Una pregunta sobre la resistencia de retroalimentación positiva en un disparador Schmitt

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En muchos tutoriales al explicar la histéresis, lo que leo es que cuando la salida es alta, R3 se convierte en paralelo con R1; y cuando la salida es baja, R3 se convierte en paralelo con R2. Arriba hay una descripción de la situación.

¿Por qué R3 está en paralelo con R1 cuando la salida es alta? ¿Y por qué R3 está en paralelo con R2 cuando la salida es baja?

No pude averiguar la razón.

    
pregunta user16307

3 respuestas

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Ustedes no reconocieron el problema de OP.
Si esa explicación funciona. Él no va a preguntar sobre esto en primer lugar. (piensa)
Veamos la forma más simple de explicación

¿Cómo R3 paralelo con R1? ¿Algoestámalconeso?

LomismoparaR2

Ahora puede leer otras respuestas que tienen una buena explicación de por qué el amplificador operacional funciona de esta manera.

Alguna nota sobre R4: ¿Por qué está ahí?
En el componente de amplificador operacional barato real, el amplificador operacional no puede conducir el voltaje a Vcc. (max a Vcc - 1.5V por ejemplo) Hay un amplificador operacional de riel a riel que tiene un costo más alto en general. Es probable que el amplificador operacional en cuestión sea un amplificador operacional de drenaje abierto, por lo tanto, la resistencia de pull-up. Funcionará perfectamente bien sin mucho cálculo porque se conectará al pin de entrada digital que probablemente sea un pin de impedancia de altura.

    
respondido por el Curious Sam
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Como no hay retroalimentación negativa, y el amplificador operacional tiene una ganancia infinitamente ideal, solo pueden suceder dos cosas:

  1. el amplificador operacional intentará llevar la salida a Vcc
  2. el amplificador operacional intentará llevar la salida a tierra

O si está utilizando un comparador con una salida de colector abierto, ocurre casi lo mismo:

  1. el amplificador operacional no proporcionará corriente de base al transistor de salida, lo que permitirá que R4 suba la salida a Vcc
  2. el amplificador operacional proporcionará suficiente corriente de base al transistor de salida para saturarlo, haciendo que la salida caiga a tierra

Si luego vuelves a dibujar el esquema sin que la salida del amplificador operacional se desplace a través de R4, o se conecte realmente a tierra, obtendrás lo siguiente:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Si aún no está claro, puede ser útil pensar en el amplificador operacional como un interruptor, operado por un hada que compara las entradas y gira el interruptor en consecuencia:

simular este circuito

    
respondido por el Phil Frost
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Piense en el funcionamiento de un disparador schmitt. Se supone que limpia una señal digital, por lo que siempre se mantiene en un 1 o un 0. Por ejemplo, una señal digital puede tener un tiempo de subida / caída muy lento, por lo que pasa una cantidad significativa de tiempo en la tierra de "nadie" ya que cambia de estado. Un disparador schmitt limpia esto cerrando la salida a uno de los rieles IO una vez que la entrada cruza un cierto umbral de voltaje.

Una de las características de un amplificador operacional es que tiene una impedancia de salida muy baja, que, en el caso de un disparador Schmitt, puede pensar que la salida siempre está conectada a uno de los rieles de suministro. Este no es el caso en realidad, pero el concepto ayuda a aclarar algunos detalles que no son realmente relevantes.

Entonces, dado que la salida del amplificador operacional siempre está conectada a uno de los rieles de suministro (¡pero nunca los dos al mismo tiempo!), R3 siempre estará en paralelo con R1 o R2 (de nuevo, no exactamente es cierto debido a las características opamp no ideales, pero lo suficientemente cerca para este caso).

EDITAR Aquí hay un poco más de detalles sobre opamps:

Eche un vistazo a los circuitos internos de un amplificador operacional:

La salida está entre Tr5 y Tr6. Supongamos que R8 y R7 son 0 ohmios. Sabemos por el funcionamiento de un disparador schmitt que la salida siempre será V + o V- (también conocida como los rieles de alimentación). Esto significa que Tr5 o Tr6 (pero no ambos) estarán en pleno paso. Ignorando la resistencia interna de esos BJT (es lo suficientemente bajo como para que no importe), conectarán la salida a Vcc o a tierra.

Un amplificador operacional amplifica la diferencia entre las dos entradas. La salida es siempre la diferencia entre las dos entradas escaladas por un factor de ganancia. Por ejemplo, si la entrada + está en 2.3v, y la - entrada está en 2.2v, y el factor de ganancia es 10 (números compuestos para matemáticas fáciles), entonces la salida estará en 1.0v. 2.3-2.2 = 0.1. 0.1 * 10 = 1.0.

Ahora, en los amplificadores operacionales de la vida real, la ganancia es grande. Realmente grande. Como en, tan grande que una pequeña diferencia en las entradas hará que la salida se conduzca a un lado de la potencia del amplificador operacional. El voltaje mínimo que puede emitir un amplificador operacional es el suministro negativo al amplificador operacional. El voltaje máximo que puede generar un amplificador operacional es el suministro positivo al amplificador operacional. Por lo tanto, si un amplificador operacional puede suministrar 3.3v, solo puede cambiar de 0.0 a 3.3v.

    
respondido por el CHendrix

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