5.2. Schmitt-Trigger oder Schwellwertschalter history menue Letztmalig dran rumgefummelt: 05.12.19 15:39:11

Schmitt-Trigger sind bistabile Schwellwertschalter mit Hysterese und einem Steuereingang, die beim Über- bzw. unterschreiten bestimmter Eingangsschwellwerte umkippen und H- bzw. L-Pegel am Ausgang annehmen.

1. Schaltlogik des Schmitt-Triggers
2. Schmitt-Trigger als Osszillator
3. Schmitt-Trigger A302/TGA345
4. Schaltungen mit konkretem Schmitt-Trigger A302
5. Bauelemente-Listen des Schmitt-Triggers
6. Verwandte Themen

die Elektronikseiten

Schmitt-Trigger-Logo

inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-)

Wissen für Fortgeschrittene der Informatik

sind die wichtige Grundschaltung der Digitaltechnik zur Digatalisierung von Eingangssignalen
viele logischen und Folgschaltungen lassen sich mit eingangsseitig mit Schmitt-Triggern realisieren (siehe auch MonoFlops)
Einsatzgebiete:
  • Grenzwertüberwachung analoger Signale
  • Unterdrückung kleiner Störsignale in digitalen Systemen
  • Versteilerung von Signalverläufen ("rechteckig machen")
  • Erzeugen von Recheckimpulsen aus Sinusspannungen

Schalthysterese eines Schmitt-Triggers


1. Schaltlogik des Schmitt-Triggers

Schmitt-Trigger sind bistabile Schwellwertschalter mit Hysterese und einem Steuereingang, die beim Über- bzw. unterschreiten bestimmter Eingangsschwellwerte umkippen und H- bzw. L-Pegel am Ausgang annehmen.

H-L-Übergang am Ausgang eines Schmitt-Triggers

Eingangs- und Ausgangsspannung am Schmitt-Trigger

Schmitt-Trigger mit TTL-NAND-Gattern

Grobe Näherungsberechnung

Als Verstärker in einer rückgekoppelten Triggerschaltung lassen sich auch logische Gatter verwenden. Bild oben zeigt eine Triggerschaltung mit zwei TTL-NAND-Gattern, die ähnlich arbeitet wie die nichtinvertierende Grundschaltung mit OV. 
Die Zusammenschaltung zweier TTL-NAND-Gatter ergibt eine statische Übertragungskennlinie ähnlich zu Bild oben. Der dadurch entstehende „Verstärker" lässt sich durch die Ersatzschaltung im Bild hier näherungsweise beschreiben.
Zu beachten sind der relativ große Eingangsstrom von TTL-Gattern sowie die starken Kennlinienstreuungen. Die Schaltschwellen sind stark temperaturabhängig, die Flankensteilheit ist jedoch sehr gut (Flankendauer z. B. <20 ... 40 ns). Die Variante eignet sich vor allem als Impulsformer.
Orientierungswerte zu technischen Daten von Triggerschaltungen vermittelt Tafel 5.3. Schmitt-Trigger werden als Standardschaltungen in vielen Schaltkreisfamilien (TTL, CMOS usw.) angeboten (Tafel). Oft ist ein direkter Austausch mit einfachen Logikgattern möglich. 

Schmitt-Trigger mit ProfiLab 3.0 nachgebildet

Schmitt-Trigger mit ProfiLab 3.0 nachgebildet


2. Schmitt-Trigger als Oszillator history menue scroll up
 

Schmitt-Trigger mit TTL-NAND-Gattern

Als Beispiel für eine „nichtkonventionelle" Anwendung eines Schmitt-Trigger-Schaltkreises zeigt Bild 5.9 einen RC-Oszillator. Die Wirkungsweise ist folgende: 
Beim Einschalten der Anordnung ist UC = 0 und uA = UAH = UDD > 0. Über R lädt sich C bis zur Spannung UEH auf. In diesem Moment kippt die Schaltung, und µA springt
auf UAL, ,: 0. Über R entlädt sich nun C, bis uc = UEL erreicht ist und der Schmitt-Trigger wieder in die Ausgangsstellung zurückkippt.


3. Schmitt-Trigger A302/TGA345 history menue scroll up
 
Literatur: S. 312

Schwellwertschalter A 902D und A 302D

Innenbeschaltung des Schmitt-Trigger A902 - entspricht in etwa dem TGA345

Der A902D - er wird nicht mehr produziert - und sein Nachfolgetyp, der A 302 D, sind analog ansteuerbare Schwellwertschalter, die ausgangsseitig TTL-Pegel abgeben. Der Ausgang hat einen offenen Kollektor: H-Pegel ergibt sich daher erst mit einem Widerstand nach Plus. Diese Typen können z. B. in der Peripherie von TTL-Digitalschaltungen eingesetzt werden, etwa als Zeitgeber, Dämmerungsschalter, zur Überwachung von Temperaturen usw. Die relativ große Ausgangsbelastbarkeit gestattet jedoch auch Anwendungen, die neben dem Schaltkreis und der Spannungsquelle nur noch- eine Eingangssignalquelle (Fotowiderstand, Heißleiter o. ä.) und den Ausgangssignalgeber (z. B. Leuchtdiode, Kleinsignallampe, Schallgeber) bzw. zur Umsetzung auf Kreise größerer Schaltleistung ein Relais enthalten. Bild oben zeigt die Innenschaltung des A 902A
Die Schaltschwellen (zwischen denen eine gewünschte Hysterese besteht) sind temperatur- und spannungsabhängig. Die Spannungsabhängigkeit ist nur selten von Nachteil, da eingangsseitige Geber (etwa Spannungsteiler mit Heißleiterfühler) meist von der gleichen Spannungsquelle gespeist werden. In allen anderen Fällen hilft eine einfache Z-Dioden-Stabilisierung.

Daten des A 902 D

Die Daten des A 902V sind im Bauplan 46 in, der folgenden zusammengefaßten Form enthalten: 
Betriebsspannung Uss = 2;5 bis 5,6 V (Grenzwert 6V)

Arbeitswiderstand RF zwischen Eingang und Uss 100ü bis 20 MH

Kapazität zwischen Eingang und Masse 1 nF bis 470 pF Lastinduktivität maximal 100m11 
Ausgangsstrom Io maximal 40 (Grenzwert 80 mA bei P,,.) Betriebs-Umgebungstemperaturbereich -10 bis +550C Obere Schwellspannung (von «L» nach «H») IIo = 1,77 bis 1,97 V (typisch 1,85 V)bei Uss -- 4,V; 2,2 bis 3,1 V bei 
Uss = 5,6V

Untere Schwellspannung (von «H» nach «L») UIo = -0,8 bis 1,55 V (typisch 1,25V) V) bei Uss = 5,6V mAh I h

L-Ausgangsspannung UOL = 0,15 bis 0,4 V

(UIL =0 V, IOL = 40 mA, Uss = 2,5 V) Ausgangssperrstrom IQH maximal 100 mA 
Stromaufnahme Iss = 10 mA (maximal 25 mA)

(Un. = 0 V, Uss = 5,6V) 
Ausgangssperrspanngg (bei IR = 100 MA) USR~ = 6 V

Anstiegszeit ~~ = 5 us

Abfallzeit 4max = 5 gs

(Uss = 4V, RL = 120ü, CL = 25 pF) (alle Kennwerte bei 25'C Umgebungstemperatur)

Lagerungsternperatur -40 bis +125°C Eingangsstrom , IIm« = 10 mA Verlustleistung Pvm. = 225 mW.

In Ablösung des A 902 D wird seit einiger Zeit der A 302 D gefertigt. Er hat gegenüber seinem Vorläufer einige vorteilhafte Eigenschaften. Beim Einsatz eines A 302 D in eine vorher mit A 902 D erprobte Schaltung wirkt sich das bisweilen aus.
Bauplan 46 enthielt eine Reihe von Anwendungsbeispielen für den A 902 D. Zu ihnen wurde als Nachbauhilfe ein typofx-electronic-special-Blatt mit den ätzfesten Leiterbildern von vier dieser Schaltungen geschaffen. Es ist, als Blatt 3266 im Amateurbedarfshandel zu haben.. Bei Einsatz des A 3 D kann man sich dieser Leiterbilder ebenfalls bedienen. $ei ihrer auf den neuen Typ hin modifizierten Anwendung sollten die im folgenden gege-

 


5. Bauelementelisten des Schmitt-Triggers-Gates

Klasse Bauelemente-Typ Funktion

74 - ; 74 LS; 47 HCT

7414/19 6-fach Schmitt-Trigger (invertierend)
74 - ; 74 LS; 47 HCT 7424/132 4 mal 2-Eingangs-NAND mit Schmitt-Triggern
4000-er Serie (CMOS) 4093 4 mal 2-Eingangs-NAND mit Schmitt-Triggern
4000-er Serie (CMOS) 40106 6-fach Schmitt-Trigger (invertierend)
Analogserien A302 einfacher Schmitt-Trigger

elektrische Bauelemente-Übersicht Schmitt-Trigger-Gates in verschiedenen Technologien


6. Verwandte Themen history menue scroll up

Hat schon diese Site viel mit Logik zu tun, so kann's auf einer der folgenden damit noch happiger werden. Mich beeindruckt dabei immer wieder, wie man unter dem unwissenden Volk (das bist Du, der Du erarbeitend bis zu diesem Punkte gelangt bist, schon lange nicht mehr!) mit den Wörtchen "und", "oder" und "nicht" evtl. gespickt mit den Regeln der Relationenalgebra Verwirrung stiften kann. Wer's nicht glaubt, löst die Aufgaben unter dem dritten Bleistift.

Bool'sches Aussagenkalkül

Logik und Kombinatorik

Installation von Logikschaltungen

Mikroelektronik

Halbleiter-Vorgänge

negative HEX-Zahlen

Binäre Addierer

4 Bit × 4 Bit-Multiplizier

allgemeine ALU

Binäre Umcodierer

   



zur Hauptseite
© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha © Frank Rost im März 1998

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehemn ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

Diese Seite wurde ohne Zusatz irgendwelcher Konversationsstoffe erstellt ;-)