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Disparador de Schmitt: un aleluya para los dos umbrales de conmutación

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Nitidez y ruido reducido: cómo se pueden usar los disparadores de Schmitt para generar señales limpias de onda cuadrada y, por ende, mejorar la transmisión de señal y la inmunidad al ruido de los sistemas digitales.

Thomas Bolz, Corporate Product Manager Standard Products de Rutronik nos lo explica con detalle.

Cuando se transmiten datos por cable a velocidades muy altas y a distancias más largas, se genera ruido que se superpone a la señal deseada y dificulta determinar con claridad la señal digital. Como resultado, esto puede hacer que los elementos lógicos digitales ya no puedan procesar las señales deseadas.

Aunque el ruido se puede reducir al blindar la línea, no se suprime completamente. El uso de filtros de entrada como, por ejemplo, redes RC contribuyen a disminuir el ruido, pero también la máxima velocidad de datos.

Una alternativa mejor para “regenerar” las señales deterioradas es utilizar disparadores de Schmitt. En particular, se emplean en dispositivos que establecen una conexión entre un entorno analógico y otra digital – en otras palabras, donde la supresión de ruido resulta esencial (Figura 1).

Disparador de Schmitt: un aleluya para los dos umbrales de conmutación
Figura 1: Un disparador de Schmitt reduce el ruido en las señales binarias.

¿Cómo funciona un disparador de Schmitt?

Figura 2: El disparador de Schmitt genera una señal constante entre los dos umbrales de conmutación.
Figura 2: El disparador de Schmitt genera una señal constante entre los dos umbrales de conmutación.

Un disparador de Schmitt es un circuito comparador con histéresis (Figura 2). Analiza la señal de entrada analógica y la convierte en un pulso de conmutación cuando se sobrepasa uno de los dos umbrales de tensión definidos.

La diferencia entre los dos umbrales de conmutación, la tensión de encendido (Von) y la tensión de apagado (Voff) se denomina histéresis.

La Figura 3 muestra cómo se elimina el ruido de una señal digital empleando un disparador de Schmitt: si la tensión de entrada supera el valor de Von, el disparador de Schmitt se pone en marcha y envía una señal.

De esta forma, permanece estable, a pesar del ruido, hasta que la tensión de entrada cae por debajo del valor de Voff. Cuanto más separadas se encuentren las dos tensiones umbrales, mayor será la inmunidad al ruido del sistema.

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