施密特觸發(fā)器
基本介紹
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門電路有一個閾值電壓，當輸入電壓從低電平上升到閾值電壓或從高電平下降到閾值電壓時電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負向閾值電壓。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負向閾值電壓。正向閾值電壓與負向閾值電壓之差稱為回差電壓。
它是一種閾值開關(guān)電路，具有突變輸入——輸出特性的門電路。這種電路被設(shè)計成阻止輸入電壓出現(xiàn)微小變化（低于某一閾值）而引起的輸出電壓的改變。
利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。輸入的信號只要幅度大于vt+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。
當輸入電壓由低向高增加，到達V+時，輸出電壓發(fā)生突變，而輸入電壓Vi由高變低，到達V-，輸出電壓發(fā)生突變，因而出現(xiàn)輸出電壓變化滯后的現(xiàn)象，可以看出對于要求一定延遲啟動的電路，它是特別適用的.
從傳感器得到的矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波形畸變。當傳輸線上的電容較大時，波形的上升沿將明顯變緩；當傳輸線較長，而且接受端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時，在波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象；當其他脈沖信號通過導(dǎo)線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號時，信號上將出現(xiàn)附加的噪聲。無論出現(xiàn)上述的那一種情況，都可以通過用施密特反相觸發(fā)器整形而得到比較理想的矩形脈沖波形。只要施密特觸發(fā)器的vt+和vt-設(shè)置得合適，均能收到滿意的整形效果。
實現(xiàn)
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隧道二極管
施密特觸發(fā)器可以利用簡單的隧道二極管（英語：tunnel diode）實現(xiàn)，這種二極管的伏安特性在第一象限中是一條“N”形曲線。振蕩輸入會使二極管的伏安特性從“N”形曲線的上升分支移動到另一分支，然后在輸入值超越上升和下降翻轉(zhuǎn)閾值時回到起點。不過，這類施密特觸發(fā)器的性能可以利用基于晶體管的元件來提升，因為基于晶體管的元件可以通過非常直接的利用正反饋來提升翻轉(zhuǎn)性能。
比較器
施密特觸發(fā)器常用接入正反饋的比較器來實現(xiàn)。對于這一電路，翻轉(zhuǎn)發(fā)生在接近地的位置，遲滯量由R1與R2的阻值控制。
比較器提取了兩個輸入之差的符號。當同相（+）輸入的電壓高于反相（-）輸入的電壓時，比較器輸出翻轉(zhuǎn)到高工作電壓+Vs；當同相（+）輸入的電壓低于反相（-）輸入的電壓時，比較器輸出翻轉(zhuǎn)到低工作電壓-Vs。這里的反相（-）輸入是接地的，因此這里的比較器實現(xiàn)了函數(shù)符號，具有二態(tài)輸出的特性，只有高和低兩種狀態(tài)，當同相（+）端連續(xù)輸入時總有相同的符號。
由于電阻網(wǎng)絡(luò)將施密特觸發(fā)器的輸入端（即比較器的同相（+）端）和比較器的輸出端連接起來，施密特觸發(fā)器的表現(xiàn)類似比較器，能在不同的時刻翻轉(zhuǎn)電平，這取決于比較器的輸出是高還是低。若輸入是絕對值很大的負輸入，輸出將為低電平；若輸入是絕對值很大的正輸入，輸出將為高電平，這就實現(xiàn)了同相施密特觸發(fā)器的功能。不過對于取值處于兩個閾值之間的輸入，輸出狀態(tài)同時取決于輸入和輸出。例如，如果施密特觸發(fā)器的當前狀態(tài)是高電平，輸出會處于正電源+Vs上。這時V+就會成為Vin和+Vs間的分壓器。在這種情況下，只有當V+=0（接地）時，比較器才會翻轉(zhuǎn)到低電平。由電流守恒，可知此時滿足下列關(guān)系：
公式
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