什么是施密特觸發器
施密特觸發器(Schmidt trigger)是包含正回授的比較器電路。它也有兩個穩定狀態,但與一般觸發器不同的是,施密特觸發器采用電位觸發方式,其狀態由輸入信號電位維持;對于負向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號,有不同的閾值電壓。施密特觸發器可作為波形整形電路,能將模擬信號波形整形為數字電路能夠處理的方波波形,而且由于施密特觸發器具有滯回特性,所以可用于抗干擾,其應用包括在開回路配置中用于抗擾,以及在閉回路正回授/負回授配置中用于實現多諧振蕩器。
施密特觸發器的主要特點
施密特觸發電路是一種波形整形電路,當任何波形的信號進入電路時,輸出在正、負飽和之間跳動,產生方波或脈波輸出。不同于比較器,施密特觸發電路有兩個臨界電壓且形成一個滯后區,可以防止在滯后范圍內之噪聲干擾電路的正常工作。如遙控接收線路,傳感器輸入電路都會用到它整形。
施密特觸發器電路工作原理詳解
一般比較器只有一個作比較的臨界電壓,若輸入端有噪聲來回多次穿越臨界電壓時,輸出端即受到干擾,其正負狀態產生不正常轉換,如圖1所示。
圖1 (a)反相比較器 (b)輸入輸出波形
施密特觸發器如圖2 所示,其輸出電壓經由R1 、R2 分壓后送回到運算放大器的非反相輸入端形成正反饋。因為正反饋會產生滯后(Hysteresis)現象,所以只要噪聲的大小在兩個臨界電壓(上臨界電壓及下臨界電壓)形成的滯后電壓范圍內,即可避免噪聲誤觸發電路,如表1 所示
圖2 (a)反相斯密特觸發器 (b)輸入輸出波形
表1施密特觸發器的滯后特性
反相施密特觸發器
電路如圖2 所示,運算放大器的輸出電壓在正、負飽和之間轉換:
νO= ±Vsat 。輸出電壓經由R1 、R2 分壓后反饋到非反相輸入端:ν+= βνO,
其中反饋因數=
當νO為正飽和狀態(+Vsat )時,由正反饋得上臨界電壓
當νO 為負飽和狀態(- Vsat )時,由正反饋得下臨界電壓
VTH 與VTL 之間的電壓差為滯后電壓:2R1
圖3 (a)輸入、輸出波形 (b)轉換特性曲線
輸入、輸出波形及轉換特性曲線如圖3(b)所示。
當輸入信號上升到大于上臨界電壓VTH 時,輸出信號由正狀態轉變為
負狀態即: νI >VTH→νo = - Vsat
當輸入信號下降到小于下臨界電壓VTL 時,輸出信號由負狀態轉變為
正狀態即: νI <VTL→νo = + Vsat
輸出信號在正、負兩狀態之間轉變,輸出波形為方波。
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