Disparadores de schmitt

Disparadores de Schmitt

Abstract—This document contains the results of the fourth practical work in the third course of analog electronics. Inside the document you can find a basic application of positive feedback, i.e. to design and develop a Schmitt trigger. Here you can find a guide to design the inverse and not inverse Schmitt trigger having the hysteresis graphic or the trigger voltages(VON and VOFF).

Palabras Clave — Schmitt, Disparador, Realimentación positiva, Amplificador operacional.

INTRODUCCIÓN
E
N este documento se presenta la temática de la cuarta práctica de laboratorio, concerniente a la aplicación básica de la realimentación positiva, como son los disparadores de Schmitt.
El documento se divide en tres grandes partes. La primera de ellas muestra claramenteel objetivo final de la práctica y da las pautas y restricciones para el diseño de la propuesta de solución. La segunda parte consta del análisis del problema y de la estrategia de solución. Luego se presenta la propuesta de diseño, con los soportes operativos y conceptuales. Finalmente se presentan un análisis de resultados y unas conclusiones que evidencian las principales aplicaciones yenseñanzas de la práctica.
planteamiento del problema [1]
El objetivo de esta práctica es diseñar disparadores de Schmitt utilizando amplificadores operacionales. Deben diseñarse tres disparadores diferentes. Sin embargo, todos los circuitos deben ser alimentados con fuente única de 12V. El primer disparador debe ser no inversor, con VON=8V y VOFF=4V. El segundo disparador debe ser inversor, con VON=9Vy VOFF=6V. El tercer circuito, debe ser un disparador de Schmitt con VON=15V y VOFF=-2V.
El funcionamiento de los circuitos se verificará en el osciloscopio obteniendo la curva de histéresis para cada disparador. Debe prestarse mucha atención a la salida real de los amplificadores operacionales utilizados, ya que de esto depende la exactitud de la práctica.
Análisis y diseño
Análisis
Parapoder utilizar el amplificador operacional como disparador, y además que presente curva de histéresis es indispensable el uso de realimentación positiva; este hecho no más hace que el comportamiento del circuito sea totalmente opuesto al del sumador-restador multientrada universal.
Antes de continuar, es necesario conocer algo sobre cómo es el comportamiento de un material o elemento que presentaciclo de histéresis. Primero que todo, la palabra histéresis viene del griego, que significa retraso, o simplemente quedar atrás; en forma general, se utiliza este término para designar aquellos procesos en los cuales la respuesta actual depende de las condiciones anteriores a las que estuvo sometido el elemento, lo que genera un reacción “tardía” a la acción. Desde el punto de vista físico, sepodría decir que la histéresis es la tendencia de un elemento a conservar una de sus propiedades en ausencia de la fuente que la generó o modificó. En la Fig. 1, se puede apreciar claramente que para la misma causa, se presentan dos respuestas o efectos distintos que dependen del estado anterior del elemento.

Fig. 1. Curva de histéresis

En el caso de los disparadores de Schmitt, esta curva dehistéresis posee cambios más bruscos debido a la naturaleza de la realimentación positiva, caso que se analizará a continuación.
Obsérvese el circuito de la Fig. 2, es un circuito disparador de Schmitt no inversor, cuya estructura es similar a la de un amplificador inversor salvo que el OP. AMP está reflejado verticalmente quedando la realimentación entre la salida y el terminal no inversor.Suponiendo que para el instante en el que se energiza el circuito de la Fig. 2, el voltaje vo=0V; partiendo de ahí y esperando que la señal de entrada vi sea ligeramente mayor que V, se obtiene un voltaje diferencial positivo, que al ser multiplicado por la ganancia del OP. AMP. hace que el voltaje de salida aumente, y este a su vez realiza su “aporte” a v+, de forma que el voltaje diferencial...