¿Qué es un disparador Schmitt y su aplicación exactamente?

Me gustaría preguntar sobre qué es un disparador Schmitt y sobre su aplicación.

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

La mayoría de los dispositivos tienen un punto de ajuste que es el mismo para una señal ascendente que para una señal que falla. 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 vez en cuando debido a la señal flotando justo en el punto de ajuste.

Por lo tanto, un disparador Schmitt es un dispositivo (o la porción de entrada de un dispositivo) que tiene umbrales separados para una señal ascendente y una señal defectuosa. Obviamente, el umbral para el primero es más alto.

En este diagrama, se muestran dos bandas. El superior representa el punto de ajuste alto y la banda baja 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 parte superior superior de la banda baja es la histéresis del dispositivo.

Como se mencionó anteriormente, los activadores de Schmidt se pueden usar para señales que cambian lentamente o ruidosas. Estos son algunos ejemplos de lugares donde se pueden usar los activadores de Schmitt:

Hay muchas formas 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 puede construir uno usando transistores discretos, pero lo más fácil es usar un amplificador operacional ya que los únicos componentes adicionales Para añadir la histéresis se necesitan resistencias:

A diferencia de muchos esquemas de disparador Schmitt que se encuentran en la web, este utiliza un amplificador operacional con un solo suministro. Los umbrales de voltaje y se establecen usando una combinación de las resistencias divisorias de voltaje y la resistencia de realimentación :$V_{\text{high}}$$V_{\text{low}}$$R_1/R_2$$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 una buena calculadora de disparador Schmitt que facilita la determinación de los valores de resistencia que necesita.

El disparador Schmitt es un comparador con histéresis incorporada. Un comparador normal tendrá su salida dependiendo de la entrada en comparación con un punto de ajuste. Emite un 1 si la entrada es más alta que el punto de ajuste y emite un 0 si la entrada es más baja que el punto de ajuste. Esto está bien para muchas aplicaciones, pero si la entrada se transmite lentamente y tiene un poco de ruido, habrá un pequeño tiempo cuando la entrada "vibrará" alrededor del punto de ajuste, lo que hará que la salida del comparador cambie espalda y cuarto entre alto y bajo con mucha frecuencia.

Un disparador de Schmitt intenta resolver este estado nebuloso donde la entrada se mueve alrededor del punto de ajuste agregando histéresis. Esto significa que ahora hay dos puntos de ajuste, uno desde el lado bajo y otro desde el lado alto. Digamos, por ejemplo, que el punto de ajuste del lado bajo es 2.0 V y el disparador del lado alto es 1.5 V. Si la entrada comienza a subir, tan pronto como la entrada (con ruido) llegue a 2.0 V, cambiará la salida a a 1. Luego permanecerá en 1 hasta que la entrada vuelva a caer a 1.5 V. Esta área entre 1.5 V y 2.0 V evita la conmutación activada por ruido y crea una salida más esperada desde el disparador Schmitt.

La histéresis de un Schmitt Trigger se puede usar para algunas cosas, con un par de aplicaciones que son la creación de un temporizador (creación de señal de reloj simple) o la eliminación de rebotes de un interruptor. El temporizador se puede hacer agregando un RC a la salida y enviando esa señal a la entrada. El rebote simple se puede hacer enviando la entrada del interruptor a la entrada del disparador Schmitt y tomando la salida.

Un circuito disparador Schmitt es similar a un amplificador no inversor, excepto que la diferencia importante es que la entrada se aplica al terminal inversor del amplificador operacional, en lugar del terminal de entrada no inversor, y que la retroalimentación de la salida está conectada -inversión de entrada.

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