що таке "вхідний гістерезис"?
Відповіді:
Скажімо, ви виявляєте низький до високого переходу при 2,5 В. Гістерезис 100 мВ означатиме, що перехід від низького до високого виявляється при 2,55 В, а перехід "високий - низький" визначається при 2,45 В, 100 мВ різниця.
Гістерезис використовується для запобігання декількох швидко послідовних змін, якщо, наприклад, вхідний сигнал міститиме шум. Шум може означати, що ви переступаєте поріг на 2,5 В більше, ніж один раз, чого ви не хочете.
Гістерезис 100 мВ означає, що рівень шуму менше 100 мВ не впливатиме на проходження порогу. Який поріг застосовується, залежить від того, переходите від низького до високого (тоді це вищий поріг) або від високого до низького (тоді це нижній):
редагувати
Ще один спосіб ілюстрування гістерезису - через функцію передачі з типовим циклом:
Примітка: гістерезис можна використовувати і для інших цілей, ніж підвищення рівня захисту від шуму. Інвертор внизу має вхід гістерезису (що робить його тригером Шмітта , позначеним символом всередині інвертора). Ця проста схема - це все, що потрібно для створення генератора .
Ось як це працює. Коли він увімкнено, напруга конденсатора дорівнює нулю, тому вихід високий (це інвертор!). Висока вихідна напруга починає заряджати конденсатор через R. Коли напруга над конденсатором досягає більшого порогу, інвертор сприймає це як високу напругу, і вихід знизиться. Тепер конденсатор буде розряджатися на низький вихід через R, поки не буде досягнуто нижнього порогу. Інвертор потім знову сприйме це як низьку напругу і зробить вихід високим, тому конденсатор знову почне заряджатися, і все це повториться.
Частота визначається значенням конденсатора та резистора, наведеним у рівняннях. Різниця між частотою для звичайного HCMOS ( HC) та TTL-сумісного (HCT) тому, що порогові рівні для обох частин різні.
Інші два відповіді дають приклад того, що означає гістерезис у конкретному випадку, коли існує дискретний тригер, але гістерезис має більш загальне значення в безперервній області, яке полягає в наступному:
Кажуть, що система демонструє гістерезис, коли вимірювання, проведені в одному "напрямку", необов'язково дорівнюють вимірам "тієї ж речі", зробленої в іншому "напрямку".
Наприклад, уявіть, що у вас є потенціометр із позначками від 0 до 9. Можливо, потенціометр демонструє гістерезис, якщо, якщо повернути його на "5" у напрямку за годинниковою стрілкою, фактичний опір становив 5,1 кОм, коли його повернули на "5" у проти напрямку за годинниковою стрілкою фактичний опір становив 4,9 кОм. На відміну від дискретного прикладу, той самий ефект може бути присутній, коли ручка повернута до "4". Або ефект може бути протилежним на "4"!
Це 1-мірний випадок. Можна уявити двовимірний гістерезис у випадку, наприклад, датчика, що складається з аркуша матеріалу, який може відчувати розтягнення або напруження у двох майже ортогональних напрямках.
Гістерезис у ланцюзі виникає, коли вхід вище певного рівня запускає вихід, але вихід не скидається, поки вхід не досягне нижчого рівня. При вході між цими значеннями вихідний сигнал залишається однаковим (високим або низьким). Різниця між двома вхідними значеннями - гістерезис. Зазвичай він зустрічається в схемах із позитивним зворотним зв'язком. Прикладом схеми з гістерезисом є тригер Шмітта.
Це дотично пов'язане, але це механізм, за допомогою якого ІМС можуть забезпечувати вхідний гістерезис; на деяких входах мікросхем є схеми "шпильки". Вони генерують слабкий позитивний зворотний зв'язок із шпильки, яка сприяє збереженню стану. Однак діапазон гістерезису змінюється залежно від вхідного опору. Надання пінцету сигналу без опору не матиме гістерезису, тоді як подавати йому сигнал з імпедансом вище, ніж резистор зворотного зв'язку, означає, що він взагалі не може змінити стан.
Адаптований з таблиці даних Atmel CPLD
Якщо у вас коли-небудь було те, що ви хочете підключити до розетки, яке ви маєте у настінній розетці, у якій є датчик світла, коли темніє, вона вмикає світло, але його власне світло вимикає світло, тоді воно темне і воно вимикається світло на. Але це так швидко, що він просто мерехтить, може викликати головний біль у деяких людей.
Тепер подумайте про цифровий термостат для вашого будинку. Уявіть, якби він був погано розміщений прямо в руслі вентиляційного кондиціонера. У вас це встановлено на деяку температуру, наприклад 72 градуси. Уявіть, що коли він читає 73, він вмикає кондиціонер, але як тільки він вмикається, він охолоджує його назад у діапазон 72 і вимикає його. Не так швидко, як нічне світло датчика світла, але не чудовий дизайн. Натомість ви побачите добре розміщений або принаймні краще розміщений термостат, що коли він перемикається з 72 на 73, він натискає А / С, але не вимикає його, поки він не впаде в 72, а потім вниз нижче від 72 до 71. Маючи тепле повітря, маса теплого повітря повинна проштовхуватися через будинок, поки маса більш прохолодного повітря не досягне терморегулятора до того, що він вимикає кондиціонер. Замість швидкого ввімкнення та вимкнення ввімкнення, вимкнення, на цикл може бути півгодини або більше. Набагато ефективніше. У цьому випадку гістерезис - це цілий ступінь, температура вмикання знаходиться на межі між 72 і 73 градусами, а температура вимикання - на межі між 72 і 71 градусом.
Існує ряд проблем, які або за дизайном хочуть мати гістерезис, увімкнення на одному рівні, а вимикання на іншому рівні. Зокрема, щоб уникнути певних коливань щодо однієї точки перемикання.
Іноді у вас виникає гістерезис, коли ви цього не бажаєте, як, наприклад, кермо на старшому транспортному засобі, від механічного зносу вам, можливо, доведеться повернути колесо на дюйм чи два ліворуч від центру, щоб колеса почали повертати ліворуч, а потім проїжджайте через мертве місце на сантиметр чи два праворуч від центру, щоб колеса повернути праворуч. ви можете розмахувати колесо між цими двома точками, і нічого не трапиться.
Ще не згадуваний момент щодо гістерезису: будь-яка схема з гістерезисом має певну можливість виявляти метастабільність або на висхідній, або на спадаючій грані (схеми можуть бути розроблені для усунення ймовірності метастабільності в одному напрямку за рахунок збільшення його в іншому) . Наприклад, якщо вхід призначений для високої комутації точно 2,10 вольт, а низький - точно 2,00 вольт, можна досить добре зрозуміти, що якщо вхід буде 2,15 вольт, він вважатиметься високим, поки він не опуститься нижче 2,00 вольт. Якщо, однак, вхід іде точно на 2,10 вольт, а потім знизиться до 2,05, можливо, зареєстроване значення може ніколи не підвищуватися, підніматися високо і залишатися високим, підніматись високим, а потім низьким, або навіть починати випадково високим і низьким до такого час, коли вхід перевищує 2,10 або нижче 2,00 вольт.
Існує безліч способів мінімізувати ризик переходу вхідних воріт у метастабільний стан, однак такої можливості не можна повністю уникнути. Можна було б мати тридержавний вихід з "чистим високим", "чистим низьким" та "невизначеним" станом, і гарантувати, що якщо "чистий високий" буде затверджено, "чистий низький" не можна було б стверджувати, якщо вхід не впаде нижче 2,0 вольт, і якщо б було затверджено "чистий низький", "чистий високий" не можна було встановити, поки вхід не піднявся вище 2,10 вольт. На жаль, не було б способу запобігти коливання між «чистим високим» та «невизначеним», або між «чистим низьким» та «невизначеним». Можна спробувати зафіксувати сигнали "чистий високий" та "чистий низький", але є "