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Was ist ein Schmitt-Trigger? - Eine Erklärung

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Letztes Update am 22.10.2014, 14:18
Der Schmitt-Trigger ist eine Schaltung, die einen Spannungswechsel in ein Schaltsignal umwandelt.

Beim sogenannten Schmitt-Trigger handelt es sich um eine elektronische Schaltung, die ein sich änderndes Spannungssignal umwandelt in ein Schaltsignal. Erfunden wurde diese elektronische Schaltung vom deutschen Erfinder Otto Schmitt. Nach diesem wurde übrigens auch diese Schaltung benannt. Der Schmitt-Trigger kommt überall dort zum Einsatz, wo eine sich ändernde elektrische Spannung verwendet wird, um einen Schaltvorgang auszulösen. Bei einem bestimmten Spannungswert erfolgt eine Auslösung durch den Schmitt-Trigger.

Wichtige Hinweise

  • Der sogenannte Schmitt-Trigger wird auch als Schwellenwertschalter bezeichnet. Er löst sozusagen bei einem bestimmten Spannungswert aus, der entweder fest vorgegeben sein kann oder eingestellt wird, und verwandelt eine Spannungsänderung in ein Schaltsignal. Am besten kann man die Funktion des Schmitt-Triggers anhand eines Beispiels erklären.
  • Nehmen Sie einmal an, Sie haben eine Lampe, die sich bei Dunkelheit automatisch einschaltet und bei Helligkeit wieder ausschaltet. Diese Lampe besitzt einen Lichtsensor, der in der Regel aus einer Fotozelle besteht.
  • Diese Fotozelle arbeitet so, dass sie einen Widerstand besitzt, der sich abhängig vom einfallenden Licht ändert. An diesen Widerstand wird eine elektrische Spannung angelegt. Dadurch ändert sich auch die Spannung an der Fotozelle abhängig von der Helligkeit.
  • Je dunkler es nun wird, bist du mehr ändert sich die Spannung an der Fotozelle. Ab einem bestimmten Spannungswert wird nun ein Schaltvorgang ausgelöst, der die Lampe in der Dämmerung einschaltet.
  • Wird es nun wieder heller, so schaltet die Lampe irgendwann einmal wieder ab. Ein von der Helligkeit abhängiger Spannungswert an der Fotozelle wird also in ein Schaltsignal umgewandelt. Diese Aufgabe übernimmt der Schmitt-Trigger.
  • Natürlich gibt es noch zahlreiche weitere Anwendungen, in denen diese Schaltung zum Einsatz kommt. Die Arbeitsweise ist aber dennoch immer dieselbe.
  • Der Schmitt-Trigger besitzt im Übrigen auch zusätzlich eine sogenannte Schalthysterese. Dies bedeutet Folgendes: Der Spannungswert zum Einschalten der Lampe, um einmal bei unserem Beispiel zu bleiben, sowie der Spannungswert, bei dem die Lampe wieder ausschaltet, sobald eine bestimmte Helligkeit überschritten wird, liegen etwas auseinander.
  • Hier handelt es sich also um zwei verschiedene Spannungswerte. Die Einschaltspannung ist eine andere als die Ausschaltspannung. Genau diese Differenz wird als Schalthysterese bezeichnet.
  • Sie dient dazu, ein ständiges Auslösen von Schaltvorgängen bei einem bestimmten Spannungswert am Schmitt-Trigger zu verhindern. Der Schmitt-Trigger arbeitet also mit einer Schalthytsrese.
  • Dies unterscheidet den Schmitt-Trigger übrigens auch von einem sogenannten Komperator. Auch diese elektronische Schaltung wandelt kontinuierliche oder analoge Spannungswerte in Schaltspannungen. Allerdings ist bei dieser Schaltung die eben erwähnte Schalthysterese nicht vorhanden.
  • Würde man ein analoges Eingangssignal gleichzeitig an beide dieser Schaltungen anlegen, so könnte man feststellen, dass der Komperator bereits kleinste Spannungsänderungen, die nahe an der festgelegten Schaltspannung liegen, registriert und dementsprechend Schaltvorgänge auslöst. Wegen der beim Schmitt-Trigger vorhandenen Schalthysterese würde dieser deutlich seltener reagieren.

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