Some Peculiarities of the Schmitt Trigger - Martirosyan, S. G.; Torikyan, J. E. («Պոլիտեխնիկ» տպ.)
It has been shown that the use of an additional reference voltage at the input of Schmitt inverting and non-inverting triggers and an analog switch at the output increases the accuracy of the threshold and output voltages, regulates the position of the hysteresis curve on the horizontal axis. Hysteresis does not depend on reference voltage. General formulas have been derived for determining the threshold values for inverting and noninverting triggers, where the two threshold voltages and the two output voltages, depending on the problem setting, can be positive and negative, or unipolar positive or unipolar negative. Those are presented in the form of the sum of stable and unstable components, by increasing the stable component, it is possible to improve the accuracy of threshold voltage values in classical schemes. The necessity of using additional reference voltage is justified. In the proposed scheme, the output parameters of the triggers do not depend on the parameters of the microcհip working as a comparator. A guideline of recalculation for increasing the accuracy of threshold voltages using a reference voltage has been developed. A graph is constructed that allows to quickly calculate the relative accuracy increase in the threshold voltages when the reference voltage is applied. This is obtained by increasing the ratio of positive feedback resistances. The reverse problem can also be solved using that graph. New designations of threshold voltages that facilitate the visual understanding of threshold voltage equations have been proposed. Ցույց է տրվել, որ Շմիտտի շրջող և չշրջող տրիգերների մուտքում լրացուցիչ հենակային լարման, իսկ ելքում անալոգային փոխանջատիչի օգտագործումը մեծացնում է երկու շեմային և երկու ելքային լարումների ճշտությունը, կարգավորում է հիստերեզիսի կորի դիրքը մուտքային լարման առանցքի վրա: Հիստերեզիսը կախված չէ հենակային լարումից: Ցույց է տրվել, որ շեմային և ելքային լարումները կախված չեն օգտագործվող միկրոսխեմայի սնուցման և ելքային լարումներից: Հիմնավորվել է ցանկացած պայմանների դեպքում տրիգերների շեմային լարումների որոշման ընդհանուր բանաձևերի կիրառումը, որոնք ներկայացվել են կայուն և անկայուն բաղադրիչների գումարի տեսքով: Հիմնավորված է տրիգերներում լրացուցիչ հենակային լարման օգտագործման անհրաժեշտությունը: Ընդհանուր հավասարումներում կայուն բաղադրիչի չափաբաժինը մեծացնելիս դասական սխեմաներում մեծանում է շեմային լարումների ճշտությունը: Ցույց է տրվել, որ հիստերեզիսի կորը կարող է տեղաբաշխվել կոորդինատային հարթության ցանկացած մեկ քառորդում կամ երկու քառորդում, կամ չորս քառորդում, իսկ շեմային երկու լարումներն ու ելքային երկու լարումները կարող են լինել դրական և բացասական, կամ միաբևեռ դրական, կամ միաբևեռ բացասական: Մշակվել է հենակային լարման կիրառմամբ շեմային լարումների ճշտության բարձրացման վերահաշվարկի ուղեցույց: Շրջող տրիգերի օրինակով ցույց է տրվել հաշվարկի ընթացքը: Ներմուծվել է ճշտության մեծացման գործակից, որը ցույց է տալիս, թե քանի անգամ է ավելանում շեմային լարման ճշտությունը հենակային լարման կիրառման ժամանակ: Նրա միջոցով կառուցվել է գրաֆիկ, որն օգտագործվում է շեմային լարումների հարաբերական ճշտությունը` անհրաժեշտ չափով մեծացնելու համար կատարվող հաշվարկների ժամանակ: Նույն գրաֆիկի միջոցով լուծվում է նաև հակառակ խնդիրը: Առաջարկվել են շեմային լարումների նոր նշանակումներ, որոնք հեշտացնում են շեմային լարման հավասարումների տեսողական ընկալումը: Показано, что при использовании дополнительного опорного напряжения на входе инвертирующего и неинвертирующего триггеров Шмитта и аналогового ключа на выходе повышается точность двух пороговых и двух выходных напряжений, кор- ректируется положение кривой гистерезиса на оси входного напряжения. Гистерезис не зависит от опорного напряжения. Установлено, что пороговое напряжение и выходное напряжение не зависят от питающего и выходного напряжений используемой микросхемы. Обосновано использование общих формул для определения пороговых напряжений триггеров при любых условиях, которые представлены в виде суммы стабильной и нестабильной составляющих. Обоснована также необходимость использования дополнительного опорного напряжения в триггерах. При увеличении доли стабильной составляющей в общих уравнениях в классических схемах возрастает точность определения пороговых напряжений. Показано, что кривую гистерезиса можно расположить в любом одном квадранте, или двух, или четырех квадрантах координатной плоскости, а два пороговых напряжения и два выходных напряжения могут быть положительными и отрицательными, либо однополярными положительными или однополярными отрицательными. Разработано руководство по пересчету для повышения точности пороговых напряжений с использованием опорного напряжения. Процесс расчета показан на примере инвертирующего триггера. Введен коэффициент увеличения точности, который показывает, во сколько раз увеличивается точность порогового напряжения при приложении опорного напряжения. С его помощью построен график, который используется при расчетах для повышения относительной точности пороговых напряжений. Противоположная задача решается с помощью того же графика. Предложены новые обозначения пороговых напряжений, с помощью которых можно определить, какой триггер используется в схеме компаратора: инвертирующий или неинвертирующий. Они облегчают визуальное понимание уравнений пороговых напряжений.
Keywords: Microelectronics