Trigger di Schmitt - Configurazione invertente

kykko_90
di kykko_90
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Il trigger di Schmitt è un circuito fondamentale per la gestione dei segnali elettrici, operando come squadratore d'onde. Nella configurazione invertente, converte segnali analogici in forme digitali stabili, garantendo precisione attraverso soglie di tensione definite.

Concetti Chiave

  • Il trigger di Schmitt è un circuito che funziona come bistabile, commutando tra due stati in base a tensioni di soglia superiori e inferiori.
  • Viene utilizzato per squadratura di segnali e come rivelatore di soglia, spesso implementato tramite amplificatori operazionali.
  • Nella configurazione invertente, le tensioni di soglia sono determinate da formule specifiche che coinvolgono i resistori R1 e R2.
  • Se la tensione di riferimento è diversa da zero, la transcaratteristica del circuito cambia, influenzando i valori di uscita e le tensioni di soglia.
  • La configurazione invertente presenta una transcaratteristica centrata e modifica il comportamento del circuito in funzione della tensione di riferimento.
Il Trigger di Schmitt - Configurazione Invertente

Il trigger di Schmitt è un particolare squadratore d'onde, è un bistabile e passa da uno stato all'altro quando

[math]v_i[/math]
supera la tensione di soglia superiore
[math]VT+[/math]
.
Torna allo stato precedente quando
[math]v_i[/math]
scende al di sotto della tensione di soglia inferiore
[math]VT-[/math]
.
Il trigger di Schmitt viene in genere utilizzato per squadrare i segnali di varie forme d'onda e come rivelatore di soglia.

Visto che il trigger di Schmitt viene realizzato tramite l'utilizzo dell'amplificatore operazionale lo troviamo in due configurazioni quella invertente e quella non invertente.

Nella configurazione invertente abbiamo come formule note:

trigger-invertente

[math]VT+=\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{sat}[/math]

[math]VT-=-\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{sat}[/math]

Quando

[math]v_o=V_{sat^+}[/math]
otteniamo:

[math]v_+=\frac{R_2\cdot V_{sat}}{R_1+R_2}=V_{t^+}[/math]

[math]I=\frac{V_{sat}}{R_1+R-2}[/math]

[math]V_{t^+}=R_2\cdot I[/math]

Se invece

[math]v_o=-V_{sat}[/math]
si ha:

[math]v_+=v_t-=-\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{sat}[/math]

Qui sotto è riportata la transcaratteristica della configurazione invertente, notiamo che è centrata perchè al circuito è collegata la massa.

trancaratteri

Se invece la tensione di riferimento del trigger di Schmitt è diversa da zero

[math]V_{rif}\neq0[/math]
abbiamo due casi;

trigger-diverso-zero

il primo con

[math]V_o=+V_{sat}[/math]
che comporta:

[math]V_+=V_{rif}+\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot\left(V_{sat}-V_{rif}\right)[/math]

Se invece

[math]V_o=-V_{sat}[/math]
si ha:

[math]V_+=V^-_T=V_{rif}+\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot\left(-V_{sat}-V_{rif}\right)[/math]
e
[math]V_H=V^+_T-V^-_T=2V_{sat}\cdot\frac{R_2}{R_1+R_2}[/math]

anche la transcaratteristica cambia, ed è spostata inoltre otteniamo:

transcar

[math]V_T=\frac{V^+_T-V^-_T}{2}=[/math]
[math]=\frac{V_{rif}+\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot\left(V_{sat}-V_{rif}\right)+V_{rif}+\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot\left(-V_{sat}-V_{rif}\right)}{2}[/math]

[math]V^+_T=V_{rif}+\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot\left(V_{sat}-V_{rif}\right)=[/math]
[math]=V_{rif}+\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{sat}-\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{rif}=[/math]
[math]=V_{rif}\cdot\left(1-\frac{R_2}{R_1+R_2}\right)+\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{sat}=[/math]
[math]V_{rif}\cdot\frac{R_1}{R_1+R_2}+\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{sat}[/math]
Studia con la mappa concettuale

Domande da interrogazione

  1. Qual è la funzione principale del trigger di Schmitt?

    2. Il trigger di Schmitt è utilizzato per squadrare segnali di varie forme d'onda e come rivelatore di soglia, passando da uno stato all'altro quando la tensione di ingresso supera le soglie stabilite.

  2. Come si calcolano le tensioni di soglia nella configurazione invertente del trigger di Schmitt?

    3. Nella configurazione invertente, le tensioni di soglia sono calcolate con le formule: \(VT+=\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{sat}\) e \(VT-=-\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot V_{sat}\).

  3. Cosa succede se la tensione di riferimento del trigger di Schmitt è diversa da zero?

    4. Se \(V_{rif} \neq 0\), le tensioni di soglia e la transcaratteristica cambiano, con nuove formule per calcolare \(V_+\) in base ai valori di \(V_{sat}\) e \(V_{rif}\), influenzando il comportamento del circuito.

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