Schmitt Trigger Funcionalidad no funciona, preguntas

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Estoy tratando de construir un disparador Schmitt como el que se describe aquí: enlace

Sin embargo, no está funcionando como se esperaba, y creo que puede deberse a varias razones, de las cuales solo tengo sospechas. Sería de gran ayuda si alguien me aconsejara sobre cómo construir correctamente un Gatillo Schmitt porque soy bastante nuevo en esto y no tengo mucha experiencia.

  1. Utilicé un amplificador operacional LM358 de TI, lo cual creo que podría no funcionar porque no estoy seguro de que sea un amplificador operacional de dos rieles. No sé exactamente por qué es necesario un amplificador operacional de dos rieles, pero un par de videos que he visto mencionaron que era necesario.

  2. Los resistores que utilicé tienen valores relativamente pequeños. En el enlace PCBHeaven que publiqué arriba, R1 = 1kOhm, R2 = 10kOhms, y la resistencia de realimentación también fue de 10kOhms. No sé por qué esto es importante, pero ¿podría tener algo que ver con la saturación del amplificador operacional? Realmente no lo sé.

Estoy más frustrado porque veo ciertos videos flotando en línea como este: enlace y La configuración del circuito parece exactamente igual a la mía, a excepción de los valores de resistencia más grandes y los diferentes amplificadores operacionales.

Sé que se supone que el Schmitt Trigger genera un nivel lógico alto o bajo cuando se pasan los umbrales, sin embargo, no estoy observando esto. Por ejemplo, si proporciono el amplificador operacional con 5V y también hago V + 5 voltios, observo los siguientes resultados: 

When input voltage = 5V, output voltage = 2.85V
When input voltage = 0V, output voltage = 3.91V
When input voltage = 3.3V, output voltage = 3.91V

Los cuales son resultados extremadamente confusos, especialmente porque ninguno de esos valores está cerca de 0 V, ya que esperaría representar una lógica baja. Me siento más confundido cuando pruebo directamente la funcionalidad del amplificador operacional comparando los terminales positivos y negativos, y el amplificador operacional produce correctamente una lógica alta cuando el terminal positivo > terminal negativo, y produce una lógica baja cuando el terminal negativo > terminal positivo.

Si alguien tiene alguna idea o sugerencia sobre dónde me equivoqué, o si tiene consejos generales para construir un Gatillo Schmitt, ¡por favor avíseme!

    
pregunta Phil

2 respuestas

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Simplemente inserte esos valores de resistencia en la calculadora que vinculó en su pregunta y observe qué sucede: -

Los umbrales cambian entre aproximadamente 4,2 voltios y 4,6 voltios. Eso es lo primero: su entrada debe poder cruzar esos límites para que su circuito cambie.

A continuación, eche un vistazo a la hoja de datos del LM358 y verá que los voltajes de entrada solo son válidos entre 0V y 3.5V (en un suministro de 5V). No espere que esto haga lo que quiere cuando la entrada es por encima de 3,5 voltios.

A continuación, observe la hoja d para ver qué puede hacer la salida en un riel de 5V. La hoja d implica que el voltaje de salida más alto que puede reunir es generalmente 2V debajo del riel positivo, es decir, 3V.

Mi estimación es que su circuito está funcionando, pero tal vez con la entrada de 5 V no válida en el escenario 1, se produzca una cosa de inversión extraña (sucede mucho en los amplificadores operacionales).

¡Bienvenido al mundo imperfecto de los verdaderos amplificadores operacionales!

Intente reducir los umbrales a alrededor de 2 V y 2,5 V y vea qué sucede cuando la entrada supera los 2,6 V: esperaría que la salida se redujera a 0 V. Cuando la entrada cae por debajo de 1.9V, esperaría ver que la salida oscile por encima de 3V.

    
respondido por el Andy aka
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Si, como usted describe, ve un comportamiento sensato cuando ejecuta la versión abierta del amplificador, entonces puede dejar de preocuparse por las cosas de carril a carril y los diferentes tipos de op-amp.

Trabaja en pasos: has hecho el primero, que es solo para hacer + > - y - > +.

A continuación, organice un divisor de voltaje (dos resistencias) para suministrar la entrada +, y verifique que la salida haga lo que usted espera cuando mueve la - entrada arriba y abajo más allá del voltaje en la entrada.

Finalmente, comience a agregar un poco de retroalimentación: comience con una resistencia alta y verifique que las cosas todavía funcionan correctamente. Lo que debería ver es que la tensión de entrada + cambia ligeramente cuando la salida cambia entre alta y baja.

Todo lo que sucede con un disparador Schmitt es que está organizando la salida para doblar la tensión de umbral (la entrada +) hacia arriba y hacia abajo ligeramente a medida que cambia la salida: es la resistencia de realimentación la que hace la flexión. La resistencia de realimentación es generalmente mucho más grande que las resistencias divisoras potenciales, porque generalmente solo intentas tener una pequeña influencia en el voltaje del punto central de la divisora.

Algo así como 10k para cada resistencia divisoria y 100k para la retroalimentación debería darle algún tipo de resultados fáciles de interpretar. En términos generales, esto le daría el siguiente comportamiento:

  • Sin la resistencia de realimentación, tendría 2.5V en el centro de su divisor, por lo que la salida cambiaría cuando la entrada -ve se moviera a través de 2.5V.

  • Con la resistencia de retroalimentación instalada y la salida alta (-ve entrada baja), tendrías un voltaje de umbral de aproximadamente 2.6V; eso se debe a que tienes 100K y 10K en paralelo en la parte superior del divisor, así que parece aproximadamente 9K sobre 10K.

  • Con la resistencia de retroalimentación instalada y la salida baja (-ve entrada alta), tendría un voltaje de umbral de aproximadamente 2.4V (porque el divisor se ve como 10K sobre 9K).

respondido por el user1844

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