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과학

슈미트 트리거

슈미트 트리거과학
영문명
Schmitt trigger
핵심 특성
서로 다른 두 전환 임계값
회로 원리
양의 피드백
관련 부품
전압 비교기
슈미트 트리거는 입력이 올라갈 때와 내려갈 때 서로 다른 임계값으로 상태를 전환하는 회로다. 두 임계값 사이에서는 앞선 상태를 유지하는 히스테리시스가 있다. 임계값 근처의 작은 흔들림 때문에 출력이 반복 전환되는 현상을 줄이는 데 사용한다.

현재 입력만으로 결정되지 않는다

임계값이 하나인 이상적인 비교기는 입력이 그 주변을 오갈 때마다 상태를 바꾼다. 슈미트 트리거는 이전 출력에 따라 다음 전환 기준이 달라진다. 따라서 같은 입력 전압에서도 앞서 어떤 경로로 도달했는지에 따라 출력이 다를 수 있다.

두 임계값의 예

비반전 동작의 가상 회로에서 상승 임계값을 2 V, 하강 임계값을 1 V로 정했다고 하자. 낮은 상태에서 입력이 1.5 V까지 올라가도 낮은 상태를 유지한다. 2 V를 넘어 높은 상태가 된 다음 다시 1.5 V로 내려오면 높은 상태를 유지한다. 1 V 아래로 내려가야 낮은 상태로 바뀐다.

작은 잡음에 덜 반응한다

앞의 회로에서 이미 높은 상태라면 입력이 1.5 V 부근에서 조금 흔들려도 하강 임계값을 넘지 않는 한 상태가 유지된다. 그러나 잡음이 임계값 간격을 가로지를 만큼 크면 전환이 다시 생길 수 있다. 모든 잡음을 제거하는 필터와 같은 기능은 아니다.

임계값의 간격을 선택한다

두 전환 임계값의 차이를 히스테리시스 폭으로 볼 수 있다. 예제의 폭은 1 V다. 폭을 넓히면 작은 흔들림에 대한 여유가 커지지만 실제로 감지하려는 입력 변화도 더 커야 한다. 비교기 회로에서는 양의 피드백으로 이런 특성을 만들 수 있으며 실제 임계값은 출력 전압과 부품 오차 등의 영향을 받는다.

관련 문서

전압 비교기 / 축차 비교형 ADC / 신호대잡음비 / 저역 통과 필터 / 아날로그 디지털 변환기