Was ist die Hysterse beim Schmitt-Trigger?

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4 Antworten

Die Hysterese ist der Unterschied zwischen den beiden Schaltschwellen des Schmitt-Triggers.

Die Hysterese bewirkt, dass das Ausgangssignal bei leichten Schwankungen des Eingangssignales um den "Mittenwert" nicht andauernd zwischen den beiden Zuständen hin- und herschaltet.

Ein Knackfrosch hat übrigens ebenfalls eine Hysterese. Dort kann man das Prinzip gut erkennen.

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Die Hysterese ist das, was den Schmidt Trigger überhaupt vom normalen Trigger unterscheidet.

Ein trigger reagiert auf ein bestimmtes Ereignis, in der Elektrotechnik kann das nur eine Spannung oder einen Strom sein. Dazu gibt es eine definierte Schaltschwelle. Bei CMOS TTL-Gattern liegt die bei knapp über 0,7V, bei gewöhnlichen TTL-Gattern irgendwo zwischen 1V und 4V, wo ist absolut Zufällig.

Interessiert einen nur HIGH und LOW, dann kann man normale Gatter nehmen, aber nur solange schnell zwischen HIGH und LOW geschaltet wird. Das ist bei Digitalausgängen immer der Fall, Eingänge und Ausgänge kann man also problemlos verbinden.

Schlimm wird es wenn man auf analoge Signale schalten will, also immer dann wenn das analogsignal einen bestimmten Pegel erreicht hat. Den das Analogsignal kann genau auf dem Schaltpunkt sitzen und sich schne<ll oder langsam über den Schaltpunkt hin- und herbewegen.

Bei einer Heizung die z.B. so eingerichtet ist, dass bei exakt 20°C abgeschaltet wird passiert dann folgendes, Raumtemperatur wird 19,99°C, Heizung schaltet ein und ein paar Sekunden später ist die Temperatur 20°C, Heizung schaltet ab und es dauert nicht lange bis wieder 19,99°C da sind. Bei einer elektroheizung mit Solid-State Relais nicht so schlimm, aber eine Gasheizung würde ständig zünden und abschalten, das wäre sehr gefährlich da Ventil und Zündeinrichtung schnell verschleißen. Hier nimmt man dann eine Hysterese, also ein bei <19°C, aus bei >21°C, im Mittel hat man dann 20°C und die Heizung schaltet viel seltener.

Noch schlimmer sind störungen durch Netzbrumm oder Funkwellen. Liegt der Meßwert genau auf dem Schaltpunkt, wird der durch Netzbrumm 100x pro Sekunde durchfahren und durch Funkwellen tausende bis Mullionen mal pro Sekunde. Dadurch wird wie verrückt geschaltet was nicht gut ist, eine E-Heitung würde dann so schnell ein- und ausgeschaltet, dass die selber extreme EMV STörungen verursacht, ja sogar sich selber zum ständigen schalten animieren kann. Mit der Hysterese kann man das wirkungsvoll verhindern.

Und genau das macht der Schmidt Trigger, der blendet STörungen und leichte Schwankungen des Eingangssignals aus.

Heutzutage braucht man den übrigens nicht mehr so oft da man ja keine "TTL Friedhöfe" mehr baut sondern Mikrocontroller einsetzt. Der macht das dann per Software. Eine gängige Art ist wenn der merkt das er einschalten soll, macht der das sofort und schaltet erst wieder ab wenn der eine Weile kein Eingangssignal mehr hatte. Wie beim Treppenhausautomat, auch wenn da einer am Knopf wild rumdrückt, das Licht bleibt lückenlos an bis man aufhört. Die andere Art ist zu messen ob öfter an oder öfter aus anliegt und dementsprechend reagieren, das schaltet dann zügiger ein oder aus, ist aber aufwändiger durch die ganzen Mittelwertbildungen.

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Das ist der Abstand zwischen der oberen und der unteren Schaltschwelle.

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Hier

http://www.krucker.ch/diversedok/schmitt%20trigger.pdf

ist eine Info. Mehr findest du bei Wikipedia bzw im übrigen www

(Dass du Hysterse geschrieben hast, war wahrscheinlich ein Flüchtigkeitsfehler, oder?)

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Kommentar von Kh1r00
30.10.2012, 20:57

Erstmal danke für den Link :))

Ja, wenn ich zu schnell schreibe, passiert mir das immer :D Sollte natürlich Hysterese heißen !

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