Mạch schmitt trigger dùng opamp

0
36

Mạch schmitt trigger dùng opamp

Mạch schmitt trigger dùng opamp còn được gọi là mạch so sánh phục hồi. Mạch được thiết kế với một phản hồi dương và do đó sẽ có một hành động tái tạo làm cho các mức đầu ra chuyển đổi. Ngoài ra, việc sử dụng phản hồi điện áp dương thay vì phản hồi tiêu cực, hỗ trợ điện áp phản hồi cho điện áp đầu vào, thay vì chống lại nó. Việc sử dụng mạch tái tạo là để loại bỏ những khó khăn trong mạch phát hiện điểm không do tín hiệu tần số thấp và điện áp nhiễu đầu vào.

Bạn có thể tham khảo hướng dẫn trước :

Mạch Schmitt Trigger dùng transistor

Dưới đây là sơ đồ mạch của Mạch schmitt trigger dùng opamp. Về cơ bản nó là một mạch so sánh đảo với một phản hồi dương. Mục đích của Mạch schmitt trigger là chuyển đổi bất kỳ dạng sóng đầu vào có hình dạng đều đặn hoặc bất thường nào thành điện áp hoặc xung đầu ra sóng vuông. Như vậy, nó cũng có thể được gọi là mạch bình phương.

Mach-schmitt-trigger-dung-opamp Mạch schmitt trigger dùng opamp
Mạch schmitt trigger sử dụng IC Op-Amp uA741

Như thể hiện trong sơ đồ mạch, một bộ chia điện áp có điện trở Rdiv1 và Rdiv2 được đặt trong phản hồi dương của op-amp 741 IC. Các giá trị giống nhau của Rdiv1 và Rdiv2 được sử dụng để lấy giá trị điện trở Rpar = Rdiv1 || Rdiv2 được mắc nối tiếp với điện áp đầu vào. Rpar được sử dụng để giảm thiểu các vấn đề bù. Điện áp trên R1 được đưa trở lại đầu vào không đảo. Điện áp đầu vào Vi trigger hoặc thay đổi trạng thái của đầu ra Vout mỗi khi nó vượt quá mức điện áp của nó trên một giá trị ngưỡng nhất định được gọi là Điện áp ngưỡng trên (Vupt) và Điện áp ngưỡng dưới (Vlpt).

Giả sử rằng điện áp đầu vào đảo có giá trị dương nhỏ. Điều này sẽ gây ra một giá trị âm trong đầu ra. Điện áp âm này được đưa ngược trở lại đầu cực không đảo (+) của op-amp thông qua bộ chia điện áp. Do đó, giá trị của điện áp âm được cấp lại cho cực dương trở nên cao hơn. Giá trị của điện áp âm lại trở nên cao hơn cho đến khi mạch chuyển sang trạng thái bão hòa âm (-Vsat). Bây giờ, chúng ta hãy giả sử rằng điện áp đầu vào đảo ngược có giá trị âm nhẹ. Điều này sẽ gây ra một giá trị dương trong đầu ra. Điện áp dương này được đưa ngược trở lại đầu cực không đảo (+) của op-amp thông qua bộ chia điện áp. Do đó, giá trị của điện áp dương được đưa trở lại cực dương trở nên cao hơn. Giá trị của điện áp dương lại trở nên cao hơn cho đến khi mạch được chuyển sang trạng thái bão hòa dương (+ Vsat). Đây là lý do tại sao mạch còn được đặt tên là mạch so sánh tái tạo.

so-do-dang-song-vao-ra Mạch schmitt trigger dùng opamp
Dạng sóng đầu vào và đầu ra Mạch schmitt trigger dùng opamp

Khi Vout = + Vsat, điện áp trên Rdiv1 được gọi là Điện áp ngưỡng trên (Vupt). Điện áp đầu vào, Vin phải dương hơn Vupt inorder một chút để làm cho đầu ra Vo chuyển từ + Vsat sang -Vsat. Khi điện áp đầu vào nhỏ hơn Vupt, điện áp đầu ra Vout ở + Vsat.

Điện áp ngưỡng trên, Vupt = + Vsat (Rdiv1 / [Rdiv1 + Rdiv2])

Khi Vout = -Vsat, điện áp trên Rdiv1 được gọi là Điện áp ngưỡng dưới (Vlpt). Điện áp đầu vào, Vin phải âm hơn một chút so với Vlpt inorder để làm cho đầu ra Vo chuyển từ -Vsat sang + Vsat. Khi điện áp đầu vào nhỏ hơn Vlpt, điện áp đầu ra Vout là -Vsat.

Điện áp ngưỡng dưới, Vlpt = -Vsat (Rdiv1 / [Rdiv1 + Rdiv2])

Nếu giá trị của Vupt và Vlpt cao hơn điện áp nhiễu đầu vào, phản hồi dương sẽ loại bỏ các chuyển đổi đầu ra sai. Với sự trợ giúp của phản hồi dương và hành vi tái tạo của nó, điện áp đầu ra sẽ chuyển đổi nhanh chóng giữa điện áp bão hòa dương và âm.

Đặc trưng hiện tượng trễ

Vì sử dụng mạch so sánh với phản hồi dương nên có thể xảy ra hiện tượng trễ điều kiện dải chết ở đầu ra. Khi đầu vào của bộ so sánh có giá trị cao hơn Vupt, đầu ra của nó sẽ chuyển từ + Vsat sang -Vsat và trở lại trạng thái ban đầu, + Vsat, khi giá trị đầu vào thấp hơn Vlpt. Điều này được thể hiện trong hình bên dưới. Điện áp trễ có thể được tính bằng hiệu giữa điện áp ngưỡng trên và ngưỡng dưới.

Vhysteresis = Vupt – Vlpt

Thay các giá trị của Vupt và Vlpt từ các phương trình trên:

Vhysteresis = +Vsat (Rdiv1/Rdiv1+Rdiv2) – {-Vsat (Rdiv1/Rdiv1+Rdiv2)}

Vhysteresis = (Rdiv1/Rdiv1+Rdiv2) {+Vsat – (-Vsat)}

bu-do-tre Mạch schmitt trigger dùng opamp

Đặc trưng hiện tượng trễ

Các ứng dụng của Schmitt Trigger

Schmitt Trigger chủ yếu được sử dụng để chuyển đổi điện áp đầu vào thay đổi rất chậm thành đầu ra có dạng sóng thay đổi đột ngột xảy ra chính xác tại một số giá trị xác định trước của điện áp đầu vào. Mạch schmitt trigger có thể được sử dụng cho tất cả các ứng dụng mà bộ so sánh chung được sử dụng. Bất kỳ loại điện áp đầu vào nào cũng có thể được chuyển đổi thành sóng tín hiệu vuông tương ứng của nó. Điều kiện duy nhất là tín hiệu đầu vào phải có hành trình đủ lớn để mang điện áp đầu vào vượt quá giới hạn của dải trễ. Biên độ của sóng vuông không phụ thuộc vào giá trị đỉnh-đỉnh của dạng sóng đầu vào.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here