施密特触发器电路原理

施密特触发器电路原理

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。

图1 (a)反相比较器 (b)输入输出波形

施密特触发器电路原理

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

施密特触发器电路原理

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

噪声在容许的滞 后宽

上、下临界电压差VH

=VTH -VTL 度范围内，

定状态 输入端信号ν 上升到I输入端信号νI 下降到比VTH 大时，

触发电路比

VTL 小时，触发电路使

ν 维持稳OνO 转态 使ν 转态 O

反相施密特触发器

电路如图3所示，运算放大器的输出电压在正、负饱和之间转换: νO= ±Vsat 。输出电压经由R1 、R2 分压后反馈到非反相输入端：ν+= βνO，其中反馈因数= 当νO为正饱和状态（+Vsat ）时，由正反馈得上临界电压

当νO 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：

施密特触发器电路原理

图3 (a)输入、输出波形 (b)转换特性曲线

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： νI ＞VTH→νo = - 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： νI ＜VTL→νo = + Vsat

输出信号在正、负两状态之间转变，输出波形为方波。

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非反相施密特触发器

图4 非反相史密特触发器

由重迭定理可得非反相端电压

反相输入端接地： ν- = 0，当ν+ = ν- = 0 时的输入电压即为临界电压。

将ν+ = 0

代入上式得

整理后得临界电压 当νo 为负饱和状态时，可得上临界电压

当νo为正饱和状态时，可得下临界电压，

施密特触发器电路原理

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