Wie kann man den Sättigungspegel bestimmen, wenn ein Opamp-Schmitt-Trigger zu arbeiten beginnt?

Der Opamp invertierende Schmitt-Trigger ist wie gezeigt aufgebaut.

Ein invertierender Schmitt-Trigger

Das Ausgangssignal ist:

Das Ausgangssignal eines invertierenden Schmitt-Triggers

Ich frage also, warum der Ausgang zu Beginn des Betriebs positiv gesättigt ist?

Auch wenn die Eingangsspannung vom negativen zum positiven Anschluss verschoben wird, wird der Startausgang zu negativ gesättigt. Warum?

Gibt es eine Regel zu beachten? Wenn ja, was bewirkt diese Regel?

Was passiert, wenn R1 wie bei einem monostabilen Multivibrator durch einen Kondensator ersetzt wird? Was wird sein anfänglicher Sättigungspegel sein, der den Kondensator auflädt? Was werden dann UTP und LTP sein?

Es scheint eine legitime Frage darin zu geben, aber die Schrift ist unverständlich. Schließen, bis wir etwas auf Englisch geschrieben haben.
Tut mir leid, aber die Frage ist von Natur aus ziemlich unscharf. Was bestimmt den Sättigungspegel eines Schmitt-Triggers zu Beginn seines Betriebs, wenn der Eingang zwischen UTP und LTP liegt
@RaafatAbualazm, siehe Kommentar in meiner Antwort
Bitte eine Frage pro Frage! Wenn der Eingang auf den Pluspol gelegt oder R1 durch eine Kappe ersetzt wird, handelt es sich nicht mehr um einen Schmitt-Trigger.
Oh, Entschuldigung! Aber ich habe morgen einen Test und der Professor und der Abteilungsleiter verstehen die Schaltung nicht.
Was wäre es dann?
Du hast morgen eine Klausur und der Professor versteht die Schaltung nicht? Wie kann er dich dann testen?
Nun, in Ägypten ist alles möglich.

Antworten (3)

Der Schmitt-Trigger funktioniert ähnlich wie ein Komparator, stellen Sie sich also vor, Sie haben einen Komparator mit einer Vref im nicht invertierenden Eingang. Wenn die Eingangsspannung unter diese Schwelle fällt, wird der Ausgang des Komparators hoch gesättigt. Wenn die Eingangsspannung dann über den Schwellenwert geht, geht der Ausgang auf Low. Wenn Sie die Vref in den nicht invertierenden Eingang stecken, gilt die gleiche Regel, aber umgekehrt, wenn also der Eingang unter den Schwellenwert fällt, geht der Ausgang auf Low, und wenn er dann darüber geht, geht der Ausgang auf High.

Die allgemeine Regel lautet: Wenn der nicht invertierende Eingang kleiner als der invertierende Eingang ist, ist der Ausgang hoch.

Der Schmitt-Trigger funktioniert fast genauso, außer dass er obere und untere Grenzen hat. Wie Sie Ihrem Diagramm entnehmen können, beginnt die Eingangsspannung (Sinuswelle) bei 0, was bedeutet, dass der invertierende Eingang niedriger ist als der nicht invertierende, daher beginnt der Ausgang hoch. Sobald es über die hohe Schwelle geht, wird der Ausgang niedrig. Bei einem Schmitt-Trigger bleibt der Ausgang niedrig, bis der untere Schwellenwert erreicht ist.

Wie beim Komparator wäre es umgekehrt, wenn Sie die Eingangsspannung auf den nicht invertierenden Eingang tauschen würden.

Ich glaube, das haben Sie gefragt, aber bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, da das Englisch ziemlich schlecht war, wie Olin betonte.

Nun, wir haben zwei Referenzen, die positive und die negative.
Warum sollten wir mit der positiven Referenz beginnen? Möglicherweise ist 0 kleiner als die positive, aber es könnte am Anfang eine negative Referenz gewesen sein. Wenn 0 größer als das negative Niveau ist, sollte es auf dem negativen Niveau gesättigt sein.
Ja, so funktioniert der Schmitt-Trigger. Betrachten Sie den Ausgang im Vergleich zur Eingangssinuswelle. Es funktioniert genauso wie ich es beschrieben habe, wenn der Eingang über den oberen Schwellenwert geht, schwingt der Ausgang niedrig, und wenn er unter dem unteren Schwellenwert liegt, schwingt der Ausgang hoch
Sie haben keine 2 „Referenzen“, Sie haben eine hohe und eine niedrige Schwelle. Warum der Ausgang hoch beginnt, wenn der Eingang zwischen den 2 Schwellenpegeln beginnt, dient nur dazu, zu zeigen, wie die Schaltung funktioniert. Es ist kein Oszilloskop-Screenshot. Sie müssen den Betrieb einer Schaltung zeigen, und dabei beginnt eine Sinuswelle normalerweise bei 0. Da sie unter der oberen Schwelle liegt, wäre es nicht sinnvoll, sie in einem Schaltungsbeispiel „unbestimmt“ zu haben, also sie Zeigen Sie es hoch (wie es normalerweise zu diesem Zeitpunkt mitten im Betrieb wäre).
Ich frage nach dem Beginn der Operation, bei t = 0 und der Eingang liegt zwischen UTP und LTP, was sollte meine Referenz sein? Positiver oder negativer Sättigungspegel.
Siehe meinen zweiten Kommentar. Dies ist eine Beispielschaltung, die eine beispielhafte Wellenform zeigt. Es wird versuchen, Ihnen zu helfen, die Funktionsweise der Schaltung zu verstehen, und nicht versuchen, den Benutzer noch mehr zu verwirren, indem es auf unglaubliche Details zum Start usw. eingeht
Es wäre so, als würde jemand eine einfache Widerstandsschaltung zeigen und dem Widerstand einen Wert geben und Sie fragen: "Warum hat der Widerstand genau 10 Ohm, wenn Umgebungstemperatur, Wärmeableitung und Widerstandstoleranz vorhanden sind?". Es muss nur nicht mit einem Beispiel darauf eingegangen werden, um jemandem zu helfen, die theoretische Funktionsweise einer Schaltung zu verstehen
Und ein Punkt zur Klarstellung: Meinten Sie in der "Allgemeinen Regel", dass die Leistung niedrig sein soll?
Die allgemeine Regel eines Komparators lautet: Wenn der invertierende Eingang niedriger ist als der nicht invertierende Eingang, ist der Ausgang hoch. Verwenden Sie dieselbe Regel für den Schmitt-Trigger, jedoch in Bezug auf die obere und untere Schwelle.
Ich hoffe, ich konnte Ihre Fragen jetzt beantworten?
Weitgehend ja.
Danke, aber eine letzte Frage. Was passiert, wenn anstelle des Widerstands ein Kondensator eingesetzt wird?
Es sollte nur die Ausgangswellenform eher in eine Dreiecks- oder Sägezahnwelle ändern

Wie bestimmt man den Sättigungspegel, wenn ein Opamp-Schmitt-Trigger zu arbeiten beginnt?

Mit der von Ihnen gezeigten "theoretischen" Schaltung und dem Eingang bei 0 Volt gibt es beim Anlegen der Stromversorgung keine wirkliche Möglichkeit, den Ausgangszustand zu bestimmen. Die Ausgangsanomalie löst sich von selbst auf, wenn das Eingangssignal einen der beiden Schwellenwerte überschreitet. Sobald dies behoben ist, ist die Ausgabe eindeutig.

Viele Anwendungen möchten, dass der Ausgang beim Einschalten eindeutig ist (in Ermangelung eines signifikanten Eingangssignals), und es können Schaltungsmaßnahmen ergriffen werden, um eine hohe oder niedrige Situation am Ausgang zu erzwingen, jedoch auf einer einfachen theoretischen Schaltung wie der gezeigten , ist unmöglich zu bestimmen.

Wie kann man es dann zwingen, unbestimmt zu werden?
Wenn Sie erzwingen möchten, dass es unbestimmt ist, halten Sie es unter den Schwellenwerten
@RaafatAbualazm Ich bin mir nicht sicher, ob Ihr ursprünglicher Kommentar Sinn gemacht hat - etwas zu zwingen, unbestimmt zu sein, bedeutet nichts Vernünftiges. Etwas zu zwingen, bestimmt zu sein, tut es. Wie MCG kommentiert, halten Sie es unter den Schwellenwerten und halten Sie es weiterhin unbestimmt, aber ich glaube nicht, dass Sie danach fragen. Ich denke, Sie fragen, wie Sie den Ausgang beim Einschalten eindeutig hoch oder niedrig machen können. Dazu können Sie einen Kondensator an der negativen Schiene vom nichtinvertierenden Eingang verwenden, um den Ausgang niedrig zu halten, oder eine Kappe von der Pos-Schiene, um den Ausgang beim Einschalten hoch zu halten.
Das meinte ich. Tut mir leid, ich habe in diesen Tagen schwere Zeiten. Aber was passiert, wenn ich in der positiven Rückkopplungsschleife einen Widerstand durch einen Kondensator ersetze?
Oh .... ja sorry, das muss ich anders gelesen haben!
Sie können Kondensatoren in die Rückkopplungsschleife einbauen, aber im Ernst, wenn Sie dies ausprobieren möchten, laden Sie entweder LTSpice oder die Studentenversion von Micro-Cap 11 herunter - letzteres ist meine bevorzugte Simulatorwahl, und Sie können diese Dinge ausprobieren und ein besseres definitives Gefühl bekommen für Sachen.
Ich habe Proteus, aber in allem Analogen ist es wirklich Müll. Ich werde die vorgeschlagene Software ausprobieren, danke!

Aus Gründen der Theorie nehmen wir einen Anfangszustand der Ausgabe an.

Hier in Ihrer Schaltung zum Invertieren des Schmitt-Triggers wird davon ausgegangen + v S A T . R 2 / ( R 1 + R 2 ) am nichtinvertierenden Anschluss bei t = 0, und die Schaltungswellenformen werden analysiert.

Auch wenn Sie davon ausgehen − v S A T . R 2 / ( R 1 + R 2 ) Bei t = 0 landen Sie schließlich in derselben Wellenform, da die Ausgänge selbst aufgelöst werden. Das gleiche passiert auch in realen Schaltungen.

Wie ist die Ausgabe bitte aufzulösen?
Nehmen Sie anstelle von +Vsat –Vsat bei Vo für t= 0 an. Es wird immer noch automatisch in die erforderliche Wellenform der Figur aufgelöst. Sie können die entsprechenden Wellenformen zeichnen und selbst beweisen.
Der Punkt ist also ... Anfangszustand, den Sie nach Ihrer Wahl annehmen können.
Es spielt keine Rolle
Es löst sich aber nach einem Zyklus oder so auf. Nicht sofort, ich dachte, es würde sofort passieren
Ja nach einem Zyklus.
Wie kann man den Sättigungspegel bestimmen, wenn ein Opamp-Schmitt-Trigger zu arbeiten beginnt?
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