Более широкое распространение в радиолюбительской практике получили ФЭУ с использованием в качестве порогового элемента триггера Шмитта, принцип работы которого подробно рассмотрен в статье В. Крылова и В. Лапшина «Триггер с эмиттерной связью», опубликованной в сборнике «В помощь радиолюбителю», вып. 52. Некоторые ФЭУ с использованием триггера Шмитта описаны в «Радио», 1975, № 6, с. 35 и 1977, № 12, с. 55.
В последнее время в устройствах автоматики все чаще применяют ИМС. При использовании для ФЭУ в качестве порогового элемента триггера Шмитта на транзисторах очень трудно, даже усложняя конструкцию, получить в исходном состоянии выходное напряжение, близкое к нулю. Т. е. на выходе триггера всегда присутствует потенциал, превышающий по значению логический 0.
Для автоматических устройств, выполняемых на ИМС, целесообразно применять ФЭУ с использованием в качестве порогового элемента триггер Шмитта в интегральном исполнении.
На рис. 1 приведена схема ФЭУ, обладающего хорошей чувствительностью.
Рис. 1. Принципиальная схема ФЭУ с использованием триггера Шмитта в интегральном исполнении
Для согласования высокого входного сопротивления фоторезистора R1 со входом триггера DD1 и для исключения влияния соединительной линии от вынесенного фоторезистора применен каскад на транзисторе VT1, выполняющий функцию УПТ и улучшающий крутизну фронта сигнала с фоторезистора. При затемненном фоторезисторе R1 на базу транзистора VT1 подается положительное напряжение около 0,7 В. В это время транзистор открыт, напряжение на его коллекторе (не более 0,8 В) меньше порога срабатывания триггера, поэтому на его выходе присутствует потенциал логической 1. При освещении фоторезистора его сопротивление уменьшается, напряжение на базе транзистора уменьшается до минус 0,8…1,6 В, в результате он закрывается, напряжение на коллекторе возрастает до значения, превышающего порог срабатывания триггера и на его выходе появляется логический 0. Подбором резистора RJ при затемненном фоторезисторе устанавливают на входе триггера напряжение 0,8 В, а подстроечным резистором R3 добиваются максимальной чувствительности ФЭУ.
Если нужно чтобы при освещенном фоторезисторе на выходе триггера DD1 была логическая 1, коллектор транзистора VT1 следует подключить к выводу «+5 В», его эмиттер — непосредственно к входам триггера, резисторы R5 и R6 исключить совсем, а сопротивления резисторов R4 и R7 уменьшить соответственно до 820 и 910 Ом. В этом случае с уменьшением уровня освещенности напряжение на базе транзистора увеличивается от нуля до плюс 2 В. Транзистор при этом открывается и напряжение на его эмиттере возрастает от 0,9 до 2 В, превышая порог срабатывания триггера, в результате на выходе триггера появляется потенциал логического 0. Порог срабатывания триггера устанавливают подбором резистора R7. Однако сопротивление этого резистора не должно быть меньше 620 Ом, иначе триггер может самовозбудиться.
Напряжение источника питания, равное 22 В (17 + 5) для фоторезистора ФСК-2, можно считать оптимальным для получения максимальной чувствительности.
Существенным недостатком триггеров с эмиттерной связью является наличие гистерезиса, т. е. напряжение отпускания всегда меньше напряжения срабатывания триггера. Величина гистерезиса триггера составляет обычно десятые доли вольта. Меры по уменьшению гистерезиса рассмотрены в статье «Триггеры с эмиттерной связью», помещенной в сборнике «В помощь радиолюбителю», вып. 52, но они, к сожалению, значительно усложняют устройства. В качестве порогового элемента в ФЭУ лучше всего, пожалуй, применять не триггер Шмитта, а электронное реле В. И. Турченкова (принцип работы описан в «Радио», 1974, № 1, с. 37), обладающее рядом преимуществ, в том числе и меньшим гистерезисом и получением возможности хорошего согласования со входами цифровых ИМС. Примером может служить ФЭУ, описанное в «Радио», 1983, № 11, с. 48. Но в таком варианте ФЭУ применены два источника питания и не полностью использованы возможности электронного реле В. И. Турченкова.
Порог срабатывания и отпускания электронного реле В И. Турченкова зависит от входного тока (от внешнего источника), текущего через коллекторный переход первого транзистора, и номинала резистора в коллекторной цепи этого транзистора. Отсюда следует, что простое ФЭУ на базе электронного реле В. И. Турченкова можно создать без источника входного тока, заменив резистор в коллекторной цепи первого транзистора фоторезистором с большим темновым сопротивлением.