(la videolezione) L’isteresi è la differenza tra il valore della tensione necessaria per attivare l’uscita (commutazione verso lo stato alto) e quella per disattivarla (commutazione verso lo stato basso). In un comparatore tradizionale, la soglia è fissa e unica. Con l’isteresi, invece, ci sono due soglie: una superiore e una inferiore. Solo quando il segnale supera una di queste in modo netto, l’uscita cambia stato.
Questo comportamento è tipico di un circuito chiamato Schmitt Trigger, che non è altro che un comparatore con isteresi. Può essere costruito usando un amplificatore operazionale con una retroazione positiva attraverso un partitore di tensione.
Il vantaggio principale di questo tipo di comparatore è la stabilità. Senza isteresi, un segnale rumoroso che oscilla attorno alla soglia provocherebbe accensioni e spegnimenti continui. Con due soglie ben distinte, il comparatore ignora le oscillazioni minori e reagisce solo ai cambiamenti effettivamente significativi. È come dare al circuito una sorta di “decisività”: agisce solo quando ne vale la pena.
Applicazioni tipiche
Il comparatore con isteresi è usato ovunque sia necessario un controllo pulito e affidabile. Un classico esempio è nei circuiti di controllo della velocità di ventole o pompe: la ventola si accende solo se la temperatura supera una soglia superiore, e si spegne solo quando scende sotto una soglia inferiore, evitando accensioni/disattivazioni frequenti. Viene inoltre impiegato nei sistemi di rilevamento per evitare falsi allarmi, negli oscillatori a onda quadra, nei sistemi embedded e nei controlli di potenza.
🛠️ Progetto e calcolo delle soglie
Costruire un comparatore con isteresi richiede calcolare correttamente le due soglie. Questo si fa scegliendo i resistori della rete di feedback e di ingresso, in modo che la retroazione positiva influenzi la tensione di soglia. Maggiore è la resistenza in retroazione, maggiore sarà la differenza tra le soglie. Il tutto può essere simulato in software come LTspice, dove si può osservare la curva di isteresi e ottimizzare il circuito.
