Desea detectar una señal que varía lentamente (1 V / hora). Esto se debe hacer con algo que tenga una ganancia alta alrededor del punto de umbral y una pequeña histéresis. La alta ganancia hace que el resultado sea alto o bajo en ambos lados del umbral, y la histéresis evita las vibraciones debido al inevitable ruido en la señal cuando está cerca del umbral. También proporciona una acción instantánea positiva. Para cualquier ganancia finita, todavía habría un área blanda alrededor del umbral.
La forma conceptualmente más sencilla de lograr esto es con un comparador. Por ejemplo:
R3 y R4 forman un divisor de voltaje para hacer la mitad de la fuente, que en este caso sale a 2.5 V. C1 filtra las pequeñas ondulaciones en la fuente para hacer una señal de fuente 1/2 agradable y limpia en el negativo Entrada del opamp. La señal de entrada se compara con este umbral de 2,5 V. Cuando está arriba, la salida es alta, y cuando está debajo de la salida baja.
Sin embargo, si eso fuera todo, todavía habría problemas cuando la señal de entrada estuviera muy cerca del umbral. R2 proporciona una pequeña retroalimentación positiva, lo que causa la histéresis descrita anteriormente.
Cuando la salida es alta, se agrega un poco de eso a la entrada que ve el opamp. Esto efectivamente reduce el umbral para que la entrada se interprete como baja. Cuando la salida es alta, R2 y R1 forman un divisor de voltaje, cuya salida debe ser de 2.5 V para que la salida opamp se invierta nuevamente. Para que esto ocurra, IN debe estar 25 mV por debajo del umbral de 2,5 V. Cuando OUT es bajo, lo mismo sucede a la inversa. IN debe estar a 25 mV por encima del umbral para volver a cambiar el estado del opamp.
Esto causa una banda de histéresis de 50 mV alrededor del umbral. La banda de histéresis debe dimensionarse para ser un poco más grande que el pico a pico de ruido en IN.
Para niveles de señal puramente digitales, puede utilizar una puerta lógica con entrada Schmitt trigger . Estos funcionan como el circuito descrito anteriormente, pero la histéresis está integrada en la puerta. El inconveniente es que la banda de histéres suele ser bastante ancha y el umbral algo impredecible. Esto se debe a que están diseñados para señales lógicas, no para detectar con precisión umbrales señales analógicas. Incluso si utiliza una compuerta de activación Schmitt, es bueno entender la teoría como se ilustra en el circuito de arriba.
