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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 | 2020-8-5 10:29 | 显示全部楼层 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览
eyuge2 发表于 2020-8-5 10:11
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这是我测量的电路


本页61楼,人家总结的挺好---有时候你看到的并非真相,很有可能是假象。

伽利略的自由落体实验,相比较于人们几千年来观察到的现象--重物比轻物下落速度快,就是证明。


就本贴内容而言,你要用仿真器直接扫描,也能观察到类似的曲线。


这里就是仿真以及测量方法错了导致的。


要想看到真实的曲线,要用下面的电路,加一个辅助运放。





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不奇怪 2020-8-6 16:09 回复TA
其实,这个电路的工作原理,你并不懂。 
不奇怪 2020-8-6 11:47 回复TA
你这个不过是外部负反馈强行把触发器的状态稳定在“不稳定点”,跟倒立摆、独轮车工作原理一样。 
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xukun977|  楼主 | 2020-8-5 11:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2020-8-5 11:43 编辑

实际上不用测试了,直接仿真,结果和实测差不多的。














注意右下角示波器上,显示的是个z









请注意:要想看到干净的曲线,信号源频率不能太高,一般最高100Hz左右,太高了曲线老复杂了:











关于为何要加辅助电路???

凡是学过点《数值分析》的应该知道,只要SPICE使用迭代算法,它就一定不能测量出Z曲线,因为Z曲线中间一段,使用迭代算法就迭代到其它两段线上去了。
具体原因自己搜索牛顿迭代算法原理。















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eyuge2 2020-8-5 11:34 回复TA
不错,再看看。另外能否告知 那本伯克利教材的名称及作者是谁?多谢! 
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xukun977|  楼主 | 2020-8-6 11:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2020-8-6 11:01 编辑
eyuge2 发表于 2020-8-5 10:11
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这是我测量的电路


降低频率,例如0.1Hz甚至更低,看看结果是不是两条横线,如下图红线所示。







高频是闭合的,低频是不连续离散的,是不是再次证明迟滞特性是动态特征,而非静态特征。



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xukun977|  楼主 | 2020-8-6 13:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2020-8-6 13:45 编辑


示波器没调好,时间scale向左宁,时间长了就稳定了。


普源这个黑色的背景,看着非常不舒服。

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不奇怪 2020-8-6 15:59 回复TA
哈哈 
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xukun977|  楼主 | 2020-8-6 18:53 | 显示全部楼层
eyuge2 发表于 2020-8-6 18:16
扯示波器就跑题了。
65楼电路图,比较器加了负反馈电路,与 通常的回滞比较器电路不一样。传输特性曲线也不 ...



你仔细领会人家的设计意图吧,简单地说,是在施密特触发器的传递特征曲线上,加个斜率为-1的直线。




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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 09:36 | 显示全部楼层
eyuge2 发表于 2020-8-6 21:59
先不关注是不是-1,斜线是可以做到。目的是什么呢?

证明传统的回滞线是错的?



我晕,我以为点一下就透了,如果模电学的还行的话。


举个最简单的例子,三极管输出特性曲线叠加负载线:






按照你的意思,这个红线会改变三极管输出特性曲线???



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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 11:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2020-8-7 11:15 编辑
eyuge2 发表于 2020-8-7 10:14
哈哈,没有这样说。

运放本身传输特性曲线就分为线性区域和非线性区域。



正是因为一般人理解不了,所以人家才评价这个电路方案,叫lelegant
随便来个人,扫一眼就懂了,叫老土。






如果让自然观察不到的东西现原形,这种方法最好能理解后**。


所以你现在要做的事,是仔细体会理解,而不是一根筋的【纠错】,难以自拔。

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manbo789 2020-8-7 11:54 回复TA
这个电路是“照妖镜”, 
eyuge2 2020-8-7 11:50 回复TA
默默走开 
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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 12:15 | 显示全部楼层
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 | 显示全部楼层
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 | 显示全部楼层


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 | 显示全部楼层
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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xukun977|  楼主 | 2020-8-7 16:07 | 显示全部楼层
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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xukun977|  楼主 | 2020-8-11 19:31 | 显示全部楼层

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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