Oletetaan, että havaitset matalasta korkeaan siirtymisen 2,5 V: n jännitteellä. 100 mV hystereesi tarkoittaisi, että matalasta korkeaan siirtyminen havaitaan 2,55 V: lla ja korkeasta matalaan siirtyminen 2,45 V: lla , 100 mV: n ero.
Hystereesiä käytetään estämään useita nopeasti peräkkäisiä muutoksia, jos tulosignaali sisältää esimerkiksi kohinaa. Melu voi tarkoittaa, että ylität 2,5 V: n kynnyksen useammin kuin kerran, mitä et halua.

100 mV hystereesi tarkoittaa, että alle 100 mV: n melutasot eivät vaikuta kynnyksen läpäisyyn. Kynnysarvo riippuu siitä, siirrytkö matalasta korkeaan (silloin se on korkeampi) vai korkeasta matalaan (sitten se on alempi):

muokkaa
Toinen tapa havainnollistaa hystereesi on sen siirtotoiminto , tyypillisen silmukan avulla:

Niin kauan kuin syöttöjännite pysyy alle \ $ V_ {T +} \ $, lähtö on matala, mutta jos se ylittää tämän arvon, lähtö vaihtuu suureksi (ylöspäin osoittava nuoli). Sitten lähtö pysyy korkealla niin kauan kuin tulojännite pysyy yli \ $ V_ {T -} \ $. Kun tulojännite laskee tämän kynnyksen alapuolelle, lähtö vaihtuu matalalle tasolle (alaspäin osoittava nuoli).

Huomaa: hystereesiä voidaan käyttää myös muihin tarkoituksiin kuin melun vastustuskyvyn lisäämiseen. Alla olevassa invertterissä on hystereesitulo (mikä tekee siitä Schmitt-liipaisun , joka on merkitty taajuusmuuttajan sisällä olevalla symbolilla). Tämä yksinkertainen piiri on kaikki mitä tarvitset oskillaattorin tekemiseen.

Näin se toimii. Kun se on kytketty päälle, kondensaattorin jännite on nolla, joten lähtö on korkea (se on invertteri!). Korkea lähtöjännite alkaa ladata kondensaattoria R: n kautta. Kun jännite kondensaattorin yli saavuttaa korkeamman kynnyksen, taajuusmuuttaja näkee tämän suurena jännitteenä, ja lähtö laskee matalaksi. Kondensaattori purkautuu nyt pieneen lähtöön R: n kautta, kunnes alaraja saavutetaan. Taajuusmuuttaja näkee tämän jälleen matalana jännitteenä ja tekee lähdön korkeaksi, joten kondensaattori alkaa jälleen latautua ja koko asia toistuu.
Taajuus määräytyy kondensaattorin ja vastuksen arvon mukaan yhtälöissä . Normaalin HCMOS: n ( HC ) ja TTL-yhteensopivan ( HCT ) taajuuden ero johtuu siitä, että kynnysarvot ovat erilaiset molemmille osille.

Kaksi muuta vastausta antavat esimerkin siitä, mitä hystereesi tarkoittaa erityistapauksessa, jossa on erillinen laukaisu, mutta hystereesillä on yleisempi merkitys jatkuvalla alueella, joka on seuraava:

A systeemin sanotaan aiheuttavan hystereesiä, kun yhdessä "suunnassa" tehdyt mittaukset eivät välttämättä ole yhtä suuria kuin "saman asian" mittaukset toisessa "suunnassa".

Oletetaan esimerkiksi, että sinulla on potentiometri merkinnät 0: sta 9. Potentiometrillä voidaan sanoa olevan hystereesi, jos käännettäessä asentoon "5" myötäpäivään todellinen vastus oli 5,1 kΩ, kun taas käännettäessä asentoon "5" vastapäivään todellinen vastus oli 4,9 kΩ. Toisin kuin erillisessä esimerkissä, sama vaikutus saattaa esiintyä, kun nuppi käännetään asentoon "4". Tai vaikutus voi olla päinvastainen kohdassa 4!

Se on yksiulotteinen tapaus. Voit kuvitella 2-ulotteisen hystereesin esimerkiksi anturin tapauksessa, joka koostuu materiaaliarkista, joka tuntee venytyksen tai venymisen kahdessa lähes kohtisuorassa suunnassa.

Piirin hystereesi syntyy, kun tietyn tason yläpuolella oleva tulo laukaisee lähdön, mutta lähtöä ei nollata ennen kuin tulo saavuttaa alemman tason. Kun arvo on näiden arvojen välillä, lähtö pysyy samana (korkea tai matala). Kahden tuloarvon ero on hystereesi. Se tapahtuu tyypillisesti positiivisen palautteen omaavissa piireissä. Esimerkki piiristä, jolla on hystereesi, on Schmitt-liipaisin.

Tämä liittyy tangentiaalisesti, mutta se on mekanismi, jolla IC: t voivat tuottaa tulohystereesin; joissakin sirutuloissa on "pin-pitäjä" -piirejä. Ne tuottavat heikon positiivisen palautteen tapista, joka auttaa säilyttämään tilan. Hystereesialue vaihtelee kuitenkin tuloimpedanssin mukaan. Antamalla piikkivartijalle signaali, jossa ei ole impedanssia, ei olisi hystereesiä, kun taas antamalla sille signaali, jonka impedanssi on suurempi kuin takaisinkytkentävastus, se ei pystyisi muuttamaan tilaa ollenkaan.

Mukautettu Atmel CPLD -taulukosta

Jos sinulla on joskus ollut jokin näistä yövalosalin kevyistä esineistä, kytket seinäpistorasiaan, jossa on valotunnistin, kun pimeässä se sytyttää valon, mutta oma valo sammuttaa sen, niin se on pimeää ja se sytyttää valon. Mutta se on niin nopeaa, että se vain välkkyy, voi aiheuttaa päänsärkyä joillekin ihmisille.

Ajattele nyt talosi digitaalista termostaattia. Kuvittele, jos se olisi huonosti sijoitettu suoraan ilmastointilaitteen tuuletusaukkoon. Olet asettanut sen lämpötilalle, kuten 72 astetta. Kuvittele, että kun se lukee 73, se kytkee ilmastointilaitteen päälle, mutta heti kun ilmastointilaite käynnistyy, se jäähdyttää sen takaisin alueelle 72 ja sammuttaa sen. Ei niin nopeasti kuin valoanturin yövalo, mutta ei loistava muotoilu. Sen sijaan näet hyvin sijoitetun tai ainakin paremmin sijoitetun termostaatin, että kun se vaihtaa 72: stä 73: een, se käynnistää ilmastointilaitteen, mutta ei sammuta sitä, kunnes se putoaa alas 72: een ja sitten alas 72: een 71: een. Hyvällä paikalla olevan lämpimän ilman massan on työnnettävä talon läpi, kunnes viileämmän ilman massa saavuttaa termostaatin siihen pisteeseen, että se kytkee ilmastointilaitteen pois päältä. Nopean päälle- ja poiskytkennän sijasta päällekytkentä voi olla puoli tuntia tai enemmän. Paljon tehokkaampaa. Tässä tapauksessa hystereesi on koko aste, kytkentälämpötila on rajalla 72-73 astetta ja sammutuslämpötila on rajalla 72-71 astetta.

On olemassa useita ongelmat, jotka joko suunnittelun mukaan haluavat saada hystereesiä, kytkin on yhdellä tasolla ja kytkentä pois päältä toisella tasolla. Erityisesti välttää jonkinlainen värähtely yhdestä kytkentäpisteestä.

Joskus kohtaat hystereesin, kun et välttämättä halua sitä, kuten vanhemman ajoneuvon ohjaus, mekaanisesta kulumisesta johtuen joudut ehkä kääntämään pyörää tuuman tai parin verran keskeltä vasemmalle, jotta pyörät alkavat kääntyä vasemmalle ja kulje sitten kuolleen paikan läpi tuuman tai kaksi keskeltä oikealle saadaksesi pyörät kääntymään oikealle. voit heiluttaa pyörää näiden kahden pisteen välissä, eikä mitään tapahdu.

Yksi kohta, jota ei vielä ole mainittu hystereesistä: kaikilla hystereesillä varustetuilla piireillä on jonkin verran mahdollisuutta osoittaa metastabiilisuutta joko nousevalla tai laskevalla reunalla (piirit voidaan suunnitella eliminoimaan metastabiilisuuden todennäköisyys yhteen suuntaan, sen kustannuksella, että sitä lisätään toinen). Esimerkiksi, jos tulo on suunniteltu vaihtamaan korkealle tarkalleen 2,10 voltilla ja matalalle tarkalleen 2,00 voltille, voidaan melko hyvin kuvata, että jos tulo menee 2,15 volttiin, sitä pidetään korkeana, kunnes se menee alle 2,00 voltin. Jos tulo kuitenkin menee tarkalleen 2,10 volttiin ja sitten alas 2,05: een, on mahdollista, että rekisteröity arvo ei ehkä koskaan nouse korkeaksi, nousee korkeaksi ja pysyy korkealla, nousee korkealle ja sitten matalalle tai jopa aloittaa satunnaisesti korkean ja matalan, kunnes se on aika, kun tulo ylittää 2,10 tai alle 2,00 volttia.

On olemassa useita tapoja minimoida riski, että tuloportti menee metastabiiliin tilaan, mutta mahdollisuutta ei voida täysin välttää. Yhdellä tilalla voisi olla "puhdas korkea", "puhdas alhainen" ja "epävarma" -tilat, ja taata, että jos "puhdas korkea" väitetään, "puhdas matala" ei voida väittää, ellei tulo putoaa alle 2,0 volttia, ja samoin, jos "puhdas alhainen" väitettiin, "puhdasta korkeaa" ei voitu väittää ennen kuin tulo nousi yli 2,10 voltin. Valitettavasti ei olisi mitään tapaa estää värähtelyjä "puhtaan korkean" ja "epävarman" välillä tai "puhtaan matalan" ja "epävarman" välillä. Voisi yrittää lukita "puhdas korkea" ja "puhdas matala" -signaalit, mutta ei olisi mitään keinoa taata, etteivät ne rikkoisi minkä tahansa lukituspiirin, jota yritit käyttää, asennus- / pitoaikoja.