施密特触发器电路及工作原理详解 |
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1. 什么叫触发器
施密特触发电路( 简称)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。 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 表1施密特触发器的滞后特性 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: Vo= ±Vsat 。输出电压经由R1 、R2 分压后反馈到非反相输入端:V+= βVo, 其中反馈因数= β=R1/(R1+R2) 当Vo为正饱和状态(+Vsat)时,由正反馈得上临界电压:
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: 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。 3.非反相施密特电路
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。 由叠加定理可得非反相端电压: 将V+ = 0 代入上式得: 整理后得临界电压: 当Vo 为负饱和状态时,可得上临界电压 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:Vo < VTL →Vo = - 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: Vo > VTL →Vo = + Vsat 输出信号在正、负两状态之间转变,输出波形为方波。 4.史密特触发器电路原理实验
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