Pemicu Schmitt:Sirkuit, Kerja, dan Aplikasi

Schmitt Trigger, yang awalnya dikenal sebagai pemicu termionik, telah ada selama beberapa dekade. Sejauh ini, ia telah berkontribusi pada kemajuan teknologi yang mengubah hidup seperti pelacakan switching di antara dua status tegangan. Ini adalah komparator atau penguat diferensial yang memiliki histeresis tambahan untuk menawarkan kekebalan kebisingan. Tetapi bahkan tanpa histeresis, ia hanya dapat bertindak sebagai pembanding yang membuat pulsa digital bersih.

Hari ini, kami akan merancang rangkaian pemicu Schmitt kemudian menjelaskan cara kerjanya. Selain itu, kami akan menyoroti beberapa area di mana Anda dapat menerapkan rangkaian pemicu Schmitt.

1.Apa itu Pemicu Schmitt?

Secara singkat, ini adalah pembanding regeneratif. Ini menggunakan umpan balik positif untuk menerapkan tegangan histeresis atau mengubah input sinusoidal menjadi output gelombang persegi. Seringkali, tegangan output pemicu Schmitt bertindak sebagai tegangan referensi bentuk gelombang input. Berfungsi untuk mengubah noise dari bentuk sinyal input analog menjadi sinyal digital.

Pemicu Schmitt juga bisa menjadi sirkuit bi-stabil. Sirkuit bistable memiliki ayunan tegangan output tinggi dan rendah yang stabil setelah input mencapai tingkat ambang batas yang diinginkan.

2.Jenis Pemicu Schmitt

Tidak diragukan lagi, ada beberapa Sirkuit Terpadu logika dengan pemicu Schmitt sebagai salah satu komponennya. Namun, dalam kasus kami, kami akan mendasarkan minat kami pada pemicu Schmitt DIY yang akan kami miliki.

Jenisnya meliputi;

• Pemicu Schmitt berbasis Penguat Operasional, dan
• Pemicu Schmitt berbasis transistor.

Penjelasan lebih lanjut tentang tipe di atas ada di bawah rangkaian pemicu Schmitt yang umum.

3.Bagaimana Cara Kerja Pemicu Schmitt?

Pemicu Schmitt menggunakan konsep umpan balik positif untuk mencapai fungsinya. Dengan kata lain, itu akan mengambil sampel output kemudian memasukkannya kembali ke sumber input. Dengan cara ini, output akan memiliki penguatan.

(penjelasan umpan balik positif).

Penguatan membantu dalam membuat keluaran komparator menetap pada keadaannya sesuka hati. Juga, ini memastikan keadaan konstan pada tingkat yang ditentukan.

4.Sirkuit Pemicu Schmitt Umum

Pemicu Schmitt Menggunakan Transistor

Kami akan menggunakan dua transistor (komponen penting), dan komponen eksternal dasar lainnya untuk rangkaian pemicu Schmitt ini untuk mengatur diagram blok.

Pengoperasian sirkuit

Pertama-tama, T1 tidak akan berjalan ketika VIN (tegangan input) pada 0V. Di sisi lain, Vref (referensi tegangan) memiliki 1,98 V, yang akan memungkinkan T2 untuk melakukan.

Selanjutnya, ketika kita melanjutkan ke node B, kita dapat memperlakukan rangkaian sebagai pembagi tegangan kemudian menggunakan rumus di bawah ini untuk menghitung tegangan dengan nilai komponen;

VIN =0V, Vref =5V

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

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

Seperti yang telah kita catat, tegangan penghantar 1,98 T2 rendah. Juga, tegangan basis di terminal transistor adalah 1,28V, yang lebih tinggi dari tegangan terminal emitor transistor pada 0,7V.

Dengan demikian, meningkatkan tegangan input rangkaian dapat melewati nilai T1 dan membuatnya konduksi. Selanjutnya akan menyebabkan turunnya tegangan dasar T2. Periode konduksi transistor T2 yang lebih pendek kemudian meningkatkan tegangan output.

Pemicu Schmitt menggunakan transistor

Selanjutnya, tegangan input rangkaian pada tegangan basis T1 terminal akan mulai menolak. Dalam prosesnya, tegangan terminal basis akan melampaui 0,7V dari terminal emitor transistor, kemudian menyebabkan penonaktifan transistor.

Seluruh prosedur tergantung pada arus emitor yang menolak ke titik di mana transistor menemukan mode aktif-maju. Nantinya, baik tegangan basis di terminal T2 dan tegangan kolektor akan naik.

Namun, terkadang akan ada sedikit arus yang mengalir melalui T2, dan arus tersebut mampu mematikan T1 dan menjatuhkan tegangan emitor. Dalam keadaan seperti itu, Anda akan menurunkan tegangan input rangkaian menjadi sekitar 1,3V untuk menonaktifkan T1.

Akhirnya, Anda akan memiliki dua tegangan ambang pada 1.3V dan 1.9V.

Sirkuit Pemicu Schmitt Berbasis Penguat Operasional

Sirkuit pemicu Schmitt berbasis Op-Amp memiliki dua divisi utama; input non-pembalik dan pemicu Schmitt pembalik.

Sirkuit Pemicu Schmitt Pembalik

Untuk input pemicu Schmitt pembalik, Anda akan menerapkan terminal pembalik dari penguat operasional (Op-Amp). Selanjutnya, output yang dihasilkan dari mode pembalik memiliki polaritas yang berlawanan, dan Anda harus menerapkannya ke terminal non-pembalik untuk mendapatkan umpan balik positif.

Pembalikan rangkaian pemicu Schmitt

Penjelasan dan rumus rangkaian trigger inverting Schmitt di atas;

VREF lebih rendah dari VIN menghasilkan keluaran komparator -VSAT. Sebaliknya, jika -VREF sedikit lebih besar dari VIN (lebih negatif), outputnya adalah VSAT. Oleh karena itu, Vo (tegangan keluaran komparator) akan menjadi -VSAT atau VSAT. Tetapi Anda harus mengontrol tegangan input rangkaian dengan R2 atau R1 untuk mengatur perubahan status rangkaian.

Nilai formulasi -VREF dan VREF;

1. V_REF =(V_O * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

2. V_O =V_SAT , oleh karena itu,

3. V_REF =(V_SAT * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

4. -V_REF =(V_O * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

5. V_O =-V_SAT oleh karena itu,

6. -V_REF =(-V_SAT * R₂ ) / (R₁ + R₂ )

Terkadang, Anda akan menemukan VREF yang disebut sebagai Tegangan Ambang Atas (VUT), sedangkan -VREF adalah Tegangan Ambang Bawah (VLT).

Sirkuit Pemicu Schmitt Non-Pembalik

Dalam mode kedua dari rangkaian pemicu Schmitt berbasis Op-Amp, Anda menerapkan tegangan input rangkaian di terminal input non-pembalik dari penguat operasional. Setelah itu, resistor emitor R1 akan memungkinkan tegangan output kembali ke rangkaian terminal non-pembalik.

Sirkuit pemicu Schmitt non-pembalik

Katakanlah tegangan output berada di VSAT di awal. Tegangan keluaran akan berada pada tingkat kejenuhan yang sama selama VLT lebih tinggi dari VIN. Jika di kemudian hari tegangan input rangkaian melampaui level tegangan ambang batas bawah, maka status output akan berubah menjadi -VSAT. Anda juga dapat memvariasikan tegangan bias secara seri untuk mendapatkan nilai tegangan referensi yang diinginkan.

Akhirnya, output akan konstan pada keadaan -VSAT sampai tegangan input rangkaian naik di atas tegangan ambang atas.

5.Aplikasi Pemicu Schmitt

Anda akan menemukan rangkaian pemicu Schmitt di beberapa aplikasi seperti;

• Pertama, di sirkuit debounce switch.
• Kemudian, Anda dapat menggunakan pemicu Schmitt untuk menerapkan osilator relaksasi khususnya, dalam desain dengan respons loop tertutup.
• Selain itu, Anda dapat menggunakannya di generator fungsi dan catu daya.
• Selain itu, rangkaian pemicu mengubah gelombang sinus menjadi gelombang persegi.
• Terakhir, Anda dapat menggabungkannya dalam sirkuit digital sebagai pengkondisi sinyal untuk membantu menghilangkan sirkuit sinyal.

Ringkasan

Untuk meringkas, artikel hari ini memberikan wawasan terperinci tentang Pemicu Schmitt, operasinya, struktur rangkaian dasar, dan juga beberapa aplikasinya.

Bahkan dengan efisiensi pemicu yang tinggi, yang terbaik adalah memiliki beberapa tindakan pencegahan seperti. Mengemudikan Op-Amp ke dalam rel. Akan ada lebih banyak konsumsi daya, jadi, Anda memerlukan sumber daya tinggi. Terlepas dari batasannya, Anda akan menghilangkan sinyal bising dan pengurangan jumlah transisi keluaran ganda.

Mengalami kesulitan mengatur sirkuit Anda atau terjebak pada sebuah proyek? Hubungi kami untuk detail lebih lanjut.