اصول کار اشمیت تریگر

اصول کار اشمیت تریگر:
در مدار اشمیت تریگر از فیدبک مثبت استفاده می شود. این مدار از خروجی یک نمونه گرفته و آن را به ورودی باز می گرداند و منجر به تقویت خروجی می شود، دقیقا برعکس فیدبک منفی که در آن تلاش می شود تا از هرگونه تغییر خروجی جلوگیری شود.

ویژگی تقویت کنندگی (Reinforcing) باعث می شود مقایسه کننده بتواند تصمیم بگیرد که کدام حالت خروجی را می خواهد و در آن باقی بماند، حتی در مواردی که به صورت عادی در ناحیه مرده است.

برای درک اصول کاری اشمیت تریگر ابتدا به بیان نحوه کار مقایسه کننده اپ امپی و اپ امپ در فیدبک مثبت می پردازیم. توضیحات زیر این مفاهیم را روشن تر می کند.

مقایسه کننده اپ امپی:
در شکل زیر یک اپ امپ که ورودی معکوس کننده (منفی) آن به ولتاژ صفر ولت یا زمین متصل شده است را مشاهده می کنیم.

پایه غیر معکوس کننده اپ امپ به ولتاژ ورودی Vin متصل شده است. این مدار در واقع یک مدار مقایسه کننده است و ورودی معکوس کننده و ورودی غیر معکوس کننده را با یکدیگر مقایسه می کند.

در این مدار ولتاژ ورودی با ولتاژ صفر ولت مقایسه می شود. زمانی که ولتاژ ورودی به مقدار زیر صفر ولت افت کند، ولتاژ خروجی مقایسه کننده به مقدار−VCC خواهد رسید و اگر ولتاژ ورودی بالای صفر ولت باشد، ولتاژ خروجی دارای مقدار+VCC خواهد بود.

شکل زیر مدار مقایسه کننده اپ امپی و شکل موج ولتا ژ خروجی آن را نشان می دهد.

اپ امپ با فیدبک مثبت:
حال اگر فیدبکی مثبت در مقایسه کننده اپ امپی ایجاد کنیم، مدار اشمیت تریگر به وجود می آید. برای ایجاد فیدبک مثبت، یک مقاومت بین ولتاژ خروجی و ورودی غیر معکوس کننده و یک مقاومت بین ولتاژ ورودی و پایه غیر معکوس کننده متصل می شود.

در این مدار زمانی که ولتاژ گره A از مقدار آستانه صفر ولت عبور کند، خروجی از مقدار−VCCبه+VCC تغییر خواهد کرد. نمایی از نحوه اتصالات در این مدار در شکل زیر نشان داده شده است.

در مدار بالا از طریق تنظیم مقدار مقاومت ها می توان انتخاب کرد که کلیدزنی یا تغییر حالت خروجی به ازای چه مقادیری از ولتاژ ورودی انجام گیرد. معادلات مدار به صورت زیر هستند:

به عنوان مثال اگر مقدار مقاومت ها به صورت زیر باشند:

R1=1k

R2=2k

و ولتاژ خروجی مقدار−12V باشد و ولتاژ ورودی منفی بوده و در حال افزایش باشد، کلید زنی بین دو مقدار −12V و 12 V طبق معادله در مقدار 6 ولت اتفاق می افتد.

اما اگر ولتاژ ورودی بالاتر بوده و در حال کاهش باشد، نقطه کلید زنی در مقدار−6V اتفاق می افتد.