

Vb = (Rb / Rb + R1 + Ra) * Vref

الجهد الموصل للترانزستور T2 منخفض وسيكون جهد طرف باعث الترانزستور 0.7 فولت أقل من الطرف الأساسي للترانزستور الذي سيكون 1.28 فولت.

لذلك ، عندما نزيد جهد الدخل ، يمكن عبور قيمة الترانزستور T1 بحيث يعمل الترانزستور. سيكون هذا هو السبب في انخفاض الجهد الطرفي الأساسي للترانزستور T2. عندما لا يعمل الترانزستور T2 لفترة أطول ، فسيتم زيادة جهد الخرج.
بعد ذلك ، سيبدأ Vin (جهد الدخل) في محطة قاعدة الترانزستور T1 في الرفض وسوف يقوم بإلغاء تنشيط الترانزستور لأن جهد طرف قاعدة الترانزستور سيكون أعلى من 0.7 فولت من طرف الباعث.

سيحدث هذا عندما يرفض التيار الباعث إلى نهاية حيث سيجد الترانزستور في وضع نشط للأمام. لذلك سيرتفع الجهد عند المجمع وكذلك المحطة الأساسية للترانزستور T2. سيؤدي هذا إلى تدفق القليل من التيار عبر ترانزستور T2 بشكل أكبر ، مما سيؤدي إلى انخفاض جهد بواعث الترانزستور وأيضًا إيقاف تشغيل الترانزستور T1. في هذه الحالة ، يتطلب جهد الدخل إسقاط 1.3 فولت لإلغاء تنشيط الترانزستور T1. أخيرًا ، ستكون قيمتا العتبة 1.9 فولت و 1.3 فولت.

تطبيقات شميت الزناد

ال استخدامات الزناد شميت تشمل ما يلي.

• تُستخدم مشغلات Schmitt بشكل أساسي لتغيير موجة جيبية إلى موجة مربعة.
• يجب استخدامها في دائرة تبديل الطارد للحصول على ضوضاء أو متطلبات إدخال بطيئة مثل التنظيف أو الإسراع
• تستخدم هذه عادةً في تطبيقات مثل تكييف الإشارة لإزالة ضوضاء الإشارات في الدوائر الرقمية .
• هذه تستخدم لتنفيذ الاسترخاء المذبذبات لتصميمات الاستجابة السلبية ذات الحلقة المغلقة
• هذه تستخدم في التبديل مزودات الطاقة وكذلك مولدات الوظيفة

وبالتالي ، هذا كل شيء عن نظرية الزناد شميت . توجد هذه في العديد من التطبيقات داخل الدوائر الرقمية التناظرية والرقمية. مرونة TTL Schmitt غير مؤاتية مع نطاق العرض الضيق ، وسعة الواجهة الجزئية ، ومقاومة المدخلات الصغيرة وخصائص الإخراج غير المستقرة. يمكن تصميم هذا بأجهزة منفصلة لإقناع معلمة دقيقة ، ومع ذلك ، هذا حذر ويستغرق وقتًا في التصميم. إليك سؤال لك ، ما هي ملفات مزايا مشغل شميت ؟