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HTI Burgdorf 3-44 Analoge Systeme 2 (<strong>ELA5</strong>) Operationsverstärker Beispiel 3-15: (Invertierender Schmitt-Trigger für Single-Supply Betrieb) Ein invertierender Schmitt-Trigger mit einem Komparator LM393 soll zum Betrieb an einer Speisespannung für folgende Vorgaben dimensioniert werden: u = 9V u = 2V u T+ T− CC u = 0.1242V u = 11.975V SAT − SAT + = 12V Lösung: Wir wählen den Widerstand R 2 =100kΩ. Mit den Gleichungen (3-77), (3-78) wird die Offsetspannung u V und der Widerstand R 1 berechnet. Die Spannung u V wird aus der Versorgungsspannung u CC mit einem Spannungsteiler R 3 /R 4 gemäss (3-66), (3-67) erzeugt. Der Pull-Up Widerstand R 5 am Ausgang wird mit 1kΩ gewählt: Vorgaben: u CC := 12V u SATP := 11.975V u SATN := 124.2mV R 2 := 100kΩ u TP := 9V u TN := 2V Berechnungen: ( ) R 2 u TP − u TN ⋅ R 1 := R 1 = 1.443× 10 5 Ω u SATP − u SATN − u TP + u TN u TN ⋅ u SATP − u TP ⋅ u SATN u V := u SATP − u SATN − u TP + u TN u V = 4.707V u CC ⋅ R 1 R 3 := u V R 3 = 3.679× 10 5 Ω u CC ⋅ R 1 R 4 := u CC − u V R 4 = 2.374× 10 5 Ω Bild 3-59: Schema und Übertragungsverhalten des invertierenden Schmitt-Triggers nach Beispiel 3-15. Bemerkung: Der Wert des Pull-Ups R 5 beinflusst die Werte für R 3 /R 4 minimal und sollte in die Dimensionierung einfliessen. Vor allem dann, wenn nicht gilt R5
HTI Burgdorf 3-45 Analoge Systeme 2 (<strong>ELA5</strong>) Operationsverstärker 3.17.3 Nicht invertierender Schmitt-Trigger Die Grundschaltung für den nicht invertierenden Schmitt Trigger ist in Bild 3-60 gezeigt. Mittels Quelle u V ≠0V oder -u SAT- ≠u SAT+ kann ein nullpunktunsymmetrisches Schaltverhalten erreicht werden. u 2 u sat+ R 1 R 2 u T+ r 1 u 1 0 u 1 u 2 u H u V -u satu D u T- Bild 3-60: Grundschaltung und Hysteresekennlinie des nicht invertierenden Schmitt-Triggers. Es gelten folgende Zusammenhänge: u u ( + ) ( ) ( ) V 1 2 SAT ∓ 1 V 1 2 SAT 1 T ± T+ T− R2 R2 1 u uSAT uT u T + ⋅uSAT + −uT − ⋅uSAT − + T − = = ( u =−u − = u + ) u − u + u − u 2u + u −u V SAT SAT SAT SAT + SAT − T + T − SAT T + T − H u R + R − u R u R + R ± u R = = ( u > u ) ( − ) ( − ) R u u R u u R1 = = u − u 2u u r 2 T+ T− 2 T+ T− SAT + SAT − SAT ( − ) u u R 2Ru = = R R = R + R SAT + SAT − 1 1 SAT 1 2 2 2 (3-79) (3-80) (3-81) (3-82) (3-83) Die Dimensionierung erfolgt im Regelfall durch Vorgabe der Schaltpunkte u T+ , u T- und der Wahl eines Widerstandes, z.B. R 2 . Wird der Schmitt-Trigger mit Komparatorbausteinen realisiert ist R 5
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