施密特触发器电路原理文档.pdf

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1、-施密特触发器电路原理 什么叫触发器?施密特触发电路是一种波形整形电路，当任何波形的信号进入电路时，输出在正、负饱和之间跳动，产生方波或脉波输出。不同于比较器，施密特触发电路有两个临界电压且形成一个滞后区，可以防止在滞后范围内之噪声干扰电路的正常工作。如遥控接收线路，传感器输入电路都会用到它整形。施密特触发器:一般比较器只有一个作比较的临界电压，若输入端有噪声来回多次穿越临界电压时，输出端即受到干扰，其正负状态产生不正常转换，如图 1 所示。新艺图库 图 1(a)反 相 比较器(b)输入输出波形 施密特触发器如图 2 所示，其输出电压 经由 R1、R2 分压后 送 回到 运算放大 器的 非 反

2、 相 输入端形成正反 馈。因为正反 馈 会产生滞后（Hysteresis）现象，所以只 要 噪声的 大小 在两个临界电压（上 临界电压 及下 临界电压）形成的滞后电压范围内，即可 避免 噪声 误 触发电路，如 表 1 所示-图 2(a)反相斯密特触发器(b)输入输出波形 表 1 施密特触发器的滞后特性 上临界电压 VTH 下临界电压 VTL 滞后宽度（电压）VH VTL 噪声 VTH 输入端信号I 上升到比 VTH 大时，触发电路使O 转态 输入端信号I 下降到比 VTL 小时，触发电路使O 转态 上、下临界电压差 VH=VTH-VTL 噪声在容许的滞 后宽度范围内，O 维持稳定状态 反相施密

3、特触发器 电路如图 2 所示，运算放大器的输出电压在正、负饱和之间转换:O=Vsat。输出电压经由 R1、R2 分压后反馈到非反相输入端：+=O，-其中反馈因数=当O为正饱和状态（+Vsat）时，由正反馈得上临界电压 当O 为负饱和状态（-Vsat）时，由正反馈得下临界电压-VTH 与 VTL 之间的电压差为滞后电压：2R1 图 3(a)输入、输出波形(b)转换特性曲线 输入、输出波形及转换特性曲线如图 3(b)所示。当输入信号上升到大于上临界电压 VTH 时，输出信号由正状态转变为负状态即：I VTHo=-Vsat 当输入信号下降到小于下临界电压 VTL 时，输出信号由负状态转变为正状态即：

4、I VTLo=+Vsat 输出信号在正、负两状态之间转变，输出波形为方波。非反相施密特电路-图 4 非反相史密特触发器 非反相施密特电路的输入信号与反馈信号均接至非反相输入端，如图 4 所示。由重迭定理可得非反相端电压 反相输入端接地：-=0，当+=-=0 时的输入电压即为临界电压。将+=0 代入上式得 整理后得临界电压 当o 为负饱和状态时，可得上临界电压 当o为正饱和状态时，可得下临界电压，VTH与 VTL之间的电压差为滞后电压：-图 5(a)计算机仿真图（b）转换特性曲线 输入、输出波形与转换特性曲线如图 5 所示。当输入信号下降到小于下临界电压 VTL 时，输出信号由正状态转变为负状态

5、：o VTL o=-Vsat 当输入信号上升到大于上临界电压 VTH 时，输出信号由负状态转变为正状态：o VTL o=+Vsat 输出信号在正、负两状态之间转变，输出波形为方波。史密特触发器电路原理实验：-如图 6，当 Vi 大于 VR 时运算放大器的输出会得到一个正向电压输出；若 VR 大于 Vi时则会得到一个负电压。电压的大小则由两个齐紊二极管来限压。理想的运算放大器其输出上升时间为 0，而在实际的电路上是上可能得到这么理想的曲线，一般从负压上升到正压需要一小段的上升时间。换言之，运算放大器并上能立刻反应 Vi 及 VR 所形成的电压差。如果参考电压 VR 固定，那么当 Vi 慢慢增加时

6、，仅在 Vi-VR V1 时。运算放大器的输出达到Vmax；而当 Vi 渐渐减小时却必须于 Vi-VR V1 伏特时，输出才为 Vmin。也即，欲达 Vmax 及 Vmin 输出电压的条件上一样，两者 Vi-VR 值相差 V1，这种情形称为迟滞(hysteresis)现象。史 密 特 触发 器 便 是 利用 这种现象而 做 成的电路。反相的史 密 特 触发 器，输出电压 经 由分压电路 回授至 运算放大器，参考电压则加在 R1 及 R2 的末端。回授 值为 R2/(R1+R2)，此 电路为正 回授，如果输出增加 了 V，则 有回授 V 到运算放大器。当 ViV+V+=VR-(R2/R1+R2)(Vmin+VR)若 此 时 V+渐渐小 至 V2，则输出 又转 为 Vmax。由于迟滞现象，使 得 触发 输出电压 转 相的电压 有 所上 同，输 入 电压增加 产生 输出 转 相时所的电压，要 比 输 入 电压 降低 时所 产生 的输出 转 相所需电压来得大(V1V2)。图 6