FAE-Design-Tipp Schmitt-Trigger und Schmitt Trigger Action

Tipps des Digi-Key Application Engineering.
Eine Frage?

Was ist der Unterschied zwischen „Schmitt-Trigger“ und „Schmitt Trigger Action“?

Ein Logikgatter ohne Schmitt-Trigger-Schaltung schaltet sowohl an der steigenden Flanke als auch an der fallenden Flanke des Eingangssignals bei dem gleichen Spannungspegel (Verlauf A im Bild). Dies ist ein Problem, weil das Schalten einen Strom von der Spannungsquelle zieht und dadurch die Quellenspannung sinkt. Die Versorgungsspannung wiederum beeinflusst die Umschaltschwelle des Gatters. EIne Versorgungsspannungsschwankung kann somit ein Umschalten des Gatters verursachen. Es kann sogar zu Oszillationen kommen, die zu einer wesentlich höheren Stromaufnahme führen.

Ebenso kann ein verrauschtes Eingangssignal den Schwellwert zum Umschalten des Gatters mehrmals in kurzer Folge passieren, was ebenfalls zu Oszillation und weiteren Problemen führen kann.

Das Platzieren eines Schmitt-Triggers vor dem Eingang des Gatters löst diese Probleme. Er arbeitet mit Hysterese, mit zwei Umschaltschwellen, und überträgt die langsamen Pegeländerungen des Eingangssignals in schnelle Pegeländerungen, die den Zeitanforderungen der nachfolgenden Schaltungen bezüglich steigenden und fallenden Flanken genügen. Schmitt-Trigger werden im Allgemeinen durch die Spannungsschwellen definiert, bei denen der Schmitt-Trigger betrieben wird (Verlauf B im Bild). Ein Schmitt-Trigger hat keine Beschränkungen bezüglich der Anstiegs- und Abfallzeiten des Eingangssignals.

Alternativ dazu gibt es auch Logik-Bauteile, deren Eingänge „Schmitt trigger action“ aufweisen, aber ohne eine vollständige Schmitt-Trigger-Schaltung auskommen. Diese Gatter bieten eine gewisse Hysterese, weisen aber eine Grenze für die Anstiegs- und Abfallzeiten beim EIngangssignal auf, die vom jeweiligen IC-Hersteller im Datenblatt angegeben sein sollte. Sie helfen, ein Rauschen am Eingang zu unterdrücken und langsame Pegeländerungen am Eingang zu handhaben, haben aber dennoch Einschränkungen, die bei einem echten Schmitt-Trigger-Komparator nicht existieren.
Digi-Key Applications Engineering.