อ่าน 10 นาที
กลไกจุดระเบิดแบบ Schmitt
ในทาง อิเล็กทรอนิกส์ วงจร Schmitt trigger คือ วงจร เปรียบเทียบ ที่มี ฮิสเทอรีซิส โดยการใช้ ฟีดแบ็กเชิง บวก กับอินพุตที่ไม่กลับเฟสของ ตัวเปรียบเทียบ หรือ ตัวขยายสัญญาณแบบดิ...
กลไกจุดระเบิดแบบ Schmitt

ในทางอิเล็กทรอนิกส์วงจรSchmitt triggerคือ วงจร เปรียบเทียบที่มีฮิสเทอรีซิสโดยการใช้ฟีดแบ็กเชิง บวก กับอินพุตที่ไม่กลับเฟสของตัวเปรียบเทียบหรือ ตัวขยายสัญญาณแบบดิ ฟเฟอเรนเชียลเป็นวงจรแอคทีฟที่แปลง สัญญาณอินพุต แบบอนาล็อกเป็น สัญญาณเอาต์พุต แบบดิจิทัลวงจรนี้เรียกว่าทริกเกอร์เพราะเอาต์พุตจะคงค่าเดิมไว้จนกว่าอินพุตจะเปลี่ยนแปลงมากพอที่จะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ในการกำหนดค่าที่ไม่กลับเฟส เมื่ออินพุตสูงกว่าค่าเกณฑ์ที่เลือกไว้ เอาต์พุตจะเป็นสูง เมื่ออินพุตต่ำกว่าค่าเกณฑ์ที่เลือกไว้ค่าอื่น (ต่ำกว่า) เอาต์พุตจะเป็นต่ำ และเมื่ออินพุตอยู่ระหว่างสองระดับ เอาต์พุตจะคงค่าเดิมไว้ การทำงานแบบสองเกณฑ์นี้เรียกว่าฮิสเทอรีซิสและหมายความว่า Schmitt trigger มีหน่วยความจำและสามารถทำหน้าที่เป็นมัลติไวเบรเตอร์ แบบสองสถานะ (แลตช์หรือฟลิปฟลอป ) มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างวงจรทั้งสองชนิด: Schmitt trigger สามารถแปลงเป็นแลตช์ได้ และแลตช์สามารถแปลงเป็น Schmitt trigger ได้
อุปกรณ์ Schmitt trigger มักใช้ใน งาน ปรับสภาพสัญญาณเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนจากสัญญาณที่ใช้ในวงจรดิจิทัล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกระเด้งของหน้าสัมผัส เชิงกล ในสวิตช์ นอกจาก นี้ยังใช้ใน วงจร ป้อนกลับเชิงลบแบบวงปิด เพื่อสร้างออสซิลเลเตอร์แบบผ่อนคลายซึ่งใช้ในเครื่องกำเนิดสัญญาณฟังก์ชันและแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง

ในทฤษฎีสัญญาณ วงจร Schmitt trigger นั้นโดยพื้นฐานแล้วคือตัวแปลงสัญญาณ แบบหนึ่ง บิต
ประวัติศาสตร์
กลไกกระตุ้นของ Schmitt ถูกคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันOtto Schmittในปี 1934 ขณะที่เขายังเป็นนักศึกษาปริญญาโท[ 1 ]ต่อมาได้รับการอธิบายในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขา (1937) ว่าเป็นกลไกกระตุ้นแบบเทอร์มิออนิก [ 2 ] ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากการศึกษาการแพร่กระจายของกระแสประสาทในเส้นประสาทของปลาหมึก โดย Schmitt [ 2 ]
การดำเนินการ
แนวคิดพื้นฐาน

วงจรที่มีฮิสเทอรีซิสอาศัยหลักการป้อนกลับเชิงบวก วงจรแอคทีฟใดๆ ก็สามารถทำให้ทำงานเหมือนวงจร Schmitt trigger ได้โดยการใช้การป้อนกลับเชิงบวกเพื่อให้ค่าอัตราขยายของวงจรมากกว่าหนึ่ง การป้อนกลับเชิงบวกเกิดขึ้นจากการเพิ่มส่วนหนึ่งของแรงดันเอาต์พุตเข้ากับแรงดันอินพุต วงจรเหล่านี้ประกอบด้วยตัวลดทอนสัญญาณ (กล่อง B ในรูปด้านขวา) และตัวบวกแบบอนาล็อก (วงกลมที่มีเครื่องหมาย "+" อยู่ข้างใน) นอกเหนือจากตัวขยายสัญญาณที่ทำหน้าที่เป็นตัวเปรียบเทียบ มีเทคนิคเฉพาะสามวิธีในการนำแนวคิดทั่วไปนี้ไปใช้ สองวิธี แรกเป็นแบบคู่ (อนุกรมและขนาน) ของระบบป้อนกลับเชิงบวกทั่วไป ในการกำหนดค่าเหล่านี้ แรงดันเอาต์พุตจะเพิ่มแรงดันอินพุตส่วนต่างที่มีประสิทธิภาพของตัวเปรียบเทียบโดย "การลดค่าเกณฑ์" หรือโดย "การเพิ่มแรงดันอินพุตของวงจร" คุณสมบัติของเกณฑ์และหน่วยความจำถูกรวมเข้าไว้ในองค์ประกอบเดียว ในเทคนิคที่สามคุณสมบัติของเกณฑ์และหน่วยความจำจะแยกออกจากกัน
เกณฑ์แบบไดนามิก (การป้อนกลับแบบอนุกรม)
เมื่อแรงดันอินพุตข้ามค่าเกณฑ์ในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง วงจรจะเปลี่ยนค่าเกณฑ์ของตัวเองไปในทิศทางตรงกันข้าม โดยการลบส่วนหนึ่งของแรงดันเอาต์พุตออกจากค่าเกณฑ์ (ซึ่งเท่ากับการเพิ่มแรงดันให้กับแรงดันอินพุต) ดังนั้นเอาต์พุตจึงส่งผลต่อค่าเกณฑ์และไม่ส่งผลต่อแรงดันอินพุต วงจรเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้แอมพลิฟายเออร์แบบดิฟเฟอเรนเชียลที่มี "การป้อนกลับเชิงบวกแบบอนุกรม" โดยที่อินพุตเชื่อมต่อกับอินพุตแบบกลับเฟส และเอาต์พุตที่กลับเฟสแล้วเชื่อมต่อกับอินพุตแบบไม่กลับเฟส ในการจัดเรียงนี้ การลดทอนและการรวมจะแยกออกจากกัน: ตัวแบ่งแรงดันทำหน้าที่เป็นตัวลดทอน และลูปทำหน้าที่เป็นตัวรวมแรงดันแบบอนุกรมอย่างง่าย (โดยใช้กฎแรงดันของ Kirchhoff ) ตัวอย่างเช่นวงจรทริกเกอร์ Schmitt แบบคลาสสิกที่ต่อกับตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ วงจรทริกเกอร์ Schmitt แบบกลับเฟสของออปแอมป์เป็นต้น
แรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ปรับเปลี่ยน (การป้อนกลับแบบขนาน)
เมื่อแรงดันอินพุตข้ามค่าเกณฑ์ในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง วงจรจะเปลี่ยนแรงดันอินพุตไปในทิศทางเดียวกัน (โดยจะเพิ่มส่วนหนึ่งของแรงดันเอาต์พุตเข้าไปในแรงดันอินพุตโดยตรง) ดังนั้นเอาต์พุตจะเพิ่มแรงดันอินพุตและไม่ส่งผลกระทบต่อค่าเกณฑ์ วงจรเหล่านี้สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้แอมพลิฟายเออร์แบบไม่กลับเฟสแบบปลายเดี่ยวที่มี "การป้อนกลับเชิงบวกแบบขนาน" โดยที่แหล่งอินพุตและเอาต์พุตเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทานไปยังอินพุต ตัวต้านทานทั้งสองตัวจะสร้างผลรวมแบบขนานที่มีน้ำหนัก (โดยใช้กฎกระแสของ Kirchhoff ) ซึ่งรวมทั้งการลดทอนและการรวมกัน ตัวอย่างเช่นวงจร Schmitt trigger แบบต่อระหว่างคอลเลคเตอร์และ เบสที่ไม่ค่อยคุ้นเคย วงจร Schmitt trigger แบบไม่กลับเฟสของออปแอมป์เป็นต้น
วงจรและองค์ประกอบบางอย่างที่แสดงความต้านทานเชิงลบก็สามารถทำงานในลักษณะเดียวกันได้เช่นกัน เช่นตัวแปลงอิมพีแดน ซ์เชิงลบ (NIC), หลอดนีออน , ไดโอดอุโมงค์ (เช่น ไดโอดที่มี ลักษณะกระแส-แรงดันรูปตัว N ในควอดแรนต์แรก) เป็นต้น ในกรณีสุดท้าย สัญญาณอินพุตที่สั่นจะทำให้ไดโอดเคลื่อนจากขาขึ้นข้างหนึ่งของรูปตัว "N" ไปยังอีกข้างหนึ่งแล้วกลับมาอีกครั้งเมื่อสัญญาณอินพุตผ่านเกณฑ์การสวิตช์ขาขึ้นและขาลง
เกณฑ์ทิศทางเดียวที่แตกต่างกันสองแบบ
ในกรณีนี้ จะถูกกำหนดให้เป็นตัวเปรียบเทียบแบบวงเปิดสองตัวแยกกัน (โดยไม่มีฮิสเทอรีซิส) ที่ขับเคลื่อนมัลติไวเบรเตอร์แบบไบสเตเบิล (แลตช์) หรือฟลิปฟลอป ท ริก เกอร์จะเปลี่ยนเป็นสูงเมื่อแรงดันอินพุตลดลงจนถึงเกณฑ์สูง และเปลี่ยนเป็นต่ำเมื่อแรงดันอินพุตลดลงจนถึงเกณฑ์ต่ำ อีกครั้ง มีการป้อนกลับเชิงบวก แต่ตอนนี้จะเน้นเฉพาะในเซลล์หน่วยความจำเท่านั้น ตัวอย่างเช่นตัวจับเวลา 555และวงจรดีบาวน์ซิ่งของสวิตช์[ 3 ]

สัญลักษณ์ของวงจร Schmitt trigger ในแผนภาพวงจรคือรูปสามเหลี่ยมที่มีสัญลักษณ์อยู่ภายใน ซึ่งแสดงถึงเส้นโค้งฮิสเทอรีซิสในอุดมคติ
ทรานซิสเตอร์ Schmitt trigger
วงจรคัปปลิ้งตัวส่งสัญญาณแบบคลาสสิก

วงจร Schmitt trigger ดั้งเดิมนั้นใช้ หลักการ ของค่าเกณฑ์แบบไดนามิกซึ่งถูกนำไปใช้โดยตัวแบ่งแรงดันที่มีขาบนที่สามารถสลับได้ (ตัวต้านทานคอลเลคเตอร์และ ) และขาล่างที่คงที่ ( ) Q1 ทำหน้าที่เป็นตัวเปรียบเทียบที่มีอินพุตแบบดิฟเฟอเรนเชียล (จุดเชื่อมต่อเบส-อีมิเตอร์ของ Q1) ซึ่งประกอบด้วยอินพุตแบบกลับเฟส (เบสของ Q1) และอินพุตแบบไม่กลับเฟส (อีมิเตอร์ของ Q1) แรงดันอินพุตถูกป้อนเข้าที่อินพุตแบบกลับเฟส แรงดันเอาต์พุตของตัวแบ่งแรงดันถูกป้อนเข้าที่อินพุตแบบไม่กลับเฟส จึงกำหนดค่าเกณฑ์ของมัน เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจะขับวงจรคอลเลคเตอร์ร่วมตัว ที่สอง Q2 ( ตัวตามอีมิเตอร์ ) ผ่านตัวแบ่งแรงดัน ทรานซิสเตอร์ที่ต่อกันที่อีมิเตอร์ Q1 และ Q2 นั้นประกอบกันเป็นสวิตช์แบบสอง ทางอิเล็กทรอนิกส์ ที่สลับขาบนของตัวแบ่งแรงดันและเปลี่ยนค่าเกณฑ์ไปในทิศทางที่ต่างจากแรงดันอินพุต
วงจรนี้สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นวงจรขยายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลที่มีการป้อนกลับเชิงบวกแบบอนุกรมระหว่างอินพุตที่ไม่กลับเฟส (ฐาน Q2) และเอาต์พุต (ตัวเก็บประจุ Q1) ซึ่งบังคับกระบวนการเปลี่ยนสถานะ นอกจากนี้ยังมีการป้อนกลับเชิงลบเล็กน้อยที่เกิดจากตัวต้านทานที่ขาอีมิเตอร์เพื่อให้การป้อนกลับเชิงบวกมีอิทธิพลเหนือกว่าการป้อนกลับเชิงลบและเพื่อให้เกิดฮิสเทอรีซิส อัตราส่วนระหว่างตัวต้านทานตัวเก็บประจุทั้งสองจึงถูกเลือกเพื่อให้ ดังนั้นกระแสจึงไหลผ่านน้อยลงและแรงดันตกคร่อมจะ น้อยลง เมื่อ Q1 เปิดทำงานเมื่อเทียบกับกรณีที่ Q2 เปิดทำงาน ส่งผลให้วงจรมีเกณฑ์สองค่าที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับกราวด์ ( ในภาพ )
การดำเนินการ
สถานะเริ่มต้น
สำหรับทรานซิสเตอร์ NPN ที่แสดงทางด้านขวา สมมติว่าแรงดันอินพุตต่ำกว่าแรงดันอีมิเตอร์ร่วม (เกณฑ์สูงเพื่อความชัดเจน) ดังนั้นรอยต่อเบส-อีมิเตอร์ของ Q1 จึงอยู่ในสภาวะไบแอสย้อนกลับและ Q1 ไม่นำกระแส แรงดันเบสของ Q2 ถูกกำหนดโดยตัวแบ่งแรงดันที่อธิบายไว้ข้างต้น ดังนั้น Q2 จึงนำกระแสและเอาต์พุตทริกเกอร์อยู่ในสถานะต่ำ ตัวต้านทานสองตัวและประกอบกันเป็นวงจรแบ่งแรงดันอีกตัวหนึ่งที่กำหนดเกณฑ์สูง โดยไม่คำนึงถึง ค่าเกณฑ์สูงโดยประมาณคือ:
แรงดันเอาต์พุตต่ำ แต่สูงกว่าระดับกราวด์มาก โดยมีค่าประมาณเท่ากับค่าเกณฑ์สูง และอาจไม่ต่ำพอที่จะเป็นค่าศูนย์เชิงตรรกะสำหรับวงจรดิจิทัลถัดไป ซึ่งอาจต้องใช้วงจรปรับระดับแรงดันเพิ่มเติมต่อจากวงจรทริกเกอร์
ก้าวข้ามขีดจำกัดที่สูง
เมื่อแรงดันอินพุต (แรงดันฐานของ Q1) สูงขึ้นเล็กน้อยเหนือแรงดันคร่อมตัวต้านทานที่ขาอีมิเตอร์(เกณฑ์สูง) Q1 จะเริ่มนำกระแส แรงดันที่ขาคอลเลคเตอร์จะลดลง และ Q2 จะเริ่มเข้าสู่สภาวะตัดกระแส เนื่องจากตัวแบ่งแรงดันในขณะนี้ให้แรงดันฐานของ Q2 ที่ต่ำลง แรงดันที่ขา อีมิเตอร์ ร่วมจะเปลี่ยนแปลงตามและลดลง ทำให้ Q1 นำกระแสมากขึ้น กระแสเริ่มเปลี่ยนทิศทางจากขาขวาของวงจรไปยังขาซ้าย แม้ว่า Q1 จะนำกระแสมากขึ้น แต่กระแสที่ไหลผ่านกลับน้อยลง(เนื่องจาก ); แรงดันที่ขาอีมิเตอร์ยังคงลดลง และแรงดันฐาน-อีมิเตอร์ที่มีประสิทธิภาพของ Q1 จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง กระบวนการคล้ายหิมะถล่มนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่า Q1 จะเปิดอย่างสมบูรณ์ (อิ่มตัว) และ Q2 ปิด ทริกเกอร์จะเปลี่ยนเป็นสถานะสูง และแรงดันเอาต์พุต (คอลเลคเตอร์ของ Q2) จะใกล้เคียงกับ ตอนนี้ตัวต้านทานสองตัวและประกอบกันเป็นตัวแบ่งแรงดันที่กำหนดเกณฑ์ต่ำ ค่าของมันโดยประมาณคือ:
ก้าวข้ามขีดจำกัดที่ต่ำลงไป
เมื่อทริกเกอร์อยู่ในสถานะสูง หากแรงดันอินพุตลดลงมากพอ (ต่ำกว่าเกณฑ์ต่ำ) Q1 จะเริ่มตัดการทำงาน กระแสคอลเลคเตอร์ของมันจะลดลง ส่งผลให้แรงดันอีมิเตอร์ร่วมลดลงเล็กน้อย และแรงดันคอลเลคเตอร์ของ Q1 เพิ่มขึ้นอย่างมาก วงจรแบ่งแรงดันจะส่งการเปลี่ยนแปลงนี้ไปยังแรงดันเบสของ Q2 และมันจะเริ่มนำกระแส แรงดันคร่อมเพิ่มขึ้น ทำให้ศักย์เบส-อีมิเตอร์ของ Q1 ลดลงอีกในลักษณะคล้ายกับปรากฏการณ์หิมะถล่ม และ Q1 จะหยุดนำกระแส Q2 จะเปิดทำงานอย่างสมบูรณ์ (อิ่มตัว) และแรงดันเอาต์พุตจะต่ำลงอีกครั้ง
การเปลี่ยนแปลง

วงจรไม่กลับเฟส
วงจร Schmitt trigger แบบคลาสสิกที่ไม่กลับเฟส สามารถเปลี่ยนเป็นวงจร trigger แบบกลับเฟสได้โดยการดึงแรงดันจากขาอีมิเตอร์แทนที่จะดึงจากขาคอลเลคเตอร์ของ Q2 ในการกำหนดค่านี้ แรงดันเอาต์พุตจะเท่ากับเกณฑ์ไดนามิก (แรงดันอีมิเตอร์ร่วม) และระดับเอาต์พุตทั้งสองจะอยู่ห่างจากแรงดันไฟเลี้ยง ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือ โหลดจะเปลี่ยนเกณฑ์ ดังนั้นโหลดจึงต้องสูงพอ ตัวต้านทานที่ฐานมีความจำเป็นเพื่อป้องกันผลกระทบของแรงดันอินพุตผ่านจุดเชื่อมต่อฐาน-อีมิเตอร์ของ Q1 ต่อแรงดันอีมิเตอร์
วงจรต่อตรง
เพื่อลดความซับซ้อนของวงจรสามารถละเว้นตัวแบ่งแรงดันได้โดยเชื่อมต่อตัวเก็บประจุของ Q1 เข้ากับฐานของ Q2 โดยตรง นอกจากนี้ ยังสามารถละเว้นตัวต้านทานฐานได้เช่นกัน เพื่อให้แหล่งจ่ายแรงดัน อินพุต ขับฐานของ Q1 โดยตรง[ 4 ]ในกรณีนี้ แรงดันอีมิเตอร์ร่วมและแรงดันตัวเก็บประจุของ Q1 ไม่เหมาะสมสำหรับเอาต์พุต ควรใช้เฉพาะตัวเก็บประจุของ Q2 เป็นเอาต์พุตเท่านั้น เนื่องจากเมื่อแรงดันอินพุตเกินเกณฑ์สูงและ Q1 อิ่มตัว รอยต่อฐาน-อีมิเตอร์ของมันจะได้รับไบแอสไปข้างหน้าและถ่ายโอนการเปลี่ยนแปลงแรงดันอินพุตไปยังอีมิเตอร์โดยตรง ส่งผลให้แรงดันอีมิเตอร์ร่วมและแรงดันตัวเก็บประจุของ Q1 เป็นไปตามแรงดันอินพุต สถานการณ์นี้เป็นเรื่องปกติสำหรับตัวขยายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลทรานซิสเตอร์ที่ โอเวอร์ไดรฟ์ และเกต ECL
วงจรคู่ควบคอลเลคเตอร์-เบส

เช่นเดียวกับแลตช์ทุกตัว วงจรไบสเตเบิลแบบต่อระหว่างคอลเลคเตอร์และเบสพื้นฐานทำงานโดยมีฮิสเทอรีซิส สามารถแปลงเป็นวงจรทริกเกอร์แบบชิมิตต์ได้โดยการต่อตัวต้านทานเบสเพิ่มเติม R เข้ากับอินพุตตัวใดตัวหนึ่ง (เบสของ Q1 ในรูป) ตัวต้านทานทั้งสองตัวจะสร้างวงจรรวมแรงดันแบบขนาน (วงกลมในแผนภาพบล็อกด้านบน ) ซึ่งจะรวมแรงดันเอาต์พุต (คอลเลคเตอร์ของ Q2) และแรงดันอินพุต และขับทรานซิสเตอร์แบบซิงเกิลเอนด์ "ตัวเปรียบเทียบ" Q1 เมื่อแรงดันเบสข้ามค่าเกณฑ์( ≈ )เมื่อแรงดันตกคร่อมขาคอลเลคเตอร์ของ Q2 เพิ่มขึ้น 0.65 Vในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ส่วนหนึ่งของแรงดันตกคร่อมขาคอลเลคเตอร์ของ Q2 จะถูกเพิ่มเข้าไปในทิศทางเดียวกันกับแรงดันอินพุต ดังนั้นเอาต์พุตจะปรับเปลี่ยนแรงดันอินพุตโดยใช้การป้อนกลับเชิงบวกแบบขนาน และไม่ส่งผลกระทบต่อค่าเกณฑ์ (แรงดันระหว่างเบสและอีมิเตอร์)
การเปรียบเทียบระหว่างวงจรที่ต่อผ่านตัวส่งสัญญาณและวงจรที่ต่อผ่านตัวรับสัญญาณ
วงจรแบบต่อตรงตัวส่งสัญญาณมีข้อดีคือ ทรานซิสเตอร์ที่อินพุตจะได้รับไบแอสย้อนกลับเมื่อแรงดันอินพุตต่ำกว่าเกณฑ์สูง ทำให้ทรานซิสเตอร์ถูกตัดการทำงานอย่างแน่นอน นี่เป็นสิ่งสำคัญเมื่อใช้ทรานซิสเตอร์เจอร์มาเนียมในการสร้างวงจร และการกำหนดค่านี้ยังคงได้รับความนิยมมาจนถึงปัจจุบัน สามารถละเว้นตัวต้านทานที่ฐานอินพุตได้ เนื่องจากตัวต้านทานที่ตัวส่งสัญญาณจะจำกัดกระแสเมื่อจุดเชื่อมต่อฐาน-ตัวส่งสัญญาณอินพุตได้รับไบแอสตรง
ระดับเอาต์พุตศูนย์เชิง ตรรกะของวงจร Schmitt trigger แบบต่อกับตัวส่ง สัญญาณอาจไม่ต่ำพอ และอาจต้องใช้วงจรปรับระดับเอาต์พุตเพิ่มเติม ส่วนวงจร Schmitt trigger แบบต่อกับตัวเก็บจะมีระดับเอาต์พุตที่ ศูนย์เชิงตรรกะต่ำ มาก (เกือบเป็นศูนย์)
การใช้งาน Op-amp
วงจรทริกเกอร์ Schmitt มักถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการหรือตัวเปรียบเทียบเฉพาะ[ ii ]ตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการแบบวงจรเปิด และตัวเปรียบเทียบอาจถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์อนาล็อก-ดิจิทัลที่มีอินพุตอนาล็อกและเอาต์พุตดิจิทัลที่ดึง เครื่องหมายของความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างอินพุตทั้งสอง[ iii ]การป้อนกลับเชิงบวกจะถูกนำมาใช้โดยการเพิ่มส่วนหนึ่งของแรงดันเอาต์พุตเข้ากับแรงดันอินพุตใน ลักษณะ อนุกรมหรือขนานเนื่องจากอัตราขยายของตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการที่สูงมาก อัตราขยายของวงจรจึงสูงเพียงพอและทำให้เกิดกระบวนการคล้ายลูกโซ่
ทริกเกอร์ Schmitt แบบไม่กลับเฟส

ในวงจรนี้ ตัวต้านทานสองตัวและประกอบกันเป็นวงจรรวมแรงดันแบบขนาน มันจะเพิ่มส่วนหนึ่งของแรงดันเอาต์พุตให้กับแรงดันอินพุต จึงทำให้แรงดันเพิ่มขึ้นระหว่างและหลังการสวิตช์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแรงดันที่ได้อยู่ใกล้กับกราวด์การป้อนกลับเชิงบวกแบบขนาน นี้ สร้างฮิสเทอรีซิส ที่จำเป็น ซึ่งถูกควบคุมโดยสัดส่วนระหว่างค่าความต้านทานของและเอาต์พุต ของ วงจรรวมแรงดันแบบขนานเป็นแบบซิงเกิลเอนด์ (สร้างแรงดันเทียบกับกราวด์) ดังนั้นวงจรจึงไม่จำเป็นต้องใช้แอมพลิฟายเออร์ที่มีอินพุตแบบดิฟเฟอเรนเชียล เนื่องจากออปแอมป์ทั่วไปมีอินพุตแบบดิฟเฟอเรนเชียล อินพุตแบบกลับเฟสจึงต่อลงกราวด์เพื่อให้จุดอ้างอิงเป็นศูนย์โวลต์
แรงดันเอาต์พุตจะมีเครื่องหมายเดียวกับ แรงดัน อินพุตของออปแอมป์ เสมอ แต่จะไม่เหมือนกับ แรงดัน อินพุตของวงจร เสมอไป (เครื่องหมายของแรงดันอินพุตทั้งสองอาจแตกต่างกันได้) เมื่อแรงดันอินพุตของวงจรสูงกว่าเกณฑ์สูงหรือต่ำกว่าเกณฑ์ต่ำ แรงดันเอาต์พุตจะมีเครื่องหมายเดียวกับแรงดันอินพุตของวงจร (วงจรเป็นแบบไม่กลับเฟส) มันทำงานเหมือนตัวเปรียบเทียบที่สลับที่จุดต่างกันขึ้นอยู่กับว่าเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบเป็นสูงหรือต่ำ เมื่อแรงดันอินพุตของวงจรอยู่ระหว่างเกณฑ์ แรงดันเอาต์พุตจะไม่แน่นอนและขึ้นอยู่กับสถานะสุดท้าย (วงจรทำงานเหมือนแลตช์ พื้นฐาน )
ตัวอย่างเช่น หากวงจร Schmitt trigger อยู่ในสถานะสูงในขณะนี้ เอาต์พุตจะอยู่ที่ขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ ( ) แรงดันเอาต์พุตของตัวรวมความต้านทานสามารถหาได้โดยใช้ทฤษฎีบทการซ้อนทับ :
วงจรเปรียบเทียบจะเปลี่ยนสถานะเมื่อ จากนั้น(จะได้ผลลัพธ์เดียวกันโดยใช้หลักการอนุรักษ์กระแส) ดังนั้นต้องลดลงต่ำกว่าเพื่อให้เอาต์พุตเปลี่ยนสถานะ เมื่อเอาต์พุตของวงจรเปรียบเทียบเปลี่ยนเป็น แล้ว ค่าเกณฑ์ในการเปลี่ยนกลับไปเป็นสถานะสูงจะกลายเป็น ดังนั้นวงจรนี้จึงสร้างแถบการสลับสถานะที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ศูนย์ โดยมีระดับทริกเกอร์(สามารถเลื่อนไปทางซ้ายหรือขวาได้โดยการใช้แรงดันไบแอสกับอินพุตแบบกลับเฟส) แรงดันอินพุตต้องสูงกว่าจุดสูงสุดของแถบ และจากนั้นต่ำกว่าจุดต่ำสุดของแถบ เพื่อให้เอาต์พุตเปลี่ยนสถานะเป็นบวก (เปิด) แล้วปิด (ลบ) ถ้าเป็นศูนย์หรือเป็นอนันต์ (เช่น วงจรเปิด) แถบจะยุบตัวลงเหลือความกว้างเป็นศูนย์ และจะทำงานเหมือนวงจรเปรียบเทียบมาตรฐาน ลักษณะการถ่ายโอนแสดงอยู่ในภาพด้านซ้าย ค่าของเกณฑ์ กำหนดโดย และค่าสูงสุดของเอาต์พุต คือรางจ่ายไฟ

คุณสมบัติเฉพาะอย่างหนึ่งของวงจรที่มีการป้อนกลับแบบขนานเชิงบวกคือผลกระทบต่อแหล่งป้อนเข้า ในวงจรที่มีการป้อนกลับแบบขนานเชิงลบ (เช่น วงจรขยายแบบกลับเฟส) กราวด์เสมือนที่อินพุตแบบกลับเฟสจะแยกแหล่งป้อนเข้าออกจากเอาต์พุตของโอเปอเรชันแอมพลิฟายเออร์ แต่ในวงจรที่มีการป้อนกลับแบบขนานเชิงลบนั้นไม่มีกราวด์เสมือน และแรงดันเอาต์พุตคงที่ของโอเปอเรชันแอมพลิฟายเออร์จะถูกส่งผ่านเครือข่ายไปยังแหล่งป้อนเข้า เอาต์พุตของโอเปอเรชันแอมพลิฟายเออร์จะส่งกระแสตรงข้ามผ่านแหล่งป้อนเข้า (มันจะฉีดกระแสเข้าไปในแหล่งป้อนเข้าเมื่อแรงดันอินพุตเป็นบวก และมันจะดึงกระแสออกจากแหล่งป้อนเข้าเมื่อแรงดันอินพุตเป็นลบ)
รูปทางด้านขวาแสดงวงจร Schmitt trigger ที่ใช้งานได้จริงโดยมีค่าเกณฑ์ที่แม่นยำ ลักษณะการถ่ายโอนมีรูปร่างเหมือนกับวงจรพื้นฐานก่อนหน้านี้ทุกประการ และค่าเกณฑ์ก็เท่ากันด้วย ในทางกลับกัน ในกรณีที่ผ่านมา แรงดันเอาต์พุตขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟ ในขณะที่ตอนนี้แรงดันเอาต์พุตถูกกำหนดโดยไดโอดซีเนอร์ (ซึ่งสามารถแทนที่ด้วยไดโอดซีเนอร์แบบสองขั้วตัว เดียวก็ได้ ) ในการกำหนดค่านี้ ระดับเอาต์พุตสามารถปรับเปลี่ยนได้โดยการเลือกไดโอดซีเนอร์ที่เหมาะสม และระดับเหล่านี้จะทนต่อความผันผวนของแหล่งจ่ายไฟ (กล่าวคือ จะเพิ่มค่า PSRRของตัวเปรียบเทียบ) ตัวต้านทานมีไว้เพื่อจำกัดกระแสที่ไหลผ่านไดโอด และตัวต้านทานจะลดค่าชดเชยแรงดันอินพุตที่เกิดจากกระแสรั่วไหลของอินพุตของตัวเปรียบเทียบให้เหลือน้อยที่สุด
ทริกเกอร์ Schmitt แบบกลับด้าน

ในวงจรกลับเฟส การลดทอนและการรวมสัญญาณจะแยกออกจากกัน ตัวต้านทานสองตัวทำหน้าที่เป็นเพียงตัวลดทอนสัญญาณ (ตัวแบ่งแรงดัน) เท่านั้น วงจรป้อนเข้าทำหน้าที่เป็นตัวรวมแรงดันแบบอนุกรม (การประยุกต์ใช้กฎแรงดันของ Kirchhoff (KVL)) ซึ่งจะเพิ่มส่วนหนึ่งของแรงดันเอาต์พุตแบบอนุกรมเข้ากับแรงดันอินพุตของวงจร การป้อนกลับเชิงบวกแบบอนุกรม นี้ สร้างฮิสเทอรีซิสที่จำเป็น ซึ่งถูกควบคุมโดยสัดส่วนระหว่างค่าความต้านทานของและค่าความต้านทานทั้งหมด ( และ) แรงดันใช้งานที่ป้อนเข้าออปแอมป์ นั้นเป็นแบบลอยตัว ดังนั้นออปแอมป์จึงต้องมีอินพุตแบบดิฟเฟอเรนเชียล
วงจรนี้เรียกว่าวงจรกลับเฟส (inverting circuit) เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตจะมีเครื่องหมายตรงข้ามกับแรงดันอินพุตเสมอเมื่ออยู่นอกช่วงฮิสเทอรีซิส (เมื่อแรงดันอินพุตสูงกว่าเกณฑ์สูงหรือต่ำกว่าเกณฑ์ต่ำ) อย่างไรก็ตาม หากแรงดันอินพุตอยู่ในช่วงฮิสเทอรีซิส (ระหว่างเกณฑ์สูงและต่ำ) วงจรนี้ก็สามารถเป็นได้ทั้งวงจรกลับเฟสและวงจรไม่กลับเฟส แรงดันเอาต์พุตไม่แน่นอนและขึ้นอยู่กับสถานะสุดท้าย ดังนั้นวงจรจึงทำงานเหมือนแลตช์พื้นฐาน (elementary latch)
เพื่อเปรียบเทียบทั้งสองเวอร์ชัน จะพิจารณาการทำงานของวงจรภายใต้เงื่อนไขเดียวกันกับข้างต้น หากวงจร Schmitt trigger อยู่ในสถานะสูง เอาต์พุตจะอยู่ที่ขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ แรงดันเอาต์พุตของตัวแบ่งแรงดันคือ:
วงจรเปรียบเทียบจะเปลี่ยนสถานะเมื่อ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าต้องสูงกว่าค่านี้เพื่อให้เอาต์พุตเปลี่ยนสถานะ เมื่อเอาต์พุตของวงจรเปรียบเทียบเปลี่ยนเป็น แล้ว ค่าเกณฑ์ในการเปลี่ยนกลับไปเป็นค่าสูงจะกลายเป็น ดังนั้นวงจรนี้จึงสร้างแถบการสลับสถานะที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ศูนย์ โดยมีระดับทริกเกอร์(สามารถเลื่อนไปทางซ้ายหรือขวาได้โดยการเชื่อมต่อกับแรงดันไบแอส) แรงดันไฟฟ้าขาเข้าต้องสูงกว่าจุดสูงสุดของแถบ และจากนั้นต่ำกว่าจุดต่ำสุดของแถบ เพื่อให้เอาต์พุตปิด (ลบ) แล้วเปิดใหม่ (บวก) ถ้าเป็นศูนย์ (เช่นลัดวงจร ) หรือเป็นอนันต์ แถบจะยุบตัวลงเหลือความกว้างเป็นศูนย์ และจะทำงานเหมือนวงจรเปรียบเทียบมาตรฐาน
เมื่อเปรียบเทียบกับวงจรแบบขนาน วงจรนี้ไม่มีผลกระทบต่อแหล่งจ่ายอินพุต เนื่องจากแหล่งจ่ายถูกแยกออกจากเอาต์พุตของตัวแบ่งแรงดันด้วยอิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียลอินพุตสูงของออปแอมป์
ในวงจรขยายแบบกลับเฟส แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานจะเป็นตัวกำหนดแรงดันอ้างอิง กล่าวคือ แรงดันเกณฑ์บนและแรงดันเกณฑ์ล่างสำหรับการเปรียบเทียบกับสัญญาณอินพุตที่ป้อนเข้ามา แรงดันเหล่านี้จะคงที่ เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตและค่าตัวต้านทานนั้นคงที่
โดยการเปลี่ยนค่าความต่างศักย์คร่อม สามารถปรับค่าแรงดันเกณฑ์ได้ โดยการเพิ่มแรงดันไบแอส อนุกรมกับตัวต้านทาน สามารถปรับค่าความต่างศักย์คร่อมตัวต้านทานได้ ซึ่งจะเปลี่ยนค่าแรงดันเกณฑ์ ค่าแรงดันอ้างอิงที่ต้องการสามารถหาได้โดยการปรับแรงดันไบแอส สมการข้างต้นสามารถปรับเปลี่ยนได้ดังนี้:
แอปพลิเคชัน
โดย ทั่วไปแล้ว วงจรทริกเกอร์แบบ Schmitt จะถูกใช้ในวงจรเปิดเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน และในวงจรปิดเพื่อสร้างเครื่องกำเนิดสัญญาณฟังก์ชัน
- การแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล : วงจร Schmitt trigger นั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็นวงจรอนาล็อกหนึ่งบิตของตัวแปลงสัญญาณดิจิทัล เมื่อสัญญาณถึงระดับที่กำหนด มันจะเปลี่ยนจากสถานะต่ำเป็นสถานะสูง
- การตรวจจับระดับ : วงจร Schmitt trigger สามารถใช้ในการตรวจจับระดับได้ ในการใช้งานนี้ จำเป็นต้องคำนึงถึงแรงดันฮิสเทอรีซิสเพื่อให้วงจรเปิดทำงานเมื่อถึงแรงดันที่ต้องการ
- การรับสัญญาณจากสายส่ง : เมื่อต่อสายส่งข้อมูลที่อาจมีสัญญาณรบกวนเข้าไปในวงจรลอจิก จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับสัญญาณเอาต์พุตของลอจิกจะเปลี่ยนแปลงเฉพาะเมื่อข้อมูลเปลี่ยนแปลงเท่านั้น ไม่ใช่เกิดจากสัญญาณรบกวนที่ไม่พึงประสงค์ การใช้ Schmitt trigger ช่วยให้สัญญาณรบกวนแบบพีคต่อพีคลดลงจนถึงระดับฮิสเทอรีซิสก่อนที่จะเกิดการกระตุ้นที่ไม่พึงประสงค์
ภูมิคุ้มกันต่อเสียงรบกวน
การประยุกต์ใช้ Schmitt trigger อย่างหนึ่งคือการเพิ่มความต้านทานต่อสัญญาณรบกวนในวงจรที่มีเกณฑ์อินพุตเพียงเกณฑ์เดียว ด้วยเกณฑ์อินพุตเพียงเกณฑ์เดียวสัญญาณอินพุตที่ มีสัญญาณ รบกวน[ iv ]ใกล้เกณฑ์นั้นอาจทำให้เอาต์พุตสลับไปมาระหว่างสัญญาณรบกวนเพียงอย่างเดียวอย่างรวดเร็ว สัญญาณที่มีสัญญาณรบกวนที่อินพุตของ Schmitt trigger ใกล้เกณฑ์หนึ่งสามารถทำให้ค่าเอาต์พุตสลับได้เพียงครั้งเดียว หลังจากนั้นจะต้องผ่านเกณฑ์อื่นจึงจะทำให้เกิดการสลับอีกครั้ง
ตัวอย่างเช่นโฟโตไดโอดอินฟราเรดแบบขยาย สัญญาณ อาจสร้างสัญญาณไฟฟ้าที่สลับไปมาระหว่างค่าต่ำสุดและค่าสูงสุดอย่างต่อเนื่อง สัญญาณนี้จะถูกกรองด้วยตัวกรองความถี่ต่ำเพื่อสร้างสัญญาณที่ราบเรียบซึ่งเพิ่มขึ้นและลดลงตามระยะเวลาที่สัญญาณสลับเปิดและปิด สัญญาณเอาต์พุตที่ผ่านการกรองแล้วจะส่งไปยังอินพุตของวงจร Schmitt trigger ผลสุทธิคือเอาต์พุตของวงจร Schmitt trigger จะเปลี่ยนจากต่ำเป็นสูงก็ต่อเมื่อได้รับสัญญาณอินฟราเรดกระตุ้นโฟโตไดโอดเป็นเวลานานกว่าช่วงเวลาที่ทราบ และเมื่อวงจร Schmitt trigger อยู่ในสถานะสูงแล้ว มันจะเปลี่ยนเป็นสถานะต่ำก็ต่อเมื่อสัญญาณอินฟราเรดหยุดกระตุ้นโฟโตไดโอดเป็นเวลานานกว่าช่วงเวลาที่ทราบเช่นกัน ในขณะที่โฟโตไดโอดมีแนวโน้มที่จะสลับโดยไม่จำเป็นเนื่องจากสัญญาณรบกวนจากสภาพแวดล้อม แต่ความล่าช้าที่เพิ่มเข้ามาโดยตัวกรองและวงจร Schmitt trigger จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตจะสลับก็ต่อเมื่อมีอินพุตกระตุ้นอุปกรณ์อย่างแน่นอน
วงจรทริกเกอร์แบบ Schmitt พบได้ทั่วไปในวงจร switching หลายวงจรด้วยเหตุผลที่คล้ายคลึงกัน (เช่น เพื่อลดการสั่นของสวิตช์ )

อุปกรณ์ ในซีรีส์ 7400ต่อไปนี้มีวงจร Schmitt trigger ที่อินพุต (ดูรายชื่อวงจรรวมในซีรีส์ 7400 ):
- 7413: เกต NAND 4 อินพุตแบบ Schmitt-trigger คู่
- 7414: อินเวอร์เตอร์ Schmitt-trigger แบบหกเหลี่ยม
- 7418: เกต NAND 4 อินพุตแบบ Schmitt-trigger คู่
- 7419: อินเวอร์เตอร์ Schmitt-trigger แบบหกเหลี่ยม
- 74121: มัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลพร้อมอินพุตแบบชิมิตต์ทริกเกอร์
- 74132: วงจรทริกเกอร์ Schmitt NAND 2 อินพุตแบบควอด
- 74221: มัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลคู่ พร้อมอินพุตแบบชิมิตต์ทริกเกอร์
- 74232: ทริกเกอร์ Schmitt แบบ Quad NOR
- 74310: บัฟเฟอร์แปดช่องพร้อมอินพุตแบบ Schmitt-trigger
- 74340: บัฟเฟอร์แบบอ็อกทัล พร้อมอินพุตแบบ Schmitt-trigger และเอาต์พุตแบบกลับเฟสสามสถานะ
- 74341: บัฟเฟอร์แบบอ็อกทัลพร้อมอินพุตแบบ Schmitt-trigger และเอาต์พุตแบบสามสถานะที่ไม่กลับเฟส
- 74344: บัฟเฟอร์แปดช่องสัญญาณพร้อมอินพุตแบบ Schmitt-trigger และเอาต์พุตสามสถานะแบบไม่กลับเฟส
- 74(HC/HCT) 7 541 บัฟเฟอร์อ็อกทัลพร้อมอินพุตแบบ Schmitt-trigger และเอาต์พุตสามสถานะแบบไม่กลับเฟส
- SN74LV8151 เป็นบัฟเฟอร์ Schmitt-trigger อเนกประสงค์ 10 บิต พร้อมเอาต์พุต 3 สเตท
อุปกรณ์ใน ซีรีส์ 4000หลายตัวมีวงจร Schmitt trigger ที่อินพุต (ดูรายชื่อวงจรรวมในซีรีส์ 4000 ):
- 4017: ตัวนับทศวรรษพร้อมเอาต์พุตที่ถอดรหัสแล้ว
- 4020: ตัวนับริปเปิลไบนารี 14 ขั้น
- 4022: ตัวนับเลขฐานแปดพร้อมเอาต์พุตที่ถอดรหัสแล้ว
- 4024: ตัวนับริปเปิลไบนารี 7 ขั้น
- 4040: ตัวนับริปเปิลไบนารี 12 ขั้น
- 4093: NAND แบบ 2 อินพุต 4 ช่อง
- 4538: มัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลคู่
- 4584: ทริกเกอร์ Schmitt แบบกลับด้านหกเหลี่ยม
- 40106: อินเวอร์เตอร์หกเหลี่ยม
ชิปแบบเกตเดี่ยวที่กำหนดค่าได้ด้วยอินพุตแบบ Schmitt (ดูรายชื่อวงจรรวมซีรีส์ 7400 § ขนาดเล็กกว่า ):
- NC7SZ57 แฟร์ไชลด์
- NC7SZ58 แฟร์ไชลด์
- SN74LVC1G57 เท็กซัส อินสตรูเมนต์
- SN74LVC1G58 เท็กซัส อินสตรูเมนต์
ใช้เป็นออสซิลเลเตอร์

วงจร Schmitt trigger เป็นมัลติไวเบรเตอร์แบบสองสถานะและสามารถใช้สร้างมัลติไวเบรเตอร์อีกประเภทหนึ่งได้ นั่นคือ ออสซิล เลเตอร์แบบผ่อนคลาย ( relaxation oscillator ) โดยทำได้โดยการเชื่อมต่อวงจร RC แบบอินทิเกรตเพียงตัวเดียวระหว่างเอาต์พุตและอินพุตของวงจร Schmitt trigger แบบกลับเฟส เอาต์พุตจะเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมต่อเนื่องที่มีความถี่ขึ้นอยู่กับค่าของและ รวมถึงจุดเกณฑ์ของวงจร Schmitt trigger เนื่องจาก ไอซีตัวเดียวสามารถสร้างวงจร Schmitt trigger ได้หลายวงจร(เช่น ไอซี CMOS รุ่น 4000-seriesแบบ 40106 มี 6 วงจร) จึงสามารถนำส่วนที่เหลือของไอซีมาใช้งานเป็นออสซิลเลเตอร์ที่ง่ายและเชื่อถือได้โดยใช้ส่วนประกอบภายนอกเพียงสองชิ้นเท่านั้น

ในที่นี้ วงจร Schmitt trigger ที่ใช้ตัวเปรียบเทียบถูกนำมาใช้ในรูปแบบกลับเฟสนอกจากนี้ ยังมีการเพิ่มการป้อนกลับเชิงลบแบบช้าๆ ด้วยวงจร RC แบบอินทิเกรต ผลลัพธ์ที่ได้คือ เอาต์พุตจะแกว่งไปมาระหว่างแรงดันไฟบวกและแรงดันไฟลบ โดยอัตโนมัติ เมื่อตัวเก็บประจุชาร์จจากค่าเกณฑ์ของ Schmitt trigger ค่าหนึ่งไปยังอีกค่าหนึ่ง
ดูเพิ่มเติม
- การใช้งานแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ
- ตัวตรวจจับค่าเกณฑ์พร้อมฮิสเทอรีซิส
- รายชื่อวงจรรวมซีรีส์ 4000ซึ่งรวมถึงชิปตรรกะที่มีอินพุตแบบ Schmitt-trigger
- รายชื่อวงจรรวมซีรีส์ 7400ซึ่งรวมถึงชิปตรรกะที่มีอินพุตแบบ Schmitt-trigger
หมายเหตุ
- ^ปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดความกำกวมคือ การสร้างวงจร Schmitt trigger แบบง่ายๆ ด้วยทรานซิสเตอร์นั้นโดยธรรมชาติแล้วจะกลับเฟส ในขณะที่วงจร Schmitt trigger แบบไม่กลับเฟสบางครั้งอาจประกอบด้วยการสร้างวงจรแบบกลับเฟสตามด้วยตัวกลับเฟสเพิ่มเติม อาจมีการเพิ่มตัวกลับเฟสเพิ่มเติมเพื่อบัฟเฟอร์วงจรแบบกลับเฟสแบบแยกเดี่ยว ดังนั้น วงจรแบบกลับเฟสภายในวงจรรวมอาจเป็นแบบกลับเฟสโดยธรรมชาติ ในขณะที่วงจรแบบไม่กลับเฟสถูกสร้างขึ้นด้วยตัวกลับเฟสเพียงตัวเดียว และวงจรแบบกลับเฟสแบบแยกเดี่ยวอาจถูกสร้างขึ้นด้วยตัวกลับเฟสสองตัว ผลที่ตามมาคือ สัญลักษณ์ที่รวมวงกลมแบบกลับเฟสและเส้นโค้งฮิสเทอรีซิสอาจใช้เส้นโค้งฮิสเทอรีซิสเพื่ออธิบายอุปกรณ์ทั้งหมดหรือเฉพาะวงจร Schmitt trigger ที่ฝังอยู่ภายในเท่านั้น
- ^โดยปกติแล้ว การป้อนกลับเชิงลบจะใช้ในวงจร op-amp แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการบางตัวได้รับการออกแบบให้ใช้เฉพาะในการกำหนดค่าการป้อนกลับเชิงลบเท่านั้น ซึ่งบังคับให้ความแตกต่างระหว่างอินพุตแบบกลับเฟสและแบบไม่กลับเฟสมีค่าน้อยมาก พวกมันมีวงจรป้องกันอินพุตที่ป้องกันไม่ให้อินพุตแบบกลับเฟสและแบบไม่กลับเฟสทำงานห่างกันมาก ตัวอย่างเช่นวงจรคลิปเปอร์ที่ประกอบด้วยไดโอด อเนกประสงค์สองตัว ที่มีไบแอสตรงข้ามกันแบบขนาน [ 5 ]หรือไดโอดซีเนอร์ สองตัว ที่มีไบแอสตรงข้ามกันแบบอนุกรม (เช่นไดโอดซีเนอร์แบบสองขั้ว ) บางครั้งถูกใช้ภายในระหว่างอินพุตทั้งสองของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ ในกรณีเหล่านี้ แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการจะไม่สามารถทำงานได้ดีในฐานะตัวเปรียบเทียบ ในทางกลับกัน ตัวเปรียบเทียบได้รับการออกแบบภายใต้สมมติฐานว่าแรงดันอินพุตอาจแตกต่างกันอย่างมาก
- ^เมื่อแรงดันอินพุตแบบไม่กลับเฟส (+) สูงกว่าแรงดันอินพุตแบบกลับเฟส (−) เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจะเปลี่ยนเกือบเป็น ซึ่งเป็นแรงดันไฟเลี้ยงสูง เมื่อแรงดันอินพุตแบบไม่กลับเฟส (+) ต่ำกว่าแรงดันอินพุตแบบกลับเฟส (−) เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจะเปลี่ยนเกือบเป็น ซึ่งเป็นแรงดันไฟเลี้ยงต่ำ
- ^โดยถือว่าแอมพลิจูดของสัญญาณรบกวนมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงของค่าเกณฑ์การกระตุ้นของ Schmitt
ลิงก์ภายนอก
- เครื่องคำนวณ Schmitt Trigger แบบกลับด้าน
- เครื่องคำนวณ Schmitt Trigger แบบไม่กลับเฟส
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กลไกจุดระเบิดแบบ Schmitt
ในทาง อิเล็กทรอนิกส์ วงจร Schmitt trigger คือ วงจร เปรียบเทียบ ที่มี ฮิสเทอรีซิส โดยการใช้ ฟีดแบ็กเชิง บวก กับอินพุตที่ไม่กลับเฟสของ ตัวเปรียบเทียบ หรือ ตัวขยายสัญญาณแบบดิ...
ประวัติศาสตร์
กลไกกระตุ้นของ Schmitt ถูกคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Otto Schmitt ในปี 1934 ขณะที่เขายังเป็นนักศึกษาปริญญาโท [ 1 ] ต่อมาได้รับการอธิบายในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขา (1937) ว่าเป็น กลไกกระตุ้นแบบเทอร์มิออนิก [ 2 ] ซึ่ง...
แนวคิดพื้นฐาน
วงจรที่มีฮิสเทอรีซิสอาศัยหลักการป้อนกลับเชิงบวก วงจรแอคทีฟใดๆ ก็สามารถทำให้ทำงานเหมือนวงจร Schmitt trigger ได้โดยการใช้การป้อนกลับเชิงบวกเพื่อให้ ค่าอัตราขยายของวงจร มากกว่าหนึ่ง...
ทรานซิสเตอร์ Schmitt trigger
วงจร Schmitt trigger ดั้งเดิมนั้นใช้ หลักการ ของค่าเกณฑ์แบบไดนามิก ซึ่งถูกนำไปใช้โดย ตัวแบ่งแรงดัน ที่มีขาบนที่สามารถสลับได้ (ตัวต้านทานคอลเลคเตอร์และ ) และขาล่างที่คงที่ ( ) Q1 ทำหน้าที่เป็น ตัวเปรียบเทียบ ที่มี อินพุตแบบดิฟเฟ อเรนเชียล...