1

Schmitt-Trigger

von Raoul Fofe

2

Gliederung

- Definition

- Aufbau

- Anwendung

3

1. Definition

Ein Schmitt-Trigger ist eine Komparatorschaltung mit Mitkopplung. Er wird hauptsächlich als Rechteckwandler eingesetzt.

4

2. Aufbau 2.1 Invertierender Schmitt-Trigger

Die Grundschaltung für einen invertierenden Schmitt-Trigger ist in Bild1 gezeigt.

5

Bild1: Invertierender Schmitt-Trigger

V7

FREQ = VAMPL = VOFF =

U1ALM324

1

3

2

411

OUT

+

-

V+V-

V215Vdc

R2

R1

0

0

0 0

V3

-15Vdc

6

Einschaltpegel: Ue ein = R1*Ua min/(R1+R2) Ausschaltpegel: Ue aus = R1*Ua max/(R1+R2)

Schalthysterese: Ue = R1(Ua max – Ua min)/(R1+R2)

7

Bild2: Übertragungskennlinie eines

invertierenden Schmitt-Triggers

8

Beispiel:

Ein invertierender Schmitt-Trigger soll für folgende Vorgabe dimensoniert werden:

Ue aus = 2V Ue ein = -2V Ub = +/-15 Usat+ = 14V Usat- = -14V

Die Eingangspannung ist sinusformig mit 10V als Amplitude.

Lösung:

Ua min kann als Usat- betrachtet werden

Ue ein = R1*Ua min/(R1 + R2)

Nach Berechnung kommt raus: R2/R1 = 6

Sein Spannungsverlauf ist in Bild3 gezeigt

9

Bild3: Spannunsverlauf beim invertierenden Schmitt-Trigger

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50msV(V1:+) V(U1A:OUT)

-20V

-10V

0V

10V

20V

10

2.2 Nicht-Invertierender Schmitt-trigger

Einschaltpegel:

Ue ein = - R1*Ua min/ R2

Ausschaltpegel:

Ue aus = - R1*Ua max/ R2

Schalthysterese:

Ue = R1(Ua max – Ua min)/ R2

11

Bild4: Nicht-Invertierender Schmitt-Trigger

V5-15Vdc

V8

FREQ = VAMPL = VOFF =

V6

15Vdc

0

00

R1

0

R2

U2A

LM324

1

3

2

411

OUT

+

-

V+V-

12

Bild5: Übertragungskennlinie eines nicht-

invertierenden Schmitt-Triggers

13

Beispiel: Dimensionieren wir jetzt einen nicht-

invertierenden Schmitt-Trigger für folgende Vorgaben:

Ue ein = 3V Ue aus = -3V Ub = +/-15V Usat = 14V

Die Eingangspannung ist sinusformig mit 10V als Amplitude.

Lösung: Von der Formel Ue aus = -R1*Uamax/R2 haben

wir nach Berechnung das Verhältnis R2/R1 = 4,6666

14

Bild6: Spannungsverlauf beim nicht-invertierenden Schmitt-Trigger

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50msV(V4:+) V(U2A:OUT)

-20V

-10V

0V

10V

20V

15

2.3 Genauigkeit

Weil die Ausgangspannung, die in die Triggerpegel eingeht, keine genau definierte extreme Werte hat, ist die Umschaltpegel beim Schmitt-Trigger nicht ganz präzis.

16

3. Anwendung

Multivibratoren

Die Beschaltung eines Schmitt-Triggers, wobei das verzögerte Ausgangssignal auf den Eingang gelangt, ist ein Multivibrator(Bild7).

17

Bild7: Multivibrator mit Komparator

18

Bild8: Spannungsverlauf im Multivibrator

19

Quelle:

[1] Tietze; Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer(12. Auflage, Erlangen und München, Januar 2002)

[2]http://www.krucker.ch/DiverseDok/Schmitt%20Trigger.pdf

28.01.06

20

Ende des Vortrags

Danke für das Zuhören