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Home > Tutorials > Der Schmitt Trigger |
Der Schmitt Trigger Der Schmitt Trigger, auch Schwellwertschalter genannt, besitzt im einfachsten Fall einen Eingang und einen Ausgang. Das Ausgangssignal ist natürlich wie immer vom Eingangssignal abhängig - wie - wird im folgenden Text beschrieben. Das Wort "Trigger" bedutet im Englischen ja sowas wie Auslöser, das erklärt auch schon einiges. Beim Schmitt Trigger ist der Auslöser die Spannung am Eingang, die einen gewissen Wert erreichen muss, um eine Zustandsänderung am Ausgang zu bewirken. Die Wirkungsweise eines Schmitt Triggers lässt sich an einem Backofen recht anschaulich erklären. Man dreht am Temperaturknopf des Ofens und stellt die gewünschte Temperatur ein. Nun dauert es eine Weile und wenn das Lämpchen, begleitet von einem leisen "klick" aus dem Inneren des Herdes, ausgeht hat er die eingestellte Temperatur erreicht und die Stromzufuhr zur Heizspirale wird unterbrochen. Man schiebt z.B. den Kuchen rein und nach einer Weile beginnt das Lämpchen wieder zu leuchten und der Ofen heizt wieder. Warum? Da es bei einem Backofen auch aus Kostengründen unnötig ist, die Temperatur im Inneren auf 1 Grad genau zu steuern, kommt ein mechanischer Schmitt Trigger in Form eines Bimetallstreifens zum Einsatz. Aber nun zur eigentlichen Funktion. Mal angenommen der Ofen ist auf 200C eingestellt. Er heizt bis er ca. 205C erreicht hat, dann schaltet er aus, kühlt ab und wenn wenn er auf 195C abgekühlt ist, schaltet er sich wieder ein und heizt wieder auf 205 Grad bis er wiederum ausschaltet usw. Im Durchschnitt hat der Ofen dann im Inneren immer 200C. Der Schmitt Trigger besitzt also eine vorgegebene Einschalt- und Ausschaltschwelle, was im folgendem Bild dargestellt wird.  Die Differenz der Ein- und Ausschaltschwelle nennt man auch "Hysterese". Je nach dem, wie der Schmitt Trigger beschaffen ist und wie er von aussen her beschaltet ist, variiert der Hysteresenbereich. Beim COM Port ist das z.B. genauso. Dort liegt die Einschaltschwelle (also die Mindestspannung, die am Eingang anliegen muss, um als EIN zu gelten) bei ca. +7V und die Auschaltschwelle (also AUS) bei ca. -7V. Legt man also +12V an den Eingang an, so erkennt der Eingang das als EIN. Legt man dann z.B. -5V an, dann bleibt er bei EIN, denn die Auschaltschwelle liegt ja deutlich darunter, nämlich bei -7V. Erst beim Erreichen oder Unterschreiten dieser Spannung wird das Signal als AUS anerkannt. In der digitalen Schaltungstechnik gilt für den Schmitt Trigger folgendes Symbol:  In der Praxis gibt es nicht nur einen Schmitt Trigger allein sondern wie so oft gleich mehrmals in einem Gehäuse. Ein recht universeller Baustein ist der 7414, der über 6 invertierende Schmitt Trigger verfügt. Invertiert bedeutet ja, dass das eigentliche Ausgangssignal einfach nocheinmal umgedreht wird. Das Schaltbild des 7414 sieht folgendermassen aus: sechs Eingänge, sechs Ausgänge und 2 Anschlüsse für die Stromversorgung.  |