「シュミットトリガ」の版間の差分

しきい値→閾値
(+→非反転入力、-→反転入力)
(しきい値→閾値)
== 概説 ==
[[画像:Smitt hysteresis graph.svg|thumb|200px|入力Uに対する出力の比較。Aは単純なコンパレータ出力、Bはシュミットトリガの出力]]
入力信号に対する[[しきい値|閾値]]を2つ持ち、入力信号の電位が高いしきい値を超えたときに論理Hの電位を出力し、逆に入力信号の電位が低い閾値を下回ったときに論理Lの電位を出力する。入力信号が低いしきい値と高い閾値の間にあるときは直前の出力電位を保持する。入力信号が高低のしきい値を超えることをきっかけとして出力が切り替わることから「トリガ」と呼ばれる。
 
この2つのしきい値による動作は[[ヒステリシス]]と呼ばれるが、一般にヒステリシスは状態の記憶にあたるので、シュミットトリガは[[メモリ|記憶装置]]の一種であると考えることができる。
電子回路におけるシュミットトリガの最大の役割は、入力信号の揺らぎ([[ノイズ|雑音]])を除去することにある。しきい値が1つだけの回路では、入力信号がしきい値付近で揺らぐと出力が高速に変動する(雑音が増幅される)。シュミットトリガでは1つの閾値を跨いだ瞬間にもう1つの閾値が適用されることになるため、入力が少々揺らいだ程度では出力が変化しない。
 
[[画像:Schmitt trigger symbol.svg|left|80px]]電子回路図では左の記号が用いられる。三角の記号はバッファ緩衝器(信号増幅器)を表し、中の記号がヒステリシスを持つことを示している。単独の回路素子として用いられるのではなく、他の回路の入力部分がシュミットトリガになっている場合には、その入力信号線の所に小さくヒステリシス記号を描いて示すこともある。
 
== 発明 ==
シュミットトリガ回路は、[[比較器]]([[オペアンプ|演算増幅器]])に正帰還をかけることで実現できる。
 
コンパレータ比較器は非反転入力(+)と反転入力(-)の電位差を大きく増幅して飽和させたものを出力する。すなわち、+入力が-入力よりも高い電位にあるとき高電位が出力され、+入力が-入力以下の電位であるときには低電位が出力される。
 
この出力を抵抗R<sub>2</sub>で非反転入力に帰還する。出力が高電位(V<sub>S</sub>)のときには、非反転入力にはV<sub>S</sub>と入力電圧V<sub>in</sub>の差をR<sub>2</sub>とR<sub>1</sub>で分圧した電圧が入力されることとなる。この電位が-入力である接地電位(0V)を下回るまでの間は出力はV<sub>S</sub>のままであるが、この境界となる電圧は、
 
== 発振器としての利用 ==
シュミットトリガは、弛張型の[[発振回路]]として使うことができる。シュミットトリガの出力を論理反転し、抵抗と[[コンデンサ]]による信号遅延回路を通して自身の入力に接続すると、発振するのである。出力部にバッファ緩衝器用のトランジスタがついている都合で反転出力になっているシュミットトリガを用いる場合、出力と入力を1本の抵抗で結び、入力と接地線の間にコンデンサを1個入れるだけでよい。
 
[[標準ロジックIC]]ではパッケージングの都合などにより数個の反転シュミットトリガが1つのIC内に入っていることが多い(7414など)。このとき、本来のシュミットトリガとして使わない(余った)部分を流用し、たった2個の外付け部品だけで発振回路として使えるので、便利である。
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