Schaltungstechnik

4.5 OP-Verstärkeranwendungen 255
Im folgenden Experiment lässt sich das Verhalten der virtuellen Induktivität näher
untersuchen. Das Ergebnis der Testschaltung ist in Bild 4.5-23 dargestellt.
Experiment 4.5-11: LVirtuell
4.5.9 Schmitt-Trigger
Der Schmitt-Trigger ist ein mitgekoppelter Verstärker. Er arbeitet nicht als Linearverstärker,
vielmehr nimmt die Ausgangsspannung entweder die durch die Versorgungsspannung
vorgegebene positive Aussteuergrenze U2,max oder die negative
Aussteuergrenze U2,min an. Damit kann ein analoges Signal digitalisiert werden.
Schmitt-Trigger erzeugen ein Rechtecksignal mit möglichst steiler Flanke ausgehend
von einer Schaltschwelle. Die Schaltschwelle bei positiver Spannungsänderung
unterscheidet sich von der in umgekehrter Richtung (Hysterese). Wesentlich
ist, dass hier der Verstärker als mitgekoppelter Verstärker arbeitet und nicht wie
bisher als Linearverstärker. Die Rückkopplung wird deshalb an den (+) Eingang
zurückgeführt. Die Schaltschwelle lässt sich mittels einer Referenzspannung URef und der Beschaltung mit R1 und R2 einstellen. Die Ausgangsspannung ist durch
die maximale Ausgangsspannung U2,max bzw. durch die minimale Ausgangsspannung
U2,min des Verstärkers gegeben.
u 1
Bild 4.5-24: Nichtinvertierender Schmitt-Trigger
Zur Bestimmung der Schaltschwelle wird zunächst angenommen, dass die Ausgangsspannung
den Wert U2,max aufweist. Der Umschaltpunkt U1,aus ergibt sich
dann, wenn am (+) Eingang des Verstärkers die Spannung URef anliegt.
R1 U2max – U1 aus
------------------ + U
R1 + R 1 aus = URef ;
2
R1 R1 + R2 U1 aus
=
– U2max
----- + U
R Ref ------------------ ;
2 R2 Im Weiteren wird angenommen, dass die Ausgangsspannung bei U 2,min liegt. In
diesem Fall erhält man den Umschaltpunkt U 1,ein wiederum unter der Bedingung,
dass aufgrund der Eingangsspannung am (+) Eingang des Verstärkers die Span-
u 2
(4.5-7)