基本的に、 シュミットトリガー は 2つの安定状態を持つマルチバイブレータ、および出力は、追って通知があるまで定常状態の1つに留まります。ある安定状態から別の状態への変化は、入力信号がほぼアクティブになるときに発生します。ザ・マルチバイブレータの操作ループゲインが1を超える正帰還のアンプが必要です。この回路は、デジタル回路で使用される鋭いエッジに向かって境界を徐々に変化させることによって方形波を変更したり、スイッチのデバウンスを行ったりするためによく使用されます。この記事では シュミットトリガーとは 、 シュミットトリガーが機能する 動作とアプリケーションの回路図付き。

シュミットトリガーとは何ですか？

シュミットトリガーは再生式であるため定義できますコンパレータ。正のフィードバックを採用し、正弦波入力を方形波出力に変換します。シュミットトリガーの出力は、入力波形の基準電圧である上限および下限しきい値電圧でスイングします。これは、入力が特定の設計されたしきい値電圧レベルに達すると、出力が2つの定常状態電圧レベル（HighとLow）の間でスイングする双安定回路です。

シュミットトリガー回路

これらは2つのタイプに分類されます。 シュミットトリガーの反転 そして 非反転シュミットトリガー 。反転シュミットトリガーは、出力の要素がの正端子に接続されていると定義できます。オペアンプ。同様に、非反転アンプを定義することができます入力信号はオペアンプの負端子で与えられるためです。

UTPとLTPとは何ですか？

ザ・ シュミットトリガーのUTPとLTP を使用してオペアンプ741 ただです UTPは上部トリガーポイントの略です 、一方、 LTPは下部トリガーポイントの略です 。ヒステリシスは、入力が特定の選択されたしきい値（UTP）よりも高い場合、出力が低いと定義できます。入力がしきい値（LTP）を下回っている場合、入力が2つの間にあるときに出力はハイになり、出力は現在の値を保持します。この二重しきい値アクションはヒステリシスと呼ばれます。

上部と下部のトリガーポイント

“差動アンプのゲイン ”

Vヒステリシス=この例ではUTP-LTP

上限しきい値（トリガー）ポイント、下限しきい値（トリガー）ポイント–これらは入力信号が比較されるポイントです。 UTPとの値

上記の回路のLTPには、次のものが含まれます。

UTP = + V * R2 /（R1 + R2）

LTP = -V * R2 /（R1 + R2）

2つのレベルを比較する場合、境界で振動（またはハンティング）が発生する可能性があります。ヒステリシスがあると、この発振の問題が解決されます。コンパレータは常に固定基準電圧（単一基準）と比較しますが、シュミットトリガーはUTPとLTPと呼ばれる2つの異なる電圧と比較します。

上記のUTPおよびLTP値 オペアンプ741回路を使用したシュミットトリガー 次の式を使用して計算できます。

“カーボン皮膜抵抗器のカラーコード ”

私達はことを知っています、

UTP = + V * R2 /（R1 + R2）

LTP = -V * R2 /（R1 + R2）

UTP = + 10V *5𝐾/5𝐾+10𝐾= + 3.33 V

LTP = -10V *5𝐾/5𝐾+10𝐾= – 3.33 V

IC555を使用したシュミットトリガー

ザ・ IC555を使用したシュミットトリガーの回路図 以下に示します。次の回路は基本的に構築することができます電子部品、だが IC555 この回路に不可欠なコンポーネントです。ピン4とピン8などのICの両方のピンはVcc電源に接続されています。 2と6のような2つのピンは短絡されており、入力はコンデンサの助けを借りてこれらのピンに相互に与えられます。

555ICを使用したシュミットトリガー

2つのピンの相互ポイントには、を使用して外部バイアス電圧（Vcc / 2）を供給することができます。 分圧器のルール それは2つで形成することができます抵抗器つまり、R1とR2です。入力がヒステリシスと呼ばれる2つのしきい値の間にある間、出力はその値を保持します。この回路は、メモリ要素のように機能します。

しきい値は2 / 3Vcc＆1 / 3Vccです。上司 コンパレータ 2 / 3Vccでツアーし、マイナーコンパレータは1 / 3Vccの電源でツアーします。
キー電圧は、個々のコンパレータを使用して2つのしきい値と対比されます。ザ・ フリップフロップ（FF） その結果、配置または再配置されます。これに応じて出力がハイまたはローになります。

トランジスタを使用したシュミットトリガー

ザ・ シュミットトリガー回路 を使用してトランジスタ以下に示します。次の回路はで構築することができます 基本的な電子部品 、だが 2つのトランジスタこの回路に不可欠なコンポーネントです。

トランジスタを使用したシュミットトリガー

“成功した情報技術プロジェクトの例 ”

入力電圧（Vin）が0 Vの場合、T1トランジスタは導通しませんが、T2トランジスタは電圧1.98の電圧リファレンス（Vref）により導通します。ノードBでは、回路を分圧器として扱い、次の式を使用して電圧を計算できます。

Vin = 0V、Vref = 5V

Va =（Ra + Rb / Ra + Rb + R1）* Vref

Vb =（Rb / Rb + R1 + Ra）* Vref

T2トランジスタの導通電圧は低く、トランジスタのエミッタ端子電圧は0.7 Vになり、トランジスタのベース端子である1.28Vよりも低くなります。

したがって、入力電圧を上げると、T1トランジスタの値が交差して、トランジスタが導通する可能性があります。これがトランジスタT2のベース端子電圧を下げる理由になります。 T2トランジスタが長く導通していない場合、出力電圧は上昇します。
その後、T1トランジスタのベース端子のVin（入力電圧）が拒否を開始し、トランジスタのベース端子電圧がエミッタ端子の0.7 Vを超えると、トランジスタが非アクティブになります。

これは、トランジスタが順方向アクティブのモードに入ると、エミッタ電流が最後まで拒否するときに発生します。そのため、コレクタの電圧が上昇し、T2トランジスタのベース端子も上昇します。これにより、T2トランジスタにほとんど電流が流れなくなり、さらにトランジスタのエミッタの電圧が低下し、T1トランジスタがオフになります。この場合、T1トランジスタを非アクティブにするには、入力電圧を1.3V下げる必要があります。したがって、最終的に2つのしきい値電圧は1.9Vと1.3Vになります。

シュミットトリガーアプリケーション

ザ・ シュミットトリガーの使用 以下のものが含まれます。

シュミットトリガーは、主に正弦波を方形波に変更するために使用されます。
これらは、ノイズの多い、またはクリーンアップや高速化などの遅い入力要件のために、スイッチデバウンサー回路で使用する必要があります。
これらは通常、信号ノイズを除去するための信号調整などのアプリケーションで使用されます。デジタル回路。
これらはリラクゼーションを実装するために使用されますオシレーター閉ループの負の応答設計の場合
これらはスイッチングで使用されます電源装置だけでなく、関数発生器

したがって、これはすべてについてです シュミットトリガー理論 。これらは、アナログおよびデジタル数値回路内のいくつかのアプリケーションで見られます。 TTLシュミットの柔軟性は、供給範囲が狭く、インターフェース容量が部分的で、入力インピーダンスが小さく、出力の特性が不安定であるという欠点があります。これは、正確なパラメータを納得させるためにディスクリートデバイスを使用して設計できますが、これは慎重であり、設計に時間がかかります。ここにあなたへの質問があります、何ですか シュミットトリガーの利点 ？