COMPARATOARE DE TENSIUNE
1. Scopul lucr`rii const` [n studierea propriet`\ilor circuitelor comparatoare de tensiune realizate cu tranzistoare sau cu circuite integrate ]i utilizate ca discriminatoare de nivel sau ca circuite de formare.
2. Circuitul basculant Schmitt (trigger Schmitt) este un circuit basculant de tipul bistabil asimetric cu cuplaj prin emitoare la care st`rile stabile sunt dependente de valoarea tensiunii de intrare. Schema de principiu este desenat` [n fig. 21.1, iar [n fig. 21.2 sunt reprezentate formele de und` la intrare ]i la ie]ire, tensiunea de intrare av@nd o evolu\ie oarecare [n timp.
Fig. 21.1 Fig. 21.2 Fig. 21.3
Caracteristica de transfer a circuitului este reprezentat` [nfig. 21.3. Se observ` c`, pentru o tensiune de intrare de valoare mic`, tranzistorul T2 este [n conduc\ie (eventual la satura\ie) ceea ce provoac` blocarea tranzistorului T1 (tensiunea de pe emitorul s`u este mai mare dec@t tensiunea de pe baza sa). La cre]terea 
tensiunii de intrare, dup` atingerea tensiunii de prag, VpH, tranzistorul T1 se deschide ]i, [n urma proceselor [n avalan]`, declan]ate de reac\ia pozitiv` din circuit, activ` c@nd ambele tranzistoare sunt [n regiunea activ` normal`, starea circuitului se schimb`, tranzistorul T2 fiind blocat ]i tranzistorul T2 [n conduc\ie (eventual la satura\ie). La sc`derea tensiunii de intrare, dup` atingerea noii valori a pragului, VpL, stabilit de circuitul corespunz`tor tranzistorului T1, circuitul revine [n starea ini\ial`, cu tranzistorul T2 [n conduc\ie ]i cu tranzistorul T1 blocat.
Se constat` existen\a unui histerezis [n caracteristica de transfer a circuitului, determinat de prezen\a reac\iei pozitive, care permite func\ionarea circuitului ca circuit basculant.
Tensiunile de prag depind de st`rile tranzistoarelor T1, respectiv T2, atunci c@nd conduc. Astfel, pentru tranzistorul T2 saturat, adic` dac` este [ndeplinit` condi\ia aproximativ`:
(21.1)
se ob\ine pragul superior sub forma:
(21.2)
iar pentru tranzistorul T2 func\ion@nd [n regiunea activ` normal`, se ob\ine, pentru aceea]i m`rime, rela\ia:
(21.3)
Pragul inferior este dat de rela\ia:
(21.4)
{n aceste rela\ii, s-au folosit nota\iile:
(21.5)
(1 ]i (2 sunt factorii de curent [n conexiunea baz` comun`, iar (1 ]i (2, factorii de curent [n conexiunea emitor comun:
; ; ;
; .
M`rimea histerezisului va fi:
(VH = VpH - VpL (21.5)
{n cazul [n care tranzistoarele func\ioneaz` [n regiunea activ` normal`, viteza de comutare dintr-o stare [n alta este mai mare (nu apar timpi de stocare) iar [n cazul [n care tranzistoarele func\ioneaz` [n satura\ie, se ob\ine o stabilitate mai bun` la perturba\ii ]i o utilizare mai bun` a tensiunii de alimentare.
Fig. 21.4
3. Pentru caracterizarea complet` a circuitului basculant Schmitt, se folose]te caracteristica de intrare reprezentat` [nfig. 21.4. {n cazul [n care tranzistoarele func\ioneaz` ]i [n satura\ie, se ob\ine o caracteristic` de intrare ce poate fi aproximat` prin cinci segmente de dreapt`. Se remarc` existen\a unei zone de rezisten\` negativ` (c@nd ambele tranzistoare sunt [n regiunea activ` normal` ]i se [nchide bucla de reac\ie pozitiv`), a c`rei valoare se poate calcula cu rela\ia:
(21.6)
Caracteristica de intrare a circuitului se poate ridica numai prin m`surarea tensiunii de intrare ce se ob\ine la aplicarea unui curent de intrare; acest curent se poate ob\ine fie prin [nserierea cugeneratorul de tensiune reglabil` a unei rezisten\e care s` fie maimare dec@t valoarea absolut` a rezisten\elor negative, fie prin aplicarea unui generator de curent reglabil.
4. Modificarea pragurilor de basculare (]i deci ]i a histerezisului circuitului) se poate face prin modificarea oric`ror elemente ce intr` [n rela\iile de calcul ale acestora. C@nd tranzistoarele func\ioneaz` [n satura\ie, se pot introduce rezisten\e [n serie cu emitoarele tranzistoarelor care vor conta numai c@nd tranzistoarele respective sunt [n conduc\ie. {n fig. 20.5, cu rezisten\a Re1 se modific` pragul VpL iar cu rezisten\a Re2 dinfig. 21.6, se regleaz` pragul VpH. Ambele praguri pot fi modificate simultan, cu p`strarea histerezisului, prin introducerea unei tensiuni de decalare [n baza tranzistorului T1 cu un divizor de tensiune, ca [n fig. 21.7; [n acest caz, caracteristica de intrare se va deplasa spre st@nga cu valoarea aproximativ` Vcc(Rb2/(Rb1+Rb2), ceea ce [nseamn` ]i modificarea pragurilor cu aceea]i m`rime. Acest circuit poate s` func\ioneze ca formator de impulsuri sau ca detector de nivel numai cuplat prin capacitate cu sursa de semnal (pentru ca rezisten\a int...