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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schmitt Trigger Beschaltungsfrage


Autor: Simon K. (Gast)
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Zum Nicht-Invertierenden Schmitt Trigger hätte ich eine Frage.

Und zwar ist in meinem Vorlesungsscript glaube ich ein Fehler.
Der invertierende schmitt Trigger ist ja eigentlich recht einfach 
"Selbsterklärbar". Blöderweise ist bei uns im Script für den Nicht 
invertierenden-Schmitt-Trigger der invertierende Eingang des Schmitts 
auf Ground gelegt.
Es wird aber dieselbe Grafik verwendet (für die Schaltschwellen), wie 
bei dem Invertierenden und die Schaltschwelle für den "Rücksprung" liegt 
unter Null Volt.
Und zwar weit unter Null Volt. (also nicht nur ein bischen).

Nun Streiten ich und meine Studienfreunde gerade darüber, was denn nun 
die Schaltschwelle des nicht invertierenden bestimmt. Ich meine es sind 
die Null Volt bzw. eine eigens angelegte Spannung.
Beim invertierenden Schmitt Trigger tritt das "problem" ja garnicht 
auf...


Ich hoffe ihr versteht meine Frage.

Schönen Sonntag Abend noch

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Du hast zwar keinen Plan angehängt, aber ich vermute mal ihr vergesst 
die Hysterese die durch die Mittkopplung entsteht. Die Hyst. kann, je 
nach Aufbau, positiv, negativ oder auch beides sein. Die Schaltschwellen 
werden jedenfalls immer um die Hysterese verschoben.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Simon K. (Gast)
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Hi, also wie folgt:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Sc...
"Bei der angegebenen Schaltung kann die Schwellenspannung fix auf 0 V 
geschaltet werden, indem der negative Eingang des Operationsverstärkers 
auf 0 V (Erde) gelegt wird"...


Nach dieser Beschaltung müsste sich doch ergeben, dass bei 0V der 
Rücksprung erfolgt bzw. bei -0.01V, bei Verstärkungsfaktor unendlich, in 
die andere Richtung "voll aufgemacht" wird und der ausgang gekippt ist.

Nicht wahr?
Beim invertierenden Schmitt Trigger ergibt sich ja durch den 
Spannungsteiler und die Rückkopplung die Schaltschwelle.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>dass bei 0V der Rücksprung erfolgt bzw. bei -0.01V

Wenn du dabei die Spannung an dem positiven Eingang meinst, dann kann 
man das so stehen lassen.

Und jetzt rechne mal aus, welche Eingangsspannung anliegen muss, damit 
folgende beiden Bedingungen erfüllt sind:
- Ausgangsspannung +/- UB
- Spannung am pos. Eingang ist Null.

Das sind deine beiden Schaltschwellen!

Autor: Simon K. (Gast)
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Oder ich stelle die frage mal anders.
Wenn ich 0,1V auf den nicht invertierenden eingang eines nicht 
invertierenden schmitt triggers gebe, stellt sich am ausgang ca. die 
positive betriebsspannung ein.

Wenn ich nun langsam auf 0V gehe, bleibt der ausgang in jedem fall auf 
ca. Betriebsspannung positiv, weil unendliche verstärkung.
Was passiertn nun in der 0V Grenze.
Ist es so, dass die Differenz beider Eingänge =0 wird und der Ausgang 
auch null?
Danach würde folgen, dass bei -0,1V Eingangsspannung auch Direkt 
Negative Betriebsspannung als Ausgang erfolgt.


-.---

oder ist es so, dass ich durch die Rückkopplung solange ca. 
Betriebsspannung Positiv am Eingang habe, bis ich als eingang die 
negative Betriebsspannung anlege und somit am Eingang 0V anliegen. Der 
schwellwert währe also die Betriebsspannung bzw. ein Verhältnis der 
Widerstände.

Vielleicht ist es nun etwas verständlicher.

Denn die Hysterese Grafiken sind in beiden Fällen dieselben, wobei eben 
der invertierende eingang auf Ground liegt (Im falle des nicht 
invertierenden Schmitt Trigger), womit die Schaltschwelle dann, meiner 
meinung nach, bei 0V liegen würde.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ist es so, dass die Differenz beider Eingänge =0 wird und der Ausgang
>auch null?

Ja. Theoretisch schon, aber schaffe das mal in der Praxis.


>Danach würde folgen, dass bei -0,1V Eingangsspannung auch Direkt
>Negative Betriebsspannung als Ausgang erfolgt.

Ja.


>oder ist es so, dass ich..

Siehe letzter Post.

Autor: Simon K. (Gast)
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>Und jetzt rechne mal aus, welche Eingangsspannung anliegen muss, damit
>folgende beiden Bedingungen erfüllt sind:
>- Ausgangsspannung +/- UB
>- Spannung am pos. Eingang ist Null.

Daraus würde doch folgen:

2. Der Ausgang müsste auf 0V sein.-->Differenz 0 Volt.

1.Die Ua ist Ub+, wenn Uein>Uinvertierend. Wenn Uinvertierend auf 
0V-->Uein muss irgendwie 0,01V sein.

Die Ua ist Ub- wenn Uein<Uinvertierend. Wenn Uinvertierend auf 0V-->Uein 
muss ca. -0,01V sein.



Ist das so nun korrekt gedacht?

Autor: Simon K. (Gast)
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>Ist es so, dass die Differenz beider Eingänge =0 wird und der Ausgang
>auch null?

>Ja. Theoretisch schon, aber schaffe das mal in der Praxis.


>Danach würde folgen, dass bei -0,1V Eingangsspannung auch Direkt
>Negative Betriebsspannung als Ausgang erfolgt.

>Ja.


>oder ist es so, dass ich..

>Siehe letzter Post.

Ok ich bin begeistert :)

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Uinvertierend


Tip:

Die beiden Widerstände bilden einen SPannungsteiler!

Rechne doch mal.

Ich mal ein Wahlloses Beispiel auf:
Schaltung nach:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Sc...

idealer OPV, Betriebsspannung +10V und -10V

R1=1k und R2=9k.

Jetzt rechne doch mal für welche Eingangsspannungen ein Uinv=0 
rauskommt...

Autor: Simon K. (Gast)
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Ehm hast du dich vertippt?

Uinv ist doch in dieser Beschaltung immer=0.
Meinst du Uausgang?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Uinv ist doch in dieser Beschaltung immer=0.

Ja vertippt. Ich meinte U_nicht_inv.

Autor: Simon K. (Gast)
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Also,

erstmal habe ich mir nochmal ne genaue erklärung durchgelesen und finde 
das mit der virtuellen masse etwas merkwürdig ;)

Jedenfalls bin ich damit völlig überfragt.

Autor: Simon K. (Gast)
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Die Differenz versucht er ja immer bei 0V zu halten.

Also muss der nicht invertierende eingang auf 0V sein.
Und wenn ich jetzt den Spannungsabfall über R1 sagen sollte geht das ja 
nur, wenn ich das Potential am Ausgang kenne, was ich ja ändern kann.


Und umgekehrt genauso.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Also muss der nicht invertierende eingang auf 0V sein.

Das ist das Ziel.


>Und wenn ich jetzt den Spannungsabfall über R1 sagen sollte geht das ja
>nur, wenn ich das Potential am Ausgang kenne, was ich ja ändern kann.

Das kann aber nur zwei WErte annehmen, pos. oder negative 
Betriebsspannung. Somit kannst du zwei Werte für U_in (nicht 
U_nicht_inv) ausrechnen, an denen U_nicht_inv gleich Null wird...

Autor: Simon K. (Gast)
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ehm aber wieso sollte ich denn die spannung am invertierenden ändern?


Eigentlich gings doch nur darum, dass beim nichtinvertierenden die eine 
schaltschwelle durch das potential am invertierenden eingang bestimmt 
wird.


Oder habe ich was falsch verstanden?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>schaltschwelle durch das potential

Und von den WIderständen...

Autor: Simon K. (Gast)
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Also irgendwie weiß ich nicht so ganz wofür.
Uinv liegt doch sowieso die ganze zeit auf masse.


Wenn ich am Ausgang auf Vcc bin könnte man Uinv auf Vcc legen und die 
differenz währe dann Null und somit auch der Ausgang, oder wie?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Es geht doch um die Eingangsspannung der Schaltung, das sind doch deine 
Schaltspannungen! Damit sind nicht die Spannungen an den EIngängen des 
OPVs gemeint

Autor: Stefan (Gast)
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Macht's doch nicht so kompliziert!

Beim OPV mit Mitkopplung berechnet man die Umschaltschwellen, indem man 
im Umschaltpunkt die Differenzspannung der OPV-Eingänge zu Null setzt... 
fertig!
Das gilt sowohl für den invertierenden als auch für den 
nicht-invertierenden.
Unter Beachtung, dass es zwei Umschaltpunkte und zwei mögliche 
Ausgangsspannungen gibt, ist der Rest dieselbe Rechnerei wie bei einer 
OPV-Verstärkerschaltung (also mit Gegenkopplung), nur halt zweimal!

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