“girdi histerezisi” nedir?
Yanıtlar:
Diyelim ki 2.5 V'da bir alçaktan yükseğe geçiş tespit edersiniz. 100 mV'lik bir histerezis, alçaktan yükseğe geçişin 2,55 V'de ve çok yükseğe alçak geçişin 2,45 V, 100'de tespit edildiği anlamına gelir. mV farkı.
Histerezis, örneğin giriş sinyali bir miktar parazit içeriyorsa, birbirini izleyen birkaç değişikliği önlemek için kullanılır. Gürültü, istemediğiniz 2,5 V eşiğini bir kereden fazla geçtiğiniz anlamına gelebilir.
100 mV histerezis, 100 mV'nin altındaki gürültü seviyelerinin eşik geçişini etkilemeyeceği anlamına gelir. Hangi eşik geçerlidir, düşükten yükseğe (o zaman daha yüksek eşiktir) veya yüksekten alçağa (daha düşüktür) gitmenize bağlıdır.
değiştir
Histereziyi göstermenin başka bir yolu , tipik döngü ile onun transfer fonksiyonu ile:
Not: histerezis, gürültü bağışıklığını arttırmaktan başka amaçlarla da kullanılabilir. Aşağıdaki eviricinin bir histerezis girişi vardır (bu , eviricinin içindeki sembolle gösterilen bir Schmitt tetikleyicisi yapar ). Bu basit devre, bir osilatör yapmak için ihtiyacınız olan tek şeydir .
İşte böyle. Açıldığında kapasitörün voltajı sıfırdır, bu nedenle çıkış yüksektir (bu bir invertördür!). Yüksek çıkış voltajı kapasitörü R üzerinden şarj etmeye başlar. Kapasitör üzerindeki voltaj daha yüksek eşiğe ulaştığında sürücü bunu yüksek voltaj olarak görür ve çıkış düşük olur. Kondansatör şimdi alt eşik değere ulaşılana kadar R üzerinden düşük çıkışa deşarj olacaktır. İnvertör daha sonra bunu düşük bir voltaj olarak görecek ve çıkışı yüksek hale getirecektir, böylece kapasitör tekrar şarj olmaya başlar ve her şey tekrar eder.
Frekans, denklemlerde verilen kapasitörün ve direncin değeri ile belirlenir. Normal HCMOS ( HC) ve TTL uyumlu (HCT) eşik seviyelerinin her iki parça için de farklı olmasıdır.
Diğer iki cevap, ayrı bir tetikleyicinin olduğu belirli bir durumda histerezinin ne anlama geldiğinin bir örneğini verir, ancak histerezisin sürekli alanda daha genel bir anlamı vardır, bu:
Bir sistemin, bir "yönde" alınan ölçümlerin, diğer "yönde" alınan "aynı şeyin" ölçümlerine eşit olmaması durumunda, histerezis sergilediği söylenir.
Örneğin, 0 ila 9 arasında işaretlere sahip bir potansiyometreniz olduğunu düşünün. Potansiyometrenin saat yönünde "5" e döndüğünde gerçek direnç 5.1kΩ iken "5" değerine sahipse histerezis gösterdiği söylenebilir. saat yönünün tersine, gerçek direnç 4.9kΩ idi. Ayrık örnekten farklı olarak, düğme "4" e çevrildiğinde aynı etki mevcut olabilir. Veya etkisi "4" de tersi olabilir!
Bu 1-dimensonal bir durum. Örneğin, neredeyse dik iki doğrultuda gerilme veya gerilme algılayabilen bir malzeme tabakasından oluşan bir sensör durumunda 2 boyutlu histerezis düşünebilirsiniz.
Bir devredeki histerezis, belirli bir seviyenin üzerindeki bir giriş bir çıkışı tetiklediğinde ortaya çıkar, ancak giriş daha düşük bir seviyeye ulaşana kadar çıkış sıfırlanmaz. Bu değerler arasında bir girdi olduğunda, çıktı aynı kalır (yüksek veya düşük). İki giriş değeri arasındaki fark histerezistir. Genellikle olumlu geri beslemeli devrelerde ortaya çıkar. Histerezisli bir devre örneği bir Schmitt tetikleyicisidir.
Bu teğetsel olarak ilişkilidir, ancak IC'lerin girdi histerezisini sağlayabildiği bir mekanizmadır; bazı çip girişleri "pin keeper" devrelerine sahiptir. Durumun korunmasına yardımcı olan pimden zayıf bir olumlu geri bildirim oluştururlar. Ancak, histerezis aralığı giriş empedansına bağlı olarak değişir. Pin-tutucuya empedanssız bir sinyal sağlamak histerezise sahip olmazken, geri besleme direncinden daha yüksek empedanslı bir sinyal vermek durumu hiç değiştiremediği anlamına gelir.
Atmel CPLD veri sayfasından uyarlanmıştır
Işık sensörüne sahip bir duvar prizine taktığınız o gece salonu ışık şeylerinden birine sahipseniz, karanlık olduğunda ışığı açar, ancak kendi ışığı ışığı kapatır, sonra karanlıktır ve döner Işık yanıyor. Ama o kadar hızlı ki sadece titriyor, bazı insanlar için baş ağrısına neden olabilir.
Şimdi eviniz için bir dijital termostat düşünün. Bir klima havalandırma deliğine uygun şekilde yerleştirilip yerleştirilmediğini düşünün. 72 derece gibi bir sıcaklık ayarladınız. 73 okuduğunda A / C'yi açtığını, ancak A / C açıldığında 72 aralığa geri koyduğunu ve kapattığını hayal edin. Işık sensörü gece lambası kadar hızlı değil, harika bir tasarım değil. Bunun yerine göreceğiniz şey iyi yerleştirilmiş veya en azından daha iyi yerleştirilmiş bir termostattır, 72'den 73'e geçtiğinde A / C'yi çalıştırır, ancak 72'ye düşene kadar 72'den 71'in altına düşene kadar kapatmaz. İyi yerleştirilmiş ılık hava kütlesi, soğuk hava kütlesi termostatı A / C'yi kapattığı noktaya ulaşıncaya kadar evin içinden itmek zorundadır. Hızlı açık ve kapalı yerine, açık, kapalı, açık döngüsü yarım saat veya daha fazla olabilir. Çok daha verimli. Bu durumda histerezis bir derecedir, açma sıcaklığı 72-73 derece arasında ve kapatma sıcaklığı 72-71 derece arasındadır.
Tasarım gereği histerezis yapmak isteyen, açmanın bir seviyede ve başka bir seviyede kapatılan bir takım problemler vardır. Özellikle tek bir anahtar noktası hakkında bir tür salınımdan kaçınmak için.
Bazen, eski bir araçtaki direksiyon gibi, mekanik olarak aşınmadan, tekerleklerin sola dönmeye başlaması için tekerleği merkezden bir veya iki inç döndürmek zorunda kalmanız gerekmediğinde, histerezis ile sonuçlanırsınız. tekerleklerin sağa dönmesini sağlamak için merkezin sağındaki bir veya iki inç ölü noktadan geçin. tekerleği bu iki nokta arasında hareket ettirebilir ve hiçbir şey olmaz.
Histerezis hakkında henüz bahsedilmeyen bir nokta: histerezisli herhangi bir devrenin, yükselen veya düşen kenarda metastabilite sergileme olasılığı vardır (devreler, bir yönde metastabilite olasılığını ortadan kaldırmak pahasına, diğerinde artırma pahasına tasarlanabilir) . Örneğin, bir giriş hassas 2.10 voltta yüksek ve hassas 2.00 voltta düşük anahtarlamak için tasarlanmışsa, giriş 2.15 volt'a giderse, 2.00 voltun altına düşene kadar yüksek kabul edilebileceği oldukça iyi anlaşılabilir. Bununla birlikte, giriş tam olarak 2,10 volt'a ve sonra 2,05'e düşerse, kayıtlı değerin asla yükselmemesi, yüksek gitmemesi, yüksek kalmaması, yüksek gitmesi ve sonra alçalması veya hatta rastgele yüksek ve alçak gitmesi mümkündür. giriş 2.10 veya 2.00 volt'un altına düştüğünde.
Giriş kapısının yarıiletken duruma geçme riskini en aza indirmenin çeşitli yolları vardır, ancak bu olasılıktan tamamen kaçınılamaz. Biri "temiz yüksek", "temiz düşük" ve "belirsiz" durumları olan üç durumlu bir çıktıya sahip olabilir ve "temiz yüksek" iddia edilirse, giriş 2.0'ın altına düşmedikçe "temiz düşük" ifadesinin uygulanamayacağını garanti eder ve benzer şekilde "temiz düşük" belirtilmişse, giriş 2.10 voltun üzerine çıkıncaya kadar "temiz yüksek" iddiası yapılamaz. Ne yazık ki, "temiz yüksek" ve "belirsiz" arasında veya "temiz düşük" ve "belirsiz" arasında salınımı önlemenin bir yolu yoktur. Biri "temiz yüksek" ve "temiz düşük" sinyallerini kilitlemeye çalışabilir, ama orada '