Diskussion:Schmitt-Trigger

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Schmitt-Trigger

Das unsaubere an dieser Schaltung "Taster entprellen mit 74HC14" ist, dass vielfach Entwickler den transienten Teil bei einer Schaltungsentwicklung nicht berücksichtigen: Wenn diese Schaltung in Betrieb genommen wird, dann entsteht am Ausgang (IC1A, Pin12) trotz eines offenen Tasters S1 ein kurzzeitiger Spannungsimpuls. Erläuterung: Vor dem Anlegen der Versorgungsspannung sind aufgrund zahlreicher Verbraucher (IC1, parasitäre Widerstände) die beiden Kondensatoren C2 und C1 vollständig entladen. Während des Einschaltvorgangs der Versorgungsspannung muss sich C2 und C1 erst auf diese Spannung aufladen, jedoch gelingt dies dem C1 nur schleppend: Genau mit der Zeitkonstante \tau = R \cdot C. Mit den so angegebenen Werten erhalten wir (angenommen, die Versorgungsspannung von +5 V ist relativ rasch auf ihrem tatsächlichen stationären Wert von 5 Volt eingeschwungen): Aus dem Datenblatt von 74HC14 (ON Semiconductor) ersichtlich, liegt die obere Schaltschwelle (V+) typischerweise bei 2,9 V (bei 5 V - Versorgung). Mit u_a(t) = U_{5V} \cdot (1-e^{- \frac t {RC}}) erhalten wir durch Umformen:

t = -RC \cdot \ln(1- \frac {2{,}9}5) 

Und mit den Werten  R = R_1 + R_2= 10 \mathrm{k \Omega} + 10 \mathrm{k \Omega} = 20 \mathrm{k \Omega} sowie  C_1 = 100 \mathrm{nF} bekommen wir einen kurzzeitigen Spannungsimpuls in der Dauer von  t = 1{,}74 \mathrm{ms}.

Abhilfe für diesen Spannungsimpuls beim Inbetriebnehmen der Schaltung: C1 wird nicht vom Eingang des Gatters zur Masse sondern mit der +5V-Versorgung verbunden.

Ein weiterer Kritikpunkt der Schaltung ist, dass nach dem Ausschalten der Versorgungsspannung der im stationärem Betrieb geladene C1 den Gatter-Eingang "treibt". Hier wäre ein zusätzlicher Serienwiderstand oder einfach eine (Schottky-)Diode Gattereingang gegen +5V die Lösung.

Grüße Thomas Kuschel.