🔬 آز مدارهای اِلکترونیکی
آز گیت و آز مدار (Schmitt Trigger) تریگر اِشمیت
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: (Schmitt Trigger) اشــمیت تریگر مداری است که میتواند موج های مثلثی یا سینوســی رابه موج مربعــی (پالس )تبدیل کند. اشــمیت تریگــر به صورت گیت های دیجیتالی نیز ســاخته میشــود.
ایــن گیت ها بــه علت داشــتن دو حالت پایــدار ، در ردیف مولتی ویبراتورها قرار دارند و دارای دو ســطح ولتاژ آســتانه (Shold Thre ) هســتند. عمل کــردن آن ها به این صورت اســت هرگاه ولتاژ ورودی از ســطح ولتاژ اول بیش تر شود، این گیت ســوئیچ نموده وتغییــر وضعیت می دهد و اگر ولتاژ ورودی از سطح ولتاژ دوم کم تر شد، وضعیت گیت به حالت اول خود برمی گردد. به این ترتیب می توان از موج سینوســی یا مثلثی ، پالسهای مربعی ساخت.یک مدار مقایسه کننده (Schmitt Trigger) اشــمیت تریگر را می توان به راحتی از یک آپ امپ ساخت، اما تراشه های مشخص شده برای این منظور بهتر هستند. یک مقایسه کننده نیازی به داشتن بسیاری از ویژگی های مورد نیاز یک تقویت کننده خطی خوب ندارد و می تواند این ویژگی ها را با سرعت کار عوض کند. یک مدار(Schmitt Trigger) اشــمیت تریگر را می توان به عنوان یک مقایسه کننده در نظر گرفت. که دارای دو آستانه و دو سطح خروجی است. اسیلاتورها حتی نیازی به ولتاژ ورودی ندارند. آنها مدار خود را از طریق یک مدار بازخورد مثبت ارائه می کنند و خروجی می دهند.
هدف از Schmitt Trigger کشف و پاسخ به سیگنالی است که دارای دامنه تغییرات گسترده است. تفاوت بین آستانه روشن و خاموش به عنوان هیسترزیس شناخته میشود.هنگام کار کردن در حالت حلقه باز که در آن از بازخورد استفاده نمی شود ، به عنوان مثال ، در یک مدار اصلی مقایسه ساز ، افزایش حلقه باز بسیار بزرگ باعث می شود تا کمترین ولتاژ نویز باعث تحریک مدار میشود.برای جلوگیری از چنین تعویض غیر ضروری بین حالت های بالا و پایین خروجی ، از مدار ویژه ای به نام Schmitt Trigger استفاده می شود که شامل بازخورد مثبت است.در مدارات الکترونیکی مقایسه کننده ها ذاتاً بسیار سریع هستند، زیرا فاقد خازن جبران کننده ای هستند که در اپ آمپ ها وجود دارد. مقایسه کننده ها با نرخ چرخش خروجی محدود نمی شوند و زمان‌های انتقال به ترتیب نانوثانیه است. مقایسه کننده ها همچنین ورودی های حساسی دارند زیرا بهره بسیار بالایی دارند - حتی تغییرات کوچک در ورودی میتواند باعث تغییر فوری حالت در خروجی شود. این مشکل زمانی بدتر می شود که سیگنال های ورودی دیفرانسیل به منطقه مرده می رسند، یعنی حداقل ولتاژ دیفرانسیل ورودی مورد نیاز برای حفظ خروجی پایدار. در این محدوده باریک، مقایسه کننده نمی داند که با خروجی خود چه کاری انجام دهد - که منجر به چیزی به نام قایق موتوری می شود که خروجی نوسانی است. این مشکل برای سیگنال هایی که زمان انتقال آهسته دارند نیز رخ می دهد - سیگنال ورودی به اندازه کافی در منطقه مرده (البته با توجه به ولتاژ مرجع) برای ایجاد چندین انتقال خروجی، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، صرف می کند.
یک یادآوری ابتدایی از گیت و مدار اِلکترونیکی (Schmitt Trigger) تریگر اِشمیت
گیت و مدار (Schmitt Trigger) تریگر اِشمیت یک مدار مقایسه‌کننده (نه منحصرا) است که از بازخورد مثبت (تغییرات کوچک در ورودی منجر به تغییرات بزرگ در خروجی در همان فاز میشود) برای پیاده‌سازی "هیسترزیس" (کلمه‌ای تخیلی برای کنش تاخیری) استفاده می کند. هنگام تبدیل آن به دیجیتال، نویز را از سیگنال آنالوگ حذف کنید.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک