“입력 히스테리시스”란 무엇입니까?
답변:
2.5V에서 로우에서 하이로의 전환을 감지한다고 가정 해 봅시다. 100mV 히스테리시스는 로우에서 하이로의 전환이 2.55V에서 감지되고 하이에서 로우로의 전환이 100에서 2.45V에서 감지됨을 의미합니다. mV 차이.
예를 들어, 입력 신호에 약간의 노이즈가 포함 된 경우 히스테리시스를 사용하여 몇 가지 빠르게 연속되는 변경을 방지 할 수 있습니다. 노이즈는 원하지 않는 2.5V의 임계 값을 두 번 이상 초과하는 것을 의미 할 수 있습니다.
100mV 히스테리시스는 100mV 미만의 노이즈 레벨이 임계 값 통과에 영향을 미치지 않음을 의미합니다. 적용되는 임계 값은 낮은 값에서 높은 값으로 (높은 임계 값) 또는 높은 값에서 낮은 값으로 (낮은 임계 값) 여부에 따라 다릅니다.
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히스테리시스를 설명하는 또 다른 방법 은 일반적인 루프와 함께 전달 함수 를 사용하는 것입니다.
참고 : 히스테리시스는 노이즈 내성을 높이는 것 이외의 다른 목적으로도 사용할 수 있습니다. 아래의 인버터에는 히스테리시스 입력이 있습니다 ( 인버터 내부의 기호로 표시된 슈미트 트리거 ). 이 간단한 회로만으로 오실레이터 를 만들 수 있습니다.
작동 방식은 다음과 같습니다. 전원을 켜면 커패시터의 전압이 0이므로 출력이 높습니다 (인버터입니다). 높은 출력 전압은 R을 통해 커패시터를 충전하기 시작합니다. 커패시터 위의 전압이 더 높은 임계 값에 도달하면 인버터는이를 높은 전압으로 인식하고 출력은 낮아집니다. 커패시터는 이제 더 낮은 임계 값에 도달 할 때까지 R을 통해 저출력으로 방전됩니다. 인버터는이를 다시 저전압으로보고 출력을 높게하여 커패시터가 다시 충전되기 시작하고 모든 것이 반복됩니다.
주파수는 방정식에 주어진 커패시터와 저항 값에 의해 결정됩니다. 일반 HCMOS ( HC) 의 주파수 와 TTL 호환 (HCT)은 임계 값 수준이 두 부분에서 다르기 때문입니다.
다른 두 가지 답변은 불연속 트리거가있는 특정 경우 히스테리시스가 무엇을 의미하는지에 대한 예를 제공하지만 히스테리시스는 연속 영역에서 더 일반적인 의미를 갖습니다.
하나의 "방향"으로 취해진 측정치가 다른 "방향"으로 취해진 "동일한 것"의 측정치와 반드시 동일 할 필요는 없을 때 시스템은 히스테리시스를 나타낸다고한다.
예를 들어, 0에서 9까지의 표시가있는 전위차계가 있다고 가정하십시오. 전위차계는 시계 방향으로 "5"로 돌리면 실제 저항은 5.1kΩ이고 시계 반대 방향으로 실제 저항은 4.9kΩ입니다. 개별 예와 달리 노브를 "4"로 돌리면 동일한 효과가 나타날 수 있습니다. 또는 효과는 "4"에서 반대 일 수 있습니다!
1 차원 사건입니다. 예를 들어, 거의 직교하는 두 방향으로 스트레치 또는 스트레인을 감지 할 수있는 재료로 구성된 센서의 경우 2 차원 히스테리시스를 상상할 수 있습니다.
이것은 접선 적으로 관련되어 있지만 IC가 입력 히스테리시스를 제공 할 수있는 메커니즘입니다. 일부 칩 입력에는 "핀 키퍼"회로가 있습니다. 상태를 유지하는 데 도움이되는 핀에서 약한 포지티브 피드백을 생성합니다. 그러나 히스테리시스 범위는 입력 임피던스에 따라 다릅니다. 핀 키퍼에 임피던스가없는 신호를 제공하면 히스테리시스가없고 피드백 저항보다 높은 임피던스의 신호를 제공하면 상태를 전혀 변경할 수 없습니다.
Atmel CPLD 데이터 시트 에서 채택
야간 조명 홀 조명 중 하나를 가지고 있다면 조명 센서가있는 벽면 소켓에 꽂아보십시오. 어두워지면 조명이 켜지지 만 자체 조명으로 조명이 꺼지면 어두워집니다. 불이 켜졌습니다. 그러나 너무 빨라서 깜박 거릴 수 있으며 일부 사람들에게는 두통을 유발할 수 있습니다.
이제 집안의 디지털 서모 스탯에 대해 생각해보십시오. 에어컨 통풍구와 나란히 배치되어 있다고 상상해보십시오. 72 도와 같은 온도로 설정했습니다. 73을 읽으면 A / C가 켜지지 만 A / C가 켜지 자마자 다시 72 범위로 냉각되어 꺼집니다. 광 센서 야간 조명만큼 빠르지는 않지만 훌륭한 디자인은 아닙니다. 대신에 당신이 보게 될 것은 72에서 73으로 스위치를 켜면 A / C가 작동하지만 72로 떨어졌다가 72로 떨어질 때까지 꺼지지 않을 것입니다. 따뜻한 공기가 잘 배치되면 차가운 공기가 자동 온도 조절기에 도달하여 A / C가 꺼질 때까지 집안을 통과해야합니다. 빠른 켜기 및 끄기 대신 켜기, 끄기, 켜기주기는 30 분 이상이 될 수 있습니다. 훨씬 더 효율적입니다. 이 경우 히스테리시스가 전체 정도이고, 스위치 온 온도는 72와 73도 사이의 경계에 있고 스위치 오프 온도는 72와 71도 사이의 경계에 있습니다.
설계 상 히스테리시스를 원하고 스위치 온은 한 레벨에 있고 스위치는 다른 레벨에있는 여러 가지 문제가 있습니다. 특히 단일 스위치 포인트에 대한 일종의 진동을 피하기 위해.
오래된 차량의 조향처럼 기계적인 마모로 인해 휠이 왼쪽으로 회전하기 시작하기 위해 휠을 중앙에서 왼쪽으로 1 ~ 2 인치 돌려야 할 때 히스테리시스가 발생하는 경우가 있습니다. 바퀴가 오른쪽으로 회전하도록 중앙 오른쪽으로 1 인치 또는 2 인치 떨어진 지점을 통과하십시오. 이 두 지점 사이에서 휠을 흔들면 아무 일도 일어나지 않습니다.
히스테리시스에 대해 아직 언급되지 않은 한 가지 포인트 : 히스테리시스가있는 회로는 상승 또는 하강 에지에서 전이성이 나타날 가능성이 있습니다 (회로는 한 쪽에서 전이 가능성을 제거하고 다른 쪽에서는 증가시킬 수 있음). . 예를 들어, 입력이 정확하게 2.10V에서 높고 정확하게 2.00V에서 낮게 스위칭되도록 설계된 경우 입력이 2.15V가되면 2.00V 아래로 떨어질 때까지 입력이 높은 것으로 간주 될 수 있습니다. 그러나 입력이 정확히 2.10V로 내려간 다음 2.05로 내려 가면 등록 된 값이 절대로 높아지거나 높아지고 높거나 낮게 유지되거나 높거나 낮게 유지 될 수 있으며, 그런 다음까지는 임의로 높고 낮게 시작될 수 있습니다. 입력이 2.10 이상 또는 2.00V 미만이되는 시간.
입력 게이트가 준 안정 상태가 될 위험을 최소화하는 다양한 방법이 있지만 가능성을 완전히 피할 수는 없습니다. "깨끗한 높음", "깨끗한 낮음"및 "불확실한"상태의 3 상태 출력을 가질 수 있으며, "깨끗한 높음"이 선언 된 경우 입력이 2.0 미만으로 떨어지지 않으면 "깨끗한 낮음"이 표시 될 수 없습니다. "clean low"가 표명 된 경우, 입력이 2.10V 이상으로 상승 할 때까지 "clean high"가 표명 될 수 없었습니다. 불행하게도, "클린 하이"와 "불확실한"사이, 또는 "클린 로우"와 "불확실한"사이의 진동을 막을 방법이 없습니다. "클린 하이"및 "클린 로우"신호를 래치하려고 시도 할 수 있지만