¿Cómo construir un disparador Schmitt usando transistores?

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Entiendo que el disparador de Schmitt es un circuito comparador con histéresis y que se utiliza para convertir señales de analógicas a digitales y para eliminar el ruido de una señal mediante retroalimentación positiva. Sin embargo, la forma en que realmente funciona es confusa y, para entenderlo mejor, decidí crear uno yo mismo.

Decidí hacer un circuito con una fuente de alimentación de \ $ V_ {cc} = 8.5V \ $ que enciende un LED cuando el voltaje de entrada \ $ V_ {in} \ $ excede el umbral alto de \ $ V_ {HT} = 7.5V \ $ y lo apaga de nuevo cuando pasa por debajo del umbral bajo de \ $ V_ {LT} = 3V \ $, usé un potenciómetro como divisor de voltaje para controlar el voltaje de entrada. Utilicé los siguientes esquemas:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Para determinar los valores de resistencia, establezco la corriente inactiva en \ $ I_E = 1 mA \ $ cuando Q1 está desactivado y Q2 está activado, por lo tanto: $$ R_E = \ frac {V_ {HT}} {I_E} = \ frac {7.5} {1 \ veces 10 ^ {- 3}} = 7.5 k \ Omega $$ $$ R_ {C2} = \ frac {V_ {CC} - V_ {HT}} {I_E} = \ frac {8.5 - 7.5} {10 ^ {- 3}} = 1 k \ Omega $$ Cuando Q1 se enciende y Q2 se apaga, la corriente del emisor cambia y por lo tanto: $$ I_E = \ dfrac {V_ {LT}} {R_E} = \ dfrac {3} {7.5 \ veces 10 ^ 3} = 0.4 mA $$ $$ R_ {C1} = \ frac {V_ {CC} - V_ {LT}} {I_E} = \ frac {8.5 - 3} {0.4 \ veces 10 ^ {- 3}} = 13.75 k \ Omega $$ Ahora no estoy seguro de cómo calcular R1, R2, así que asumí que \ $ V_ {B2} \ $ es igual al umbral alto y usando el divisor de voltaje entre \ $ R_ {C1} + R1 \ $ y \ $ R2 PS $$ V_ {HT} = \ dfrac {R2} {R_ {C1} + R1 + R2} \ quad V_ {CC} $$ Elegí R1 para ser igual a \ $ 1 k \ Omega \ $, por lo que: $$ R1 = 1k \ Omega \ Rightarrow R2 = 15k \ Omega $$

Sin embargo, cuando probé el circuito, no funcionó en absoluto y el LED estaba encendido constantemente, independientemente de la tensión de entrada. ¿Por qué no funciona como debería?

    
pregunta razzak

2 respuestas

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La parte de activación de schmitt (Q1 y Q3) realmente funciona. Lo que no funciona es tu etapa de salida. Verifique los posibles voltajes en el colector Q3:

  • Cuando Q3 está apagado, obviamente está cerca de la tensión de alimentación. Por lo tanto, habrá corriente a través de R3 y Q4 llevará a cabo.
  • Cuando Q3 conduce, la corriente a través de RC2 pasará a través de RE y, aunque estará un poco más cerca de tierra, la tensión a través de RE lo hará mucho más cercano al suministro que a tierra. Q4 en realidad todavía conduce. La ruta actual es: RC2 - > (R3 || RE).

Para solucionar esto rápidamente, puede usar un PNP en la salida, en lugar de un NPN. También tendrá que aumentar RC2 porque con 1k, todavía está demasiado cerca de la tensión de alimentación (que luego cambia los umbrales, sí, pero de todos modos ...). Además, puede eliminar R3 ya que RE ya está aquí para limitar la corriente a través de la base Q4.

Aquí está el nuevo esquema:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Con este nuevo circuito, la simulación muestra que los umbrales son 3V y 4.5V (soy demasiado perezoso para confirmarlo mediante fórmulas). Aquí está el LTspice (que me parece más productivo que circuitlabs) archivo comprimido de archivo .

    
respondido por el dim
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Sin embargo, cuando probé el circuito no funcionó en absoluto y el LED   estaba constantemente encendido independientemente de la tensión de entrada. Porque no lo es   trabajando como debería ser?

No voy a analizar todo el circuito, sino simplemente señalar el problema de apagar el LED.

Para apagar el LED se requiere que Q4 esté apagado. Esto significa que el colector de Q3 tiene que caer a un nivel de alrededor de 0.5 voltios o menos. Para obtener 0.5 voltios significa que la impedancia de conexión a tierra que mira al colector de Q3 tiene que ser sustancialmente más baja que RC2 (1 kohm). Sin embargo, no importa cuánto se esfuerce, el colector de Q3 presentará una impedancia de conexión a tierra no menor a RE (7.5 kohm).

    
respondido por el Andy aka

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