Schmitt Tetikleyici

Schmitt Tetikleyici, giriş sinyali eşik değerinin altına düştüğünde çıkış sinyali üreten elektronik bir devre elemanıdır. Schmitt Tetikleyici, 1930 yılında Otto Schmitt tarafından icat edildi. Schmitt tetikleyicilerin ana özelliği histerezis adı verilen bir davranışı içerir. Geri bildirim yardımıyla giriş-çıkış geçiş eşiğine histerezis ekleyen elektronik bir devredir. Burada histerezis, yükselen ve düşen kenar için iki farklı eşik voltaj seviyesi sağladığı anlamına gelir.

Schmitt Tetikleyici, giriş sinyalini istenmeyen dalgalanmalardan arındırmak, sinyali keskinleştirmek veya dijital sinyalleri çıkışa dönüştürmek için kullanılır. Esasen kararlı bir Multivibratördür ve çıktısı süresiz olarak kararlı durumlardan birinde kalır. Çıktının kararlı bir durumdan diğerine değişmesi için, giriş sinyalinin uygun şekilde değişmesi veya tetiklenmesi gerekir. Bu Bistable işlemi, döngü kazancı birden fazla olan pozitif geri beslemeye (veya rejeneratif geri bildirime) sahip bir amplifikatör gerektirir. Bu nedenle Schmitt Tetikleyici, rejeneratif Karşılaştırıcı olarak da bilinmektedir.

Schmitt Tetikleyici, üst eşik (yüksek eşik) ve alt eşik (düşük eşik) olmak üzere iki eşik değeri ile tanımlanır. Giriş sinyali bu eşik değerlerini aştığında veya altına düştüğünde çıkış sinyali terslenir (örneğin, yüksekse düşük olur ve tam tersi). Pozitif geribildirim ve negatif geribildirim kullanarak çalışır ve bu histerezis özelliği sayesinde istenmeyen geçişleri önler. Özetle, Schmitt Tetikleyici temel işlevi gürültülü kare, sinüs, üçgen veya herhangi bir periyodik sinyali keskin ön ve arka kenarları olan temiz kare darbelere dönüştürmektir.

Schmitt Tetikleyici Çeşitleri

Schmitt Tetikleyici, Op Amp veya transistör yardımıyla tasarlanabilmektedir. Bu nedenle, Op Amp ve Transistör tabanlı olarak sınıflandırılmaktadır.

1.      Transistör Tabanlı Schmitt Tetikleyici

Schmitt Tetikleyici temel olarak çıkış durumları giriş sinyali tarafından kontrol edilen bir Bistable Devresidir. Bu nedenle, bir seviye tespit devresi olarak kullanılabilir. Aşağıdaki devre, Transistör Tabanlı Schmitt Devresinin basit bir tasarımını göstermektedir.

Transistör Tabanlı Schmitt Tetikleyici
Transistör Tabanlı Schmitt Tetikleyici

Bu devre, tipik bir Bistable Multivibrator devresine benzese de bu devre Q toplayıcısından kuplajı kaçırdığı için aslında farklıdır. Q1 ve Q2’nin yayıcıları birbirine bağlanır ve RE aracılığıyla topraklanır. Ayrıca RE bir geri bildirim yolu görevi görür.

VIN sıfır olduğunda, Q1 kesik ve Q2 doygunluktadır. Sonuç olarak, çıkış gerilimi VO Low(Düşük) durumdadır. VCE(SAT) 0 olduğu varsayılır, daha sonra RE boyunca voltaj tarafından verilir.

(VCC * RE) / (RE + RC2)

Bu voltaj, aynı zamanda Q1‘in yayıcı voltajıdır. Yani, Q1 yürütmek için giriş voltajı VIN yayıcı voltajının toplamından daha yüksek, yani 0,7 V.

VIN = [(VCC * RE) / (RE + RC2)] + 0.7

Ne zaman VIN bu voltajdan daha büyük olursa Q1 yürütmeye başlar ve Q2 rejeneratif etki nedeniyle kesilir. Sonuç olarak, çıktı VO High (Yüksek) gider. RE‘deki voltaj, yeni bir değere alır ve şu şekilde formülize edilir.

(VCC * RE) / (RE + RC1)

Transistör Q1 giriş gerilimi, VIN olduğu sürece çalışacaktır. Aşağıdakilerden büyük veya ona eşittir:

VIN = [(VCC * RE) / (RE + RC1)] + 0.7

VIN ise bu değerin altına düşer, sonra Q1 doygunluktan çıkar. Devrenin geri kalanı rejeneratif etki nedeniyle çalışır. Q1 kesilir, Q2 doygunluğa ulaşır.

High (Yüksek) ve Low (Düşük) çıkış durumları, denklemler tarafından verilen giriş voltaj seviyelerine bağlıdır.

[(VCC * RE) / (RE + RC1)] + 0.7

[(VCC * RE) / (RE + RC2)] + 0.7

Schmitt Tetikleyici’nin transfer özellikleri histerezis sergiler. VLT ve VUT , Alt Açma noktası (Alt Eşik Voltajı) ve Üst Açma noktası (Üst Eşik Voltajı) tarafından yönetilir.

VLT = [(VCC * RE) / (RE + RC1)] + 0.7

VUT = [(VCC * RE) / (RE + RC2)] + 0.7

Transistör Tabanlı Schmitt Tetikleyici Grafiği
Transistör Tabanlı Schmitt Tetikleyici Grafiği

RC1 ve RC2 değerlerini değiştirerek, histerezis miktarı kontrol edilebilirken, RE değeri, Üst Eşik Voltajını arttırmak için kullanılabilir.

2.      Op Amp Tabanlı Schmitt Tetikleyici

Schmitt Tetikleyici Devre, esasen olumlu geri bildirime sahip bir amplifikatör olduğundan, bu kurulumu operasyonel amplifikatörler veya sadece Op Amper kullanarak uygulamak mümkündür. Girişin nereye uygulandığına bağlı olarak, Op Amp tabanlı devreler, Ters Çeviren ve Ters Çevirmeyen Schmitt Tetikleyiciler olarak ikiye ayrılır.

Op Amp Tabanlı Schmitt Tetikleyici

Op Amp Tabanlı Schmitt Tetikleyici

Schmitt Tetikleyici Kullanım Alanları

  • Schmitt Tetikleyicinin en önemli uygulaması, sinüs dalgalarını kare dalgalara dönüştürmektir
  • Gürültüyü temizlemek ve akışı hızlandırmak için kullanılır. Aksi takdirde yavaş giriş gereksinimleri için anahtar demetleme devresinde kullanılmalıdırlar.
  • Sinyal gürültüsünü gidermek için dijital devrelerde, sinyal koşullandırma gibi uygulamalarda kullanılır.

Analog ve dijital sayısal devreler içindeki çeşitli uygulamalarda kullanılır. TTL Schmitt’in esnekliği, dar besleme aralığı, kısmi arayüz kapasitesi, küçük giriş empedansı ve çıktının kararsız özellikleri ile dezavantajlıdır. Bu, kesin bir parametreyi ikna etmek için ayrı cihazlarla tasarlanabilir, ancak bu tasarım zaman alır.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here