Sull'isteresi della tensione di commutazione del trigger Schmitt del microcircuito K561TL1. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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I radioamatori utilizzano ampiamente il chip K561TL1 e i suoi analoghi, sia domestici (K564TJ11, K1561TL1) che stranieri (ad esempio CD4093), che contengono quattro trigger Schmitt con una funzione logica di ingresso 2I-NOT. Una delle caratteristiche degli elementi è che la variazione della tensione di uscita Uout avviene bruscamente con una variazione relativamente lenta dell'ingresso ai valori di soglia Uin (passaggio dallo stato 1 allo stato 0) e (passaggio da 0 a 1) , come mostrato in Fig. 1.

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Tale caratteristica di trasferimento del trigger di Schmitt è fornita dalla presenza di un feedback positivo interno in esso. Grazie ad esso, questi elementi sono convenienti per generare segnali con fronti ripidi e decadimenti quando viene applicata una tensione uniformemente variabile al loro ingresso.

La seconda caratteristica è la presenza dell'isteresi della tensione di uscita durante la commutazione, che aumenta l'immunità al rumore del trigger di Schmitt quando il segnale di ingresso contiene un rumore significativo.

La caratteristica di trasferimento mostrata in fig. 1, corrisponde all'elemento del microcircuito K561TL1 a una tensione di alimentazione Upit = 10 V. La differenza tra i valori di soglia della tensione di commutazione determina la larghezza del ciclo di isteresi Ur = Uin¹⁰ - Uin⁰¹, e i valori di soglia (e quindi la larghezza del loop in volt) dipendono dalla tensione di alimentazione Esperimenti con il nodo, il cui diagramma è mostrato in fig. 2 ha mostrato che alla tensione di alimentazione Upit = 5 V Ur = 0,6 ... 0,8 V, a 10 V - 2 ... 2,8 V e a 15 V -3 ... 3,5 V

I trigger di Schmitt sono spesso usati come comparatori di tensione in vari dispositivi di automazione, ad esempio foto e relè termici. In alcuni casi pratici, potrebbe essere necessario ridurre l'ampiezza del ciclo di isteresi. Ciò può essere ottenuto introducendo un feedback negativo tra l'ingresso e l'uscita dell'elemento (Fig. 3). Qui Roc e RBX sono i resistori di feedback, R e C sono la resistenza della sorgente del segnale. Attraverso il resistore Roc, una parte della tensione di uscita fluirà all'ingresso dell'elemento: la tensione di retroazione

Se la corrente di uscita dell'elemento DD1.1 è piccola, possiamo supporre che Uout = Upit. Di conseguenza, la larghezza del ciclo di isteresi in presenza di feedback ugos diminuisce: Ug os \uXNUMXd Ur - K * Uoc, dove K è un fattore di correzione. In questo caso, la tensione di commutazione Uin¹⁰ diminuisce e Uin⁰¹ aumenta. Con una selezione di resistori Roc e RBX, è possibile impostare il valore Uroc desiderato.

Tuttavia, va tenuto presente che quando l'ampiezza dell'anello di isteresi di tensione diminuisce fino a zero, il funzionamento dell'elemento logico in prossimità dei momenti di commutazione diventa instabile e può passare alla modalità di generazione di oscillazioni ad alta frequenza.

Gli esperimenti sono stati eseguiti con più copie del microcircuito K561TL1 ad una tensione di alimentazione di 10 V. Quindi, per Roc = 560 kOhm, Ris->0 e con un elemento con Ur = 2,8 V, l'ampiezza del loop di isteresi UCOc era misurato con diversi resistori RBX. A RBX \u22d 2,5 kOhm, Ugoc si è rivelato 43 V, a 2,15 kOhm - 150 V, a 0,8 kOhm - 200 V ea 0,07 kOhm - 0,8 V. Con un ulteriore aumento della resistenza del resistore RBX al l'elemento dei momenti di commutazione era autoeccitato ad alta frequenza. Di conseguenza, per i campioni studiati di microcircuiti, è stato determinato il valore del fattore di correzione K = XNUMX.

Autore: I. Nechaev

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