Über die Hysterese der Schaltspannung des Schmitt-Triggers der Mikroschaltung K561TL1. Schema, Beschreibung

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Über die Hysterese der Schaltspannung des Schmitt-Triggers der Mikroschaltung K561TL1. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Funkamateure verwenden häufig die Mikroschaltung K561TL1 und ihre Analoga, sowohl inländische (K564TJ11, K1561TL1) als auch ausländische (z. B. CD4093), die vier Schmitt-Trigger mit einer logischen Eingangsfunktion 2I-NOT enthalten. Eines der Merkmale der Elemente besteht darin, dass die Änderung der Ausgangsspannung Uout schlagartig mit einer relativ langsamen Änderung der Eingangsspannung auf die Schwellenwerte Uin (Umschalten von Zustand 1 auf Zustand 0) und (Umschalten von 0 auf 1) erfolgt ), wie in Abb. 1.

Über die Hysterese der Schaltspannung des Schmitt-Triggers der Mikroschaltung K561TL1
Fig. 1

Über die Hysterese der Schaltspannung des Schmitt-Triggers der Mikroschaltung K561TL1
Fig. 2

Über die Hysterese der Schaltspannung des Schmitt-Triggers der Mikroschaltung K561TL1
Fig. 3

Diese Übertragungscharakteristik des Schmitt-Triggers wird durch das Vorhandensein einer internen positiven Rückkopplung gewährleistet. Dadurch eignen sich diese Elemente gut zur Erzeugung von Signalen mit steilem Anstieg und Abfall, wenn an ihren Eingang eine gleichmäßig variierende Spannung angelegt wird.

Das zweite Merkmal ist das Vorhandensein einer Hysterese der Ausgangsspannung während des Schaltens, die die Störfestigkeit des Schmitt-Triggers bei einem Eingangssignal mit erheblichen Rauschpegeln erhöht.

Die in Abb. dargestellte Übertragungskennlinie. 1 entspricht dem Element der Mikroschaltung K561TL1 mit einer Versorgungsspannung Upit = 10 V. Die Differenz zwischen den Schwellenwerten der Schaltspannung bestimmt die Breite der Hystereseschleife Ur = Uin¹⁰ -Uin⁰¹, und die Schwellenwerte (und damit die Schleifenbreite in Volt) hängen von der Versorgungsspannung ab. Experimente mit einem Knoten, dessen Diagramm in Abb. dargestellt ist. 2 zeigte, dass bei einer Versorgungsspannung Up = 5 V Ur = 0,6...0,8 V, bei 10 V - 2...2,8 V und bei 15 V -3...3,5 V beträgt

Schmitt-Trigger werden häufig als Spannungskomparatoren in verschiedenen Automatisierungsgeräten verwendet, beispielsweise Foto- und Thermorelais. In einigen praktischen Fällen muss möglicherweise die Breite der Hystereseschleife verringert werden. Dies kann durch die Einführung einer negativen Rückkopplung zwischen Eingang und Ausgang des Elements erreicht werden (Abb. 3). Hier sind Roc und RBX Rückkopplungskreiswiderstände, R und C sind die Signalquellenwiderstände. Über den Widerstand Roc fließt ein Teil der Ausgangsspannung zum Eingang des Elements – Rückkopplungsspannung

Über die Hysterese der Schaltspannung des Schmitt-Triggers der Mikroschaltung K561TL1

Wenn der Ausgangsstrom des Elements DD1.1 klein ist, können wir davon ausgehen, dass Uout = Upit. Infolgedessen nimmt die Breite der Hystereseschleife bei Vorhandensein von Rückkopplungs-Igos ab: Ug oc = Ur – K*Uoc, wobei K der Korrekturfaktor ist. In diesem Fall beträgt die Schaltspannung Uin¹⁰ abnimmt und Uin⁰¹ erhöht sich. Durch Auswahl der Widerstände Roc und RBX können Sie den gewünschten Wert von Uroc einstellen.

Es ist jedoch zu beachten, dass, wenn die Breite der Spannungshystereseschleife auf Null abnimmt, der Betrieb des Logikelements in der Nähe der Schaltmomente instabil wird und es in den Modus der Erzeugung hochfrequenter Schwingungen übergehen kann.

Experimente wurden mit mehreren Kopien der Mikroschaltung K561TL1 bei einer Versorgungsspannung von 10 V durchgeführt. So wurde für Roc = 560 kOhm, Ris->0 und für ein Element mit Ur = 2,8 V die Breite der Hystereseschleife UCOc gemessen mit verschiedenen RBX-Widerständen. Bei RBX = 22 kOhm betrug Uгoc 2,5 V, bei 43 kOhm - 2,15 V, bei 150 kOhm - 0,8 V und bei 200 kOhm - 0,07 V. Mit einer weiteren Erhöhung des Widerstandswerts des RBX-Widerstands bei Schaltmomenten Element Die Selbsterregung erfolgte mit hoher Frequenz. Als Ergebnis wurde für die untersuchten Instanzen von Mikroschaltungen der Wert des Korrekturfaktors K = 0,8 ermittelt.

Autor: I. Nechaev

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