Триггер Шмитта
Широкое практическое применение находит схема компаратора с положительной обратной связью (ПОС). Она приведена на рис. 15.4а. Другое название схемы – триггер Шмитта. Входной сигнал поступает на инвертирующий вход, а напряжение обратной связи – на прямой.
На рис. 15.4б приведена передаточная характеристика компаратора. При большом отрицательном напряжении на инвертирующем входе ОУ . Напряжение на прямом входе ОУ Uпр формируется двумя источниками – U0 и
. Определим его методом суперпозиции, учитывая, что для обоих напряжений цепочка R1R2 выполняет роль делителя
Компаратор будет находиться в режиме положительного насыщения до тех пор, пока UВХ < Uпр. Значение Uпр выполняет роль порога срабатывания, поэтому его называют пороговым и обозначают
.
Когда входное напряжение UВХ становится примерно равным напряжению настолько, что
ОУ переходит в линейный режим. Напряжение на выходе уменьшается, т. е. получает отрицательное приращение
. По цепочке R1R2 оно поступает прямо на прямой вход ОУ, уменьшая значение Uпр на величину
.
ОУ усилит это приращение, в результате чего напряжение на его выходе уменьшится еще больше, т. е. возникнет отрицательное приращение . Последнее в свою очередь еще больше уменьшит Uпр. Процесс развивается лавинообразно и завершается переходом ОУ в область отрицательного насыщения, когда
. Таким образом, ПОС ускоряет процесс переключения компаратора. Такое ускоренное переключение получило название регенеративного процесса.
Так как UВЫХ после переключения сменило свой знак, то изменилось и значение Uпр т. е. значение порога - .
.
Новое переключение компаратора произойдет только тогда, когда . Передаточная характеристика компаратора имеет вид петли гистерезиса. Ширина петли гистерезиса увеличивается с увеличением отношения
.