什么是施密特觸發(fā)器

　　施密特觸發(fā)器（Schmidt trigger）是包含正回授的比較器電路。它也有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器采用電位觸發(fā)方式，其狀態(tài)由輸入信號(hào)電位維持；對(duì)于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號(hào)，有不同的閾值電壓。施密特觸發(fā)器可作為波形整形電路，能將模擬信號(hào)波形整形為數(shù)字電路能夠處理的方波波形，而且由于施密特觸發(fā)器具有滯回特性，所以可用于抗干擾，其應(yīng)用包括在開回路配置中用于抗擾，以及在閉回路正回授/負(fù)回授配置中用于實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器。

　　施密特觸發(fā)器的主要特點(diǎn)

　　施密特觸發(fā)電路是一種波形整形電路，當(dāng)任何波形的信號(hào)進(jìn)入電路時(shí)，輸出在正、負(fù)飽和之間跳動(dòng)，產(chǎn)生方波或脈波輸出。不同于比較器，施密特觸發(fā)電路有兩個(gè)臨界電壓且形成一個(gè)滯后區(qū)，可以防止在滯后范圍內(nèi)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(huì)用到它整形。

　　施密特觸發(fā)器電路工作原理詳解

　　一般比較器只有一個(gè)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(shí)，輸出端即受到干擾，其正負(fù)狀態(tài)產(chǎn)生不正常轉(zhuǎn)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(fā)器如圖2 所示，其輸出電壓經(jīng)由R1 、R2 分壓后送回到運(yùn)算放大器的非反相輸入端形成正反饋。因?yàn)檎答仌?huì)產(chǎn)生滯后（Hysteresis）現(xiàn)象，所以只要噪聲的大小在兩個(gè)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(nèi)，即可避免噪聲誤觸發(fā)電路，如表1 所示

　　圖2 （a）反相斯密特觸發(fā)器 （b）輸入輸出波形

　　表1施密特觸發(fā)器的滯后特性

　　反相施密特觸發(fā)器

　　電路如圖2 所示，運(yùn)算放大器的輸出電壓在正、負(fù)飽和之間轉(zhuǎn)換：

　　νO= ±Vsat 。輸出電壓經(jīng)由R1 、R2 分壓后反饋到非反相輸入端：ν+= βνO，

　　其中反饋因數(shù)=

　　當(dāng)νO為正飽和狀態(tài)（+Vsat ）時(shí)，由正反饋得上臨界電壓

　　當(dāng)νO 為負(fù)飽和狀態(tài)（- Vsat ）時(shí)，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(zhuǎn)換特性曲線

　　輸入、輸出波形及轉(zhuǎn)換特性曲線如圖3（b）所示。

　　當(dāng)輸入信號(hào)上升到大于上臨界電壓VTH 時(shí)，輸出信號(hào)由正狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

　　負(fù)狀態(tài)即： νI ＞VTH→νo = - Vsat

　　當(dāng)輸入信號(hào)下降到小于下臨界電壓VTL 時(shí)，輸出信號(hào)由負(fù)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

　　正狀態(tài)即： νI ＜VTL→νo = + Vsat

　　輸出信號(hào)在正、負(fù)兩狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，輸出波形為方波。

　　非反相施密特電路

　　圖4 非反相史密特觸發(fā)器

　　非反相施密特電路的輸入信號(hào)與反饋信號(hào)均接至非反相輸入端，如圖4所示。

　　由重迭定理可得非反相端電壓

　　反相輸入端接地： ν- = 0，當(dāng)ν+ = ν- = 0 時(shí)的輸入電壓即為臨界電壓。

　　將ν+ = 0 代入上式得

　　整理后得臨界電壓

　　當(dāng)νo 為負(fù)飽和狀態(tài)時(shí)，可得上臨界電壓

　　當(dāng)νo為正飽和狀態(tài)時(shí)，可得下臨界電壓，

　　VTH與VTL之間的電壓差為滯后電壓：

　　圖5 （a）計(jì)算機(jī)仿真圖 （b）轉(zhuǎn)換特性曲線

　　輸入、輸出波形與轉(zhuǎn)換特性曲線如圖5所示。

　　當(dāng)輸入信號(hào)下降到小于下臨界電壓VTL 時(shí)，輸出信號(hào)由正狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

　　負(fù)狀態(tài)：νo 《 VTL →νo = - Vsat

　　當(dāng)輸入信號(hào)上升到大于上臨界電壓VTH 時(shí)，輸出信號(hào)由負(fù)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

　　正狀態(tài)： νo ＞ VTL →νo = + Vsat

　　輸出信號(hào)在正、負(fù)兩狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，輸出波形為方波。

　　施密特觸發(fā)器有什么具體作用

　　1、波形變換

　　可將三角波、正弦波等變成矩形波。

　　2、脈沖波的整形

　　數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變，出現(xiàn)上升沿和下降沿不理想的情況，可用施密特觸發(fā)器整形后，獲得較理想的矩形脈沖

　　3、脈沖鑒幅

　　幅度不同、不規(guī)則的脈沖信號(hào)施加到施密特觸發(fā)器的輸入端時(shí)，能選擇幅度大于欲設(shè)值的脈沖信號(hào)進(jìn)行輸出。

　　4、構(gòu)成多諧振蕩器

　　幅值不同的信號(hào)在通過加上一個(gè)合適電容的施密特觸發(fā)器后會(huì)產(chǎn)生矩形脈沖，矩形波脈沖信號(hào)，常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào)。