Schmittův klopný obvod

Podobné dokumenty
Na trh byl uveden v roce 1971 firmou Signetics. Uvádí se, že označení 555 je odvozeno od tří rezistorů s hodnotou 5 kω.

Elektronika pro informační technologie (IEL)

Sekvenční logické obvody

Studium klopných obvodů

Obr. 1 Činnost omezovače amplitudy

1. Navrhněte a prakticky realizujte pomocí odporových a kapacitních dekáda derivační obvod se zadanou časovou konstantu: τ 2 = 320µs

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Nízkofrekvenční (do 1 MHz) Vysokofrekvenční (stovky MHz až jednotky GHz) Generátory cm vln (až desítky GHz)

Měřící přístroje a měření veličin

1.6 Operační zesilovače II.

ZDROJE MĚŘÍCÍHO SIGNÁLU MĚŘÍCÍ GENERÁTORY

Signál v čase a jeho spektrum

Elektronika pro informační technologie (IEL)

II. Nakreslete zapojení a popište funkci a význam součástí následujícího obvodu: Integrátor s OZ

Zesilovače. Ing. M. Bešta

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. výstup

Generátory měřicího signálu

1 Zadání. 2 Teoretický úvod. 4. Generátory obdélníkového signálu a MKO

SEKVENČNÍ LOGICKÉ OBVODY

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Operační zesilovače. U výst U - U +

10. Operační zesilovače a jejich aplikace, parametry OZ. Vlastnosti lineárních operačních sítí a sítí s nelineární zpětnou vazbou

ASYNCHRONNÍ ČÍTAČE Použité zdroje:

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

2. NELINEÁRNÍ APLIKACE OPERAČNÍCH ZESILOVAČŮ

Oscilátory. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EO.

Logické funkce a obvody, zobrazení výstupů

MĚŘIČ REAKČNÍ DOBY NA OPTICKÉ PODNĚTY

ETC Embedded Technology Club setkání 6, 3B zahájení třetího ročníku

Řídicí obvody (budiče) MOSFET a IGBT. Rozdíly v buzení bipolárních a unipolárních součástek

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í

Návrh a analýza jednostupňového zesilovače

Operační zesilovač. Úloha A2: Úkoly: Nutné vstupní znalosti: Diagnostika a testování elektronických systémů

Číslicové obvody základní pojmy

Operační zesilovač (dále OZ)

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Impulsní regulátor ze změnou střídy ( 100 W, 0,6 99,2 % )

IOFLEX02 PROGRAMOVATELNÁ DESKA 16 VSTUPŮ A 32 VÝSTUPŮ. Příručka uživatele. Střešovická 49, Praha 6, s o f c o s o f c o n.

Studium tranzistorového zesilovače

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

MĚŘENÍ HRADLA 1. ZADÁNÍ: 2. POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU: 3. TEORETICKÝ ROZBOR. Poslední změna

Návrh frekvenčního filtru

Klopný obvod typu D, dělička dvěma, Johnsonův kruhový čítač

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Miroslav Krýdl Tematická oblast ELEKTRONIKA

Základní zapojení s OZ. Vlastnosti a parametry operačních zesilovačů

Manuál přípravku FPGA University Board (FUB)

Oscilátory Oscilátory

4.1 OSCILÁTORY, IMPULSOVÉ OBVODY

ELEKTRONIKA. Maturitní témata 2018/ L/01 POČÍTAČOVÉ A ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉMY

Obsah. 4.1 Astabilní klopný obvod(555) Astabilní klopný obvod(diskrétní)... 7

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII KOMBINAČNÍ LOGICKÉ OBVODY

Obrázek č. 1 : Operační zesilovač v zapojení jako neinvertující zesilovač

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

18A - PRINCIPY ČÍSLICOVÝCH MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ Voltmetry, A/D převodníky - principy, vlastnosti, Kmitoměry, čítače, fázoměry, Q- metry

SEZNAM TÉMAT K PRAKTICKÉ PROFILOVÉ ZKOUŠCE Z ODBORNÉHO VÝCVIKU

Zkouškové otázky z A7B31ELI

Frekvence. BCM V 100 V (1 MΩ) - 0,11 % + 40 μv 0 V 6,6 V (50 Ω) - 0,27 % + 40 μv

Teorie elektronických

Rezonanční řízení s regulací proudu

1.1 Pokyny pro měření

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hustopeče, Masarykovo nám. 1

Zvyšující DC-DC měnič

Unipolární tranzistor aplikace

KOMBINAČNÍ LOGICKÉ OBVODY

STAVEBNÍ NÁVODY 1 pro činnost v elektro a radio kroužcích a klubech

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Střední průmyslová škola

Logická sonda do stavebnice. Milan Horkel

Školní generátor TTL a synchronizační obvod

2.9 Čítače Úkol měření:

T-DIDACTIC. Motorová skupina Funkční generátor Modul Simatic S7-200 Modul Simatic S7-300 Třífázová soustava

Děliče napětí a zapojení tranzistoru

Title: IX 6 11:27 (1 of 6)

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Vlastnosti regulátorů

Návod k obsluze výukové desky CPLD

Převodníky f/u, obvod NE555

Kategorie M. Test. U všech výpočtů uvádějte použité vztahy včetně dosazení! 1 Sběrnice RS-485 se používá pro:

1 / 5. Obr.1: Blokové schéma nízkfrekvenčního generátoru

LC oscilátory s transformátorovou vazbou

Logická sonda do ruky. Milan Horkel

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ NAPÁJECÍ ZDROJE

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

31SCS Speciální číslicové systémy Antialiasing

ETC Embedded Technology Club 6. setkání

NTIS-VP1/1: Laboratorní napájecí zdroj programovatelný

Základy elektrického měření Milan Kulhánek

Měření frekvence a času

Operační zesilovač, jeho vlastnosti a využití:

5. A/Č převodník s postupnou aproximací

TECHNICKÝ POPIS ZDROJŮ ŘADY EZ1 T 73304

200W ATX PC POWER SUPPLY

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Témata profilové maturitní zkoušky z předmětu Souborná zkouška z odborných elektrotechnických předmětů (elektronická zařízení, elektronika)

KZPE semestrální projekt Zadání č. 1

- Stabilizátory se Zenerovou diodou - Integrované stabilizátory

Transkript:

Schmittův klopný obvod Použité zdroje: Antošová, A., Davídek, V.: Číslicová technika, KOPP, České Budějovice 2007 Malina, V.: Digitální technika, KOOP, České Budějovice 1996 http://pcbheaven.com/wikipages/the_schmitt_trigger http://slaboproud.sweb.cz http://www.barts.cz http://www.falstad.com/circuit http://cs.wikipedia.org http://www.dmu-mez.ic.cz ei1.vsb.cz http://www.8bitu.cz http://www.umel.feec.vutbr.cz Schmittův klopný obvod Zpracoval: Ing. Bc. Miloslav Otýpka

Schmittův klopný obvod (SKO) se používá v řadě elektronických konstrukcí, v číslicové technice i při zapojení s operačními zesilovači. SKO si lze představit jako speciální verzi bistabilního multivibrátoru reagujícího na definované úrovně vstupního napětí. Dosažení prahového napětí se projeví skokovou změnou výstupního napětí. SKO ze vstupního napětí libovolného průběhu vytvoří dvojúrovňový signál. Překročením dolní (horní) hraniční hodnoty vstupního signálu se klopný obvod překlopí do dolní (horní) úrovně. V číslicové technice SKO slouží k úpravě tvaru impulsů 1, které přivádíme na vstupy logických členů. Základní vlastnost tohoto klopného obvodu je hystereze (signál na výstupu je závislý na hodnotě vstupu a současně i na jeho původním stavu). Obvod má dva stabilní stavy, které se skokem mění při průchodu vstupního signálu nastavenou napěťovou úrovní. Tak můžeme z analogového signálu, získat signál logický. V nejjednodušší verzi lze SKO zapojit pomocí dvou tranzistorů. Dokonalejší funkci nabízí realizace s operačním zesilovačem, hradel investorů, nebo integrovaným obvodem 2. K Obr. 1 a) Schmittův klopný obvod lze realizovat pomocí diskrétních součástek. b) Hystereze SKO (U - signál vstupní, A - bez hystereze, B - s hysterezí. c) Hystereze SKO. V klidovém stavu (obr.1) je tranzistor T1 uzavřen a tranzistor T2 je plně otevřen. Na výstupu je tedy velmi malé napětí dané součtem saturačního napětí tranzistoru a úbytkem napětí na rezistoru R E. S příchodem signálu se při určité hodnotě vstupního napětí UH otevře tranzistor T1, který uzavře tranzistor T2 a na výstupu je přibližně napájecí napětí (H). Aby se obvod překlopil zpět na úroveň logiky L, je třeba, aby hodnota vstupního napětí klesla pod určitou hodnotu UL, která je menší než UH. Rozdíl UH UL je napěťová hystereze obvodu. SKO dokáže změnit napětí sinusového průběhu na průběh obdélníkový. Proto se tento obvod nazývá tvarovacím obvodem. Na výstupu SKO (obr. 2) je obdélníkový průběh. Na vstupu pak integrací (člen RC) této obdélníkové složky vznikne trojúhelníkový průběh. Perioda generovaného signálu je dána časovou konstantou. τ = RC 1 Pro spolehlivou funkci logického členu, musí být na jeho vstupu signál s pravoúhlým průběhem a strmým čelem i týlem. 2 74LS13-2x čtyřvstupový SKO, 74LS14 (K555TL2) - 6x Schmittův invertor, 74LS19-6x invertor + SKO, 40106-6 x SKO invertor apod. 2

Čím je větší R i C, tím je doba periody delší a frekvence nižší. Při kapacitě 100 nf je frekvence cca 36 khz. Obr. 2 Schmittův KO. Frekvenci výstupního napětí můžeme měnit jak velikostí C tak i velikostí R. Obr. 3 Změna frekvence SKO. Na vstupu integrovaného obvodu (obr. 2, obr. 3) získáme trojúhelníkové napětí mající stejnosměrnou složku cca 2 V a amplitudu cca 1 V. Napětí je vhodné dále upravit střídavou vazbou a pomocí operačního zesilovače zesílit nebo zeslabit na požadovanou úroveň. Obr. 4 SKO zapojený jako bezzákmitové tlačítko. Původní tlačítko (obr. 4) je doplněno filtrem typu dolní propust a zakončeno hradlem se vstupem vybaveným Schmittovým klopným obvodem. Kontakt tlačítka totiž není nikdy zcela dokonalý a běžným problémem, se kterým se můžeme setkat jsou zákmity. Pokud stiskneme tlačítko, jsou kontakty nejdříve spojeny a pak několikrát rozpojeny a zase spojeny, než se kontakt trvale ustálí. 3

S použitím Schmittova klopného obvodu lze sestrojit bezzákmitové tlačítko, které uvedené hazardní stavy vyloučí. Již samotné zařazení několika hradel za sebe (kaskáda) zlepšuje tvar pravoúhlého signálu. Zavedením zpětné vazby u SKO z výstupu na vstup urychlí přechod vstupu hradla přes rozhodovací úroveň. Schmittův klopný obvod s operačním zesilovačem Používá se k úpravě střídavého signálu libovolného průběhu na signál obdélníkový. Rezistorem R zp je zavedena kladná zpětná vazba, která zavádí hysterezi a stabilizuje stav operačního zesilovače. Obr. 5 Zapojení SKO s operačním zesilovačem a závislost výstupního napětí na napětí vstupním. Funkci Schmittova klopného obvodu s operačním zesilovačem si můžeme ověřit na simulátoru Circuit Simulator v1.5m, který nalezneme na adrese: http://www.falstad.com/circuit/ 4

Obr. 6 Zapojení SKO s operačním zesilovačem, časové průběhy vstupních napětí a napětí výstupního při zobrazené hysterezi obvodu. Shrnutí SKO se jako integrovaný obvod vyrábí ve variantě TTL i CMOS, lze jej konstruovat pomocí tranzistorů, obvodu 555, hradel i operačních zesilovačů. SKO ze vstupního napětí libovolného průběhu vytváří dvojúrovňový signál 3. SKO se v číslicové technice používá jako tvarovací obvod, bezzákmitové tlačítko ( dávač logických úrovní). SKO umožňuje řadu dalších aplikací v elektronických obvodech jako je např. oscilátor, funkční generátor, indikace napěťových úrovní, regulace výkonu a další. 3 Existence různých rozhodovacích úrovní napětí SKO pro přechod mezi dvěma stabilními stavy způsobuje vznik hystereze. Tato vlastnost umožňuje jeho použití jako tvarovače signálů s malou strmostí hran (kontrola NF zesilovače pravoúhlým signálem SKO za pomoci osciloskopu). Signál po průchodu zesilovačem musí pravoúhlý signál co nejméně zkreslovat a to i v místech změny impulsů. Podle toho se nastavují korekční stupně zesilovače. 5