Перейти к содержанию

Триггер Шмитта

Триггер Шмитта переключается вверх при одном напряжении, а вниз — при другом, более низком. Благодаря этой разнице медленный или зашумлённый сигнал превращается в один чистый перепад вместо пачки ложных переключений.

Обновлено Редакция GAW

Триггер Шмитта (Schmitt trigger) — пороговое устройство с двумя порогами: при нарастании сигнала выход переключается на верхнем пороге VT+, при спаде — на нижнем VT−. Разница между порогами — гистерезис. Пока сигнал находится между порогами, выход сохраняет прежнее состояние.

Пример — инверторы 74HC14. По даташитам при питании 4,5 В:

ПараметрTI SN74HC14onsemi MC74HC14A
Верхний порог VT+1,55–3,13 В, типично 2,5 В2,3–3,15 В
Нижний порог VT−0,9–2,45 В, типично 1,6 В0,9–2,0 В
Гистерезис0,4–2,1 В, типично 0,9 В—

Пороги сильно разбросаны между экземплярами, поэтому схемы рассчитывают на худший случай: сигнал должен опуститься ниже минимального VT−, чтобы считаться нулём, и подняться выше максимального VT+, чтобы считаться единицей.

Зачем это нужно:

  • Медленные фронты. TI пишет, что входы с триггером Шмитта не предъявляют требований к скорости фронта, а onsemi — что 74HC14 «выпрямляет» медленные фронты. Обычному входу КМОП медленный фронт опасен многократными переключениями.
  • Шум. Помеха с размахом меньше минимального гистерезиса не вызывает переключений.
  • Дребезг. Кнопка с RC-цепочкой и триггером Шмитта даёт один чистый перепад — см. дребезг контактов.

Тот же принцип реализуют на компараторе с положительной обратной связью, когда нужны точные и настраиваемые пороги. Выводы и параметры 74HC14 — в карточке 74HC00 и 74HC14.

Частые вопросы

Чем триггер Шмитта отличается от обычного логического входа?

У обычного входа КМОП один порог, и медленно меняющийся или шумный сигнал около него вызывает многократные переключения — поэтому TI ограничивает время фронта, например 500 нс для 74HC00 при 4,5 В. У триггера Шмитта два порога, и после переключения выход не вернётся, пока сигнал не пройдёт второй порог.

Какой шум выдерживает вход с триггером Шмитта?

Шум с размахом меньше гистерезиса. TI для 74HC14 советует ориентироваться на минимальный гистерезис из таблицы — 0,4 В при питании 4,5 В: помеха меньшего размаха не вызовет ложного переключения.

Где применяют триггер Шмитта?

Для подавления дребезга кнопок вместе с RC-цепочкой, восстановления фронтов после длинных проводов, оптопар и фильтров, в генераторах на одном инверторе и в компараторах с положительной обратной связью. Многие выводы микроконтроллеров тоже имеют входы с триггером Шмитта.

Источники

  1. Texas Instruments. SNx4HC14 Hex Inverters with Schmitt-Trigger Inputs (SCLS085L, revised February 2025) — пороги при 4,5 В: VT+ 1,55–3,13 В, VT− 0,9–2,45 В, гистерезис 0,4–2,1 В; разд. 8.2: входы с триггером Шмитта не требуют определённой скорости фронта; шум с размахом меньше минимального гистерезиса не вызывает переключений; применение — подавление дребезга
  2. onsemi. MC74HC14A, MC74HCT14A: Hex Schmitt-Trigger Inverter (MC74HC14A/D, Rev. 17, September 2026) — пороги при 4,5 В: VT+ 2,3–3,15 В, VT− 0,9–2,0 В; триггер Шмитта «выпрямляет» медленные фронты и полезен в условиях помех

Нашли ошибку?

Смотрите также