Schmitt-Trigger dimensionieren

[Wilfried M. (rompel)]

Hallo,
ich würde gerne ein Schmitt Trigger dimensionieren. Aber alles was ich 
bis jetzt gesehen habe ist eine symmetrische Schmitt trigger.
Ich will ein Schmitt trigger, der bei 6,3V einschaltet und bei 6,8V 
ausschaltet. die Ausgangsspannung soll ca.3,3V sein.
Könnte jemand mir bitte helfen.

Danke

Wilfried

[Peter R. (pnu)]

Wilfried M. schrieb:
> Könnte jemand mir bitte helfen.

wohl niemand, denn einen Schmitt-Trigger mit einer Ausgangsspannung 
gibts nicht.

Ein Schmitt-Trigger hat zwei Ausgangsspannungen: eine beim low-Zustand 
und eine beim high-Zustand.

Ein Tipp: Man rechnet so etwas "von rückwärts". Nimmt zuerst eine der 
beiden Ausgangsspannungen an, rechnet entsprechende Widerstände aus  und 
dann die für den andren Fall.
Noch ein Tipp: Die Hysterese (hier 0,5V) hat etwas mit der Rückkopplung 
zu tun.

Ironie:
Es gibt hunderte mögliche Schaltungen, welche darf man Dir vorrechnen?

[Kai M. (kai_mauer)]

Peter R. schrieb:
> Ironie:
> Es gibt hunderte mögliche Schaltungen, welche darf man Dir vorrechnen?

Ich denke, daß ihm EINE reicht. Wähle einfach die Dir Genehme aus und 
rechne ihm die Dimensionierung vor.

Ach, das willst Du gar nicht? Du willst nur Stänkerei und eigenes 
Dummstellen als Ironie verpackt loswerden?

Na dann...

[Wilfried M. (rompel)]

Hallo, ja hab vergessen. Der Op wird mit 3,3V und 0V versorgt. So die 
Ausgangsspannungen sollen eigentlich 3,3V oder weniger und ca. 0V 
sein.Könnten Sie mir Helfen hab gerade schon versuch. aber es klappt 
nicht, da die Schaltung nicht symmetrisch ist.
Danke

[Torsten C. (torsten_c)]

Wilfried M. schrieb:
> Könnten Sie mir Helfen

Die Asymetrie erreichst Du durch einen weiteren Widerstand
gegen + oder -, um die Pegel zu "verschieben".

Wenn Du einen Schaltplan machst, von dem, was Du hast, könnte man 
leichter sagen, was Du verändern müsstest.

[asdfasd (Gast)]

> Ich will ein Schmitt trigger, der bei 6,3V einschaltet
> und bei 6,8V ausschaltet.

Hmmm... das klingt eher nach einem Fensterkomperator: Output high wenn 
Input zwischen 6.3V und 6.8V.  Oder meinst du einen invertierenden 
Schmitt-Trigger, der bei fallender Flanke unter 6.3V ein- und bei 
steigender Flanke über 6.8V ausschaltet?

Wie auch immer, wenn dein OPAMP mit 3.3V betrieben wird, musst du das 
Eingangssignal erstmal in dessen Arbeitsbereich bringen - mit 6V kann 
der nicht viel anfangen.

[Wilfried M. (rompel)]

Hallo hier kriege ich keine einschalt und ausschalt bei 6,3V und 6,8V.

Danke

[Wilfried M. (rompel)]

ich meine ein Schmitt Trigger egal invertiert oder nicht-invertiert der 
unter 6,3V ausschaltet und über über 6,8V einschaltet.
Was meinen Sie genaue mit Arbeitspunkt anfahren?meinen Sie mit 3,3V kann 
ich es(6,6) nicht erreichen könnte?.

Danke

[Torsten C. (torsten_c)]

Die Größe des erforderlichen Widerstandes kann man durch Auspropieren 
oder Berechnung ermitteln.

[Werner (Gast)]

Torsten C. schrieb:
> Die Größe des erforderlichen Widerstandes kann man durch Auspropieren
> oder Berechnung ermitteln.

Den invertierenden Eingang sollte man vielleicht auf die Mitte zwischen 
den Umschaltschwellen legen und nicht auf Gnd ;-)

[Wilfried M. (rompel)]

damit kriege ich durch Spannungsteiler negative Widerstand raus

[Torsten C. (torsten_c)]

Ääh, ja, sorry.

[asdfasd (Gast)]

> Was meinen Sie genaue mit Arbeitspunkt anfahren?

Ich sagte in seinen Arbeitsbereich bringen.  Ein OpAmp mit 3.3V 
Versorgungsspannung kann keine 6V-Signale verarbeiten.  Du musst das 
Signal so herunterteilen, dass der Maximalpegel in dessem erlaubten 
Eingangsbereich liegt.

Btw, dein OP27 arbeitet bei 3.3V gar nicht...

[Wilfried M. (rompel)]

ja könnte sein aber was ist dann die Empfehlung und können Sie mir ein 
bsp geben für diesen Fall, egal was für op Sie benutzen haben, so könnte 
ich auf meine Schaltung anpassen

[Torsten C. (torsten_c)]

asdfasd schrieb:
> Ein OpAmp mit 3.3V
> Versorgungsspannung kann keine 6V-Signale verarbeiten.

Quatsch, dazu sind ja die Spannungsteiler da.

Es dürfen keine 6V-Signale an den Eingängen anliegen, das stimmt.

asdfasd schrieb:
> Btw, dein OP27 arbeitet bei 3.3V gar nicht...

Für die Simulation ist das offenbar egal. Dann muss er halt einen AD8063 
oder so nehmen. Vielleicht hat der TO dafür kein Spice-Modell?

[Wilfried M. (rompel)]

in LTSpice hab ich nicht gesehen. Aber ich meine wie muss ich es 
beschaltet wenn ich der op mit 3,3V Versorgungsspannung arbeitet. Ich 
brauche es echt zur Erfüllung meiner Aufgabe.
Danke

[Torsten C. (torsten_c)]

V2 = V3 = 1,5V.

Hatte ich übersehen. Wer kommt auch auf die Idee, V2 auf 0V zu setzen. 
;-)

[Wilfried M. (rompel)]

ich komme auf die Idee weil in meiner kompletten Schatung steht mir 
keine negative Spannung aus. ich habe nur 3,3v; 1,2V und wenn ich noch 
eine Anschluss hinzufügt, steht kein andere Pin dafür zur verfügung

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Hier ist je ein Beispiel für einen invertierenden und einen
nichtinvertierenden Schmitt-Trigger mit den Schaltschwellen bei etwa
6,3V und 6,8V für eine Versorgungsspannung von 3,3V. Die Diode D1 ist
optional und dient dem Schutz des Opamp-Eingangs. Sie sollte vorgesehen
werden, wenn die Eingangsspannung beim invertierenden Schmitt-Trigger
10,5V und beim nichtinvertierenden 13V überschreiten kann. Man kann auch
für höhere Eingangspannungen auf die Diode verzichten, wenn man die
Widerständen anders dimensioniert.

Statt des LTC6082 kannst du auch einen anderen Rail-to-Rail-Opamp
verwenden.

[Wilfried M. (rompel)]

Danke ehr

[Oldie (Gast)]

Wovor schützt denn eine "einbeinig" angeschlossene Schottky-
Diode?

[Wilfried M. (rompel)]

Hallo,
wie steht die Widerstände R1,R2 und R5 zueinander da ich der Strom 
kleine halten würde. d.h großere Widerstand R1 und R2. Wenn möglich 
kannst du mir kurz sagen wie du die dimensionieren hast. ist da 
Datenblatt hilfsfreich?
danke

[OldMan (Gast)]

Wilfried M. schrieb:
> ie steht die Widerstände R1,R2 und R5 zueinander d
Hier steht alles:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Schmitt-Trigger

[Wilfried M. (rompel)]

ja aber ich kriege es nicht hin, hab schon mitgerechnet aber kriege 
keine richtige werte bei der simulation

[Günter Lenz (Gast)]

Wilfried Monthe schrieb:
>ja aber ich kriege es nicht hin

OldMan hat ja schon den Hinweis gegeben wie man
es berechnet. Wenn du nicht rechnen möchtest,
dann bau die Schaltung so auf. Mit P2 stellst du
die Hysterese, also den Abstand der beiden
Schaltschwellen ein. Mit P3 kannst du beide
Schaltschwellen nach oben und unten verschieben.
Mit P1 bringst du die Eingangsspannung in den
Arbeitsbereich des OP. Wenn du möchtest, kannst
du danach P1 P2 und P3 mit einem Ohmmeter
ausmessen und durch Festwiderstände ersetzen.

[Wilfried M. (rompel)]

ich bekomme mit der Berechnung negative werte raus. deswegen ist die 
Schaltung von Yalu X. (der Moderator) eine gute option aber dort würde 
ich R2 und R1 große machen.
sieh anhang

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Wilfried M. schrieb:
> aber dort würde ich R2 und R1 große machen.

R1 und R2 bilden einen Spannungsteiler, der die Eingangsspannung der
Schaltung so herunterteilt, dass sie vom 3,3V-Opamp verarbeitet werden
kann.

Warum willst du die Widerstände größer machen? Geht es darum, bei
ansonsten gleichem Verhalten der Schaltung den Eingangstrom zu
reduzieren?

Dann vergrößere die beiden Widerstände einfach um der gleichen Faktor.

[Wilfried M. (rompel)]

diese Schaltung meine ich sorry. ich will dadurch der Strom so klein wie 
möglich halten

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Wilfried M. schrieb:
> diese Schaltung meine ich sorry. ich will dadurch der Strom so klein wie
> möglich halten

Ja, beim nichtinvertierenden Schmitt-Trigger ist die Berechnung etwass
komplizierter.

Mit dem Spannungsteiler aus R3 und R4 definierst du die Referenzspannung
am invertierenden Eingangs des Opamps. Du kannst sie fast beliebig
wählen, sie sollte nur nicht zu dicht an 0V oder der Versorgungsspannung
Ub liegen.

Der Schmitt-Trigger springt dann vom Low- in den High Zustand, wenn die
Spannung Up am nichtinvertierenden Eingang des Opamps die Spannung Un am
invertierenden Eingang überschreitet.

Up entsteht aus der Eingangs- und der Ausgangsspannung durch den
Spannungsteiler aus den drei Widerständen R1, R2 und R5. Mehr zum
Spannungsteiler aus drei Widerständen findest du hier:

  https://www.mikrocontroller.net/articles/Spannungsteiler#Spannungsteiler_mit_Offset.2C_passiv

Damit kannst du die Gleichung für die obere Schaltschwelle aufstellen.

Umgekehrt springt der Schmitt-Trigger vom High- in den Low-Zustamd, wenn 
die
Spannung Up am nichtinvertierenden Eingang des Opamps die Spannung Un am
invertierenden Eingang untererschreitet.

Damit kannst du die Gleichung für die untere Schaltschwelle aufstellen.

Einen der drei Widerstände R1, R2 und R5 darfst du frei wählen, bspw.
R1, da dieser maßgeblich den Eingangsstrom bestimmt. Aus den beiden
Gleichungen und deinen Vorgaben für die Schaltschwellen kannst du nun
die beiden anderen Widerstände (R2 und R5) berechnen.

Vorgegebene Werte:

Ub  = 3,3 V   Versorgungsspannung
Uah = Ub      High-Ausgangsspannung
Ual = 0.0 V   Low-Ausgangsspannung
Ueh = 6.8 V   obere Schaltschwelle
Uel = 6.3 V   untere Schaltschwelle

Gewählte Werte:

R1  = 36kΩ
R3  = 56kΩ
R4  = 62kΩ

Allgemeine Formeln für die Berechnung:

Uref = Ub · R4 / (R3 + R4)
ΔUe  = Ueh – Uel
ΔUa  = Uah – Ual
R2   = ΔUa · Uref · R1 / (Ueh · Uah – Uel · Ual – (ΔUe + ΔUa) · Uref)
R5   = ΔUa · R1 / ΔUe

Ergebnisse:

Uref =   1,734 V
R2   =  13,00 kΩ
R5   = 237,6 kΩ

Wie in den obigen Formeln siehst, sind R2 und R5 beide proportional zu
R1. Wenn du also nur den Eingangswiderstand erhöhen möchtest, ohne die
Schaltschwellen zu verändern, brauchst du nur R1, R2 und R5 jeweils mit
dem gleichen Faktor zu multiplizieren. Oder du setzt alle Parameter bis
auf R1 in die Formeln ein und erhältst

R2 = 0,361 · R1
R5 = 6,600 · R1

Wenn du einen extrem hohen Eingangswiderstand möchtest, ist es aber
sinnvoller, statt der riesigen Widerstände einen zweiten Opamp als
Impedanzwandler zu verwenden.

[Wilfried M. (rompel)]

hallo,
danke sehr ich habe jetzt verstanden und mitgespielt und kann jetzt 
eigenes dimensionieren. Dank sehr für die Hilfe