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Das nebenstehende Schaltbild stellt einen mit einem Operationsverstärker aufgebauten invertierenden Schmitt-Trigger mit einstellbarer Referenzspannung in Form der Spannung U r dar. In Schaltungen wird meist nur der Eingang, hier mit U e gekennzeichnet, und der Ausgang mit U a eingezeichnet.
Heute werden wir eine Schmitt-Trigger-Schaltung entwerfen und dann erklären, wie sie funktioniert. Außerdem werden wir einige Bereiche aufzeigen, in denen Sie die Schmitt-Trigger-Schaltung einsetzen können.
Ein Schmitt-Trigger ist eine Schaltung mit Operationsverstärker, der als Komparator mit Hysterese arbeitet. Hierbei macht man sich die Eigenschaften einer Kippschaltung zu nutze, bei der die Ausgangsspannung bei bestimmten Eingangsspannungen schaltet.
Der Schmitt-Trigger bezeichnet eine elementare Komparatorschaltung der Elektrotechnik, welche es ermöglicht den einen Spannungspegel für das Umschalten zu High 1 und zu Low 0, in zwei gegeneinander verschobene Schaltschwellen zu separieren.
Das folgende Bild zeigt die Grundschaltung eines Schmitt-Triggers. Der Transistor K1 hat in dieser Schaltung keine Basisvorspannung. Liegt ein sehr kleines oder kein Eingangssignal an, so bleibt er gesperrt und sein Kollektorpotenzial entspricht ungefähr der Betriebsspannung.
An dieser Stelle soll bloss gezeigt werden, wie diese Spannungsreferenzen beim Präzisions-Schmitt-Trigger eingesetzt werden können. Verwenden wir für Z1 die Bandgap-Spannungsreferenz LM385-2.5 von National-Semiconductor, erzeugt diese eine präzise und temperaturstabile Spannung von 2.5 VDC.
Schmitt-Trigger sind Komparatorschaltungen mit Mitkopplung. Sie werden hauptsächlich zur Impulsformung und Rechteckwandler eingesetzt. Im Gegensatz zur konventionellen Komparatorschaltung wird die Referenzspannung nicht fest vorgegeben, sondern mit einem Spannungsteiler aus der Ausgangsspannung gewonnen. Dadurch entsteht eine Mitkopplung.
Auf den folgenden Seiten lernst du die Schmitt-Trigger Schaltung kennen, erkennst warum sie eine Hysterese zeigt und erfährst, wie du das Verhalten der Schaltungen beeinflussen kannst. Im weiteren Verlauf entdeckst du Anwendungen der Schmitt-Trigger Schaltung.
Das nebenstehende Schaltbild stellt einen mit einem Operationsverstärker aufgebauten invertierenden Schmitt-Trigger mit einstellbarer Referenzspannung in Form der Spannung Ur dar. In Schaltungen wird meist nur der Eingang, hier mit Ue gekennzeichnet, und der Ausgang mit Ua eingezeichnet.
Der Schmitt-Trigger wandelt eine analoge Spannung in einen Schaltimpuls um. Er „analysiert“ das analoge Eingangssignal und gibt ein digitales Signal aus. Abhängig davon, ob definierte Schwellspannungen unter- oder überschritten wurden.
