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从施密特触发器教学,看看国内模电教育落后西方20年!

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楼主: xukun977
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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 12:15 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览
本帖最后由 xukun977 于 2020-8-7 12:20 编辑


不管你去翻什么书,例如佛朗哥的《基于运算放大器。。。。》9.3节,还是清华大学上课视频,施密特触发器电路都说的非常简单,就是让学生记住这个迟滞回线就OK了,具体的工作机理根本就没说。





为何一般情况下扫不出来正确的曲线?
因为输入激励,不管是三角和正弦,在开始一段时间都是单调增加的,假设曲线从最左下角开始随着输入电压增加而增加,走到Z字横线的尽头,输入电压继续增加,那就完蛋了,理论上这个电压应该减小,才能走出正确的Z字曲线,所以要设计个电路,让它在需要转弯的时候,自动转弯。



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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 12:47 | 只看该作者
本帖最后由 xukun977 于 2020-8-7 13:06 编辑

这样讲,可能有人听不懂,再具体一点。


首先别说施密特触发器了,先说一说电阻的伏安特性是怎么来的???






不管用拿着方法,本质上都是加一个电压,测到一个电流,于是确定伏安平面上个点。
测了很多点,连点成线,近似得到了整个平面。


电阻是单端口器件的典型,拓展到双端口的情形,典型例子是三极管输出特性曲线,这个曲线是怎么扫出来的?








给个基极一个电流信号,然后扫描VCE,每个VCE对应一个IC,连点成线,就得到了某个IB下的输出特性曲线。



三极管的输出特性曲线是单调的,闭着眼乱扫VCE,怎么着都能扫出一条线,但是施密特的特征曲线不是单调的,乱扫就不行了。








怎样得到正确的曲线???

假设我想确定施密特触发器最中间那一点(然后连点成线),怎么得到呢???
(为了能看清楚了,这个点画的非常夸张,成个圆了。)




方法非常简单,加个过原点的负载线就行了,大二模电课说的可详细了,此处略去100字。









和测量一簇三极管的输出特性曲线方法雷同,我上下移动这条负载线,是不是得到了很多个相交点(就是工作点)????










把所有的这些点连起来,连点成线,不就得到了施密特触发器的正确的特性曲线。





那么如何设计电路,让这个负载能上下移动呢?

如下图所示,上下移动这个活,是由电压源U完成的,当U为零时,Vout=-Vin,此时得到坐标原点处的施密特曲线,对于其它U,得到其它地方的曲线。













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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 12:59 | 只看该作者


同志们想想,为和曲线斜率是负的?正的行不行?







如上图所示,正斜率会导致负载线和施密特触发器的曲线,有多个交点,这就不确定,没有唯一性了。


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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 15:28 | 只看该作者
本帖最后由 xukun977 于 2020-8-7 15:29 编辑
HWM 发表于 2020-8-2 19:51
下图才是本质性错误的:



这个楼层还说Z本质上错误的


真是翻脸比翻书还快,现在承认是存在的,理论就能得出了。











难怪有版主评论这个变色龙-----把不要Face技术发挥到了极致!!!


人一不要face,真是天下无敌!


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喵了个喵| | 2020-8-7 15:56 | 只看该作者
这个记得貌似是分析正反馈loopgain 条件下对传输特性的影响,施密特最早的论文就分析过了,不过是基于真空管。正反馈闭环增益G=A/(1-AB),当正反馈loopgain大于1时得到类似Z字形的传输曲线, loopgain回到1就是斜率为无穷大的垂直线。说白了在状态转换前,电路中间经历一个非稳态,运放跳出饱和区,增益是有限的,但是输入只要变化就会跳变到稳态。教科书不给Z字型,只直接给垂直等效跳变到稳态的特征曲线。大概如此吧?

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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 16:07 | 只看该作者
喵了个喵 发表于 2020-8-7 15:56
这个记得貌似是分析正反馈loopgain 条件下对传输特性的影响,施密特最早的论文就分析过了,不过是基于真空 ...



施密特的论文非常短,除了开头和结尾的文字,推导就这一段:











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喵了个喵| | 2020-8-7 16:26 | 只看该作者
xukun977 发表于 2020-8-7 16:07
施密特的论文非常短,除了开头和结尾的文字,推导就这一段:

我也是在某本书上看到提过这个事,没有直接去看施密特的论文。以前翻过详细介绍multivibrator的书提过这事情,多少有点印象而已,可能我说的不严谨哈哈。模电教科书对于诸如振荡器滤波器等专题之类的内容基本是介绍性提一下,国内外大多教科书都一般不会讲的,不小心已展开话题就多了。一本教科书篇幅就那么多,顾此就难免失彼。编教课书和搞电路设计一样都是trade-off的结果。

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eyuge2| | 2020-8-7 19:55 | 只看该作者
本帖最后由 eyuge2 于 2020-8-7 19:56 编辑

下狠手了




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eyuge2| | 2020-8-8 15:13 | 只看该作者
本帖最后由 eyuge2 于 2020-8-8 15:14 编辑
xukun977 发表于 2020-8-7 12:47
这样讲,可能有人听不懂,再具体一点。

首先谢谢你的回复。我没有支持某某大师,而反对某某大师的意思。只是单纯讨论问题。
你举例的时候,讲了三极管的输出特性曲线。
我们把IB固定,改变VCE的值,记录IC的值。

同样测施密特触发器的时候,应该在输入端加激励信号,测量记录输出信号。
激励可以调整,输出应该只能由施密特触发器电路本身决定,这是合理的。

现在将输入输出之间,加了另外电路,可以说是加另外的约束条件。
这样的测量合理吗?
如果这样测量合理,那92楼合理吗?(92楼是来搞笑的)

怎么才是合理的测量?








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xukun977|  楼主 | 2020-8-11 19:31 | 只看该作者

大师的这个回答,太太太太专业了






“请问什么叫运放的“静态”,什么叫运放的“动态”?”


相关静态和动态模型之前都给出过,可以参考一下。

“什么时候应该用“静态”,什么时候该用“动态”?”


严格意义上都需要使用动态分析,只是在一定前提下(譬如知晓负反馈稳定性)可以仅考虑静态。“虚短”“虚断”分析就是静态分析。

“真实的运放有“静态”吗?”


真实的运放肯定是动态的。

“什么原因使得我们有时候忽视“动态”而直接使用“静态”下得出来的特性?”


简化分析而已,但其必有前提条件。

“这一切用电路基础知识和模拟电路知识解释不了吗,需要更“高级”的概念才能解释?”


电路基础理论中包含一些相关基础知识。当然,要深入研究需要一些更全面系统的相关知识。



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