施密特触发器原理图(施密特触发器原理)

2022-09-07 06:40:09   编辑:浦发言
导读很多朋友对施密特触发器原理图,施密特触发器原理还不了解,今天小绿就为大家解答一下。施密特触发器原理图形详细分析重要提示:施密特触发...

很多朋友对施密特触发器原理图,施密特触发器原理还不了解,今天小绿就为大家解答一下。

施密特触发器原理图形详细分析

重要提示:施密特触发器具有以下特点:输入电压有两个阈值VL、VH和VL。

施密特触发器通常用作缓冲器,以消除输入端的干扰。

施密特波形图

施密特触发器也有两种稳定状态,但与普通触发器不同的是,施密特触发器由电位触发,其状态由输入信号电位维持。施密特触发器对于负递减和正递增输入信号具有不同的阈值电压。

门电路有阈值电压,当输入电压从低电平上升到阈值电压或从高电平下降到阈值电压时,电路的状态会发生变化。施密特触发器是一种特殊的门电路,不同于普通门电路。施密特触发器有两个阈值电压,分别称为正阈值电压和负阈值电压。当输入信号从低电平上升到高电平时改变电路状态的输入电压称为正阈值电压,当输入信号从高电平下降到低电平时改变电路状态的输入电压称为负阈值电压。正阈值电压和负阈值电压之差称为返回电压。

它是一个阈值开关电路,一个具有突变输入——输出特性的门电路。这种电路的设计是为了防止输入电压的微小变化(低于一定阈值)引起输出电压的变化。

利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈,可以将边沿变化缓慢的周期信号转化为边沿陡峭的矩形脉冲信号。只要输入信号的幅度大于vt,在施密特触发器的输出端就可以得到同频率的矩形脉冲信号。

当输入电压由低变高,达到V时,输出电压突变,而输入电压Vi由高变低,达到V-,输出电压突变,使输出电压的变化滞后。可以看出,它特别适用于启动时需要一定延时的电路。

来自传感器的矩形脉冲在传输后通常会有波形失真。当传输线上的电容较大时,波形的上升沿会明显恶化;当传输线较长,接收端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时,在波形的上升沿和下降沿都会出现振荡。当其他脉冲信号通过导线或公共电源线之间的分布电容叠加在矩形脉冲信号上时,信号上会出现额外的噪声。在任一情况下,用施密特触发器整形都可以得到理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的vt和vt-设置得当,就能得到满意的整形效果。

施密特触发器的应用

1.波形变换

三角波、正弦波等。可以变成矩形波。

2.脉搏波的整形

在数字系统中,矩形脉冲在传输过程中往往会出现波形失真,上升沿和下降沿都不理想。经过施密特触发器整形后,可以获得理想的矩形脉冲。

3.脉冲幅度鉴别

当施密特触发器的输入端加入幅度不同且不规则的脉冲信号时,可以选择幅度大于期望值的脉冲信号输出。

施密特触发器的常用芯片:

74LS18双四输入与非门(施密特触发器)

74LS19六路反相器(施密特触发器)

4132、74LS132、74S132、74F132、74HC132四路输入和非施密特触发器触发器

7221、74LS221、74 HC221、74 C221双稳态多谐振荡器(带施密特触发器)

触发器定义

施密特触发电路是一种波形整形电路。当任何波形信号进入电路时,输出在正负饱和之间跳变,产生方波或脉冲波输出。与比较器不同的是,施密特触发器电路有两个临界电压,并形成一个迟滞区,可以防止迟滞区内的噪声干扰电路的正常工作。比如遥控接收电路,传感器输入电路都会用它来整形。

施密特触发电路

通常,比较器只有一个用于比较的临界电压。如果输入端有多次跨越临界电压的噪声,输出就会受到干扰,其正负状态会出现异常转换,如图1所示。

图1 (a)反相比较器的输入和输出波形(b)

如图2所示,施密特触发器的输出电压经R1和R2分压后送回运算放大器的同相输入端,形成正反馈。因为正反馈会产生迟滞,只要噪声在两个临界电压(上临界电压和下临界电压)形成的迟滞电压范围内,就可以避免噪声引起的误触发电路,如表1所示。

图2 (a)反施密特触发器的输入和输出波形(b)

表1施密特触发器的迟滞特性

上限临界电压VTH

低临界电压VTL

滞后宽度(电压)VH

VTL噪声

当输入信号I上升到大于VTH时,触发电路使O转变。

当输入信号I下降到小于VTL时,触发电路使O跃迁。

上下临界电压差VH=VTH -VTL

在允许的噪声滞后宽度范围内,O保持稳定状态。

反施密特触发器

如电路2所示,运算放大器的输出电压在正负饱和之间切换:

O=甚小孔径终端.输出电压经R1和R2分压后反馈到同相输入端:=O,

其中反馈系数=

当O处于正饱和状态(Vsat)时,通过正反馈获得上临界电压。

当O处于负饱和状态(-Vsat)时,通过正反馈得到较低的临界电压。

VTH和VTL之间的电压差是滞后电压:2R1。

图3 (a)输入和输出波形(b)转换特性曲线

输入和输出波形以及转换特性曲线如图3(b)所示。

当输入信号上升到高于上限临界电压VTH时,输出信号从正态变为

负态为: I > Vth O=-VSAT

当输入信号下降到低于下临界电压VTL时,输出信号从负态变为

正态是: I

输出信号在正负状态之间变化,输出波形为方波。

非反相施密特电路

图4同相施密特触发器

同相施密特电路的输入信号和反馈信号连接到同相输入端,如图4所示。

同相端电压可以从叠加定理得到。

反相输入端接地:-=0,=-=0时的输入电压为临界电压。

将=0代入上式得到

完成后得到临界电压。

当o处于负饱和状态时,可以得到上限临界电压。

当o处于正饱和状态时,可以获得较低的临界电压,

VTH和VTL之间的电压差是滞后电压:

图5 (a)计算机模拟图(b)转换特性曲线

输入和输出波形以及转换特性曲线如图5所示。

当输入信号下降到低于下临界电压VTL时,输出信号从正态变为

否定状态:o VTL o=-Vsat

当输入信号上升到高于上限临界电压VTH时,输出信号从负状态变为

正面状态: o > VTL o=VSAT

输出信号在正负状态之间变化,输出波形为方波。

施密特触发器电路原理实验:

图6

如图6所示,当Vi大于VR时,运算放大器的输出会得到一个直流电压输出;如果VR大于

Vi,你会得到一个负电压。电压受到两个齐纳二极管的限制。理想的运气

将放大器输出的上升时间计算为0,但在实际电路中,有可能得到这样理想的调谐。

线,一般从负压上升到正压需要很短的上升时间。换句话说,运算放大器是并行开启的。

立刻反映出Vi和VR形成的电压差。

如果参考电压VR是固定的,那么当Vi缓慢增加时,只有当Vi-VRV1时。运算放大器的输出达到Vmax;而当Vi逐渐减小时,必须在Vi-VRV1伏特,输出为Vmin。也就是说,为了达到Vmax和Vmin的输出电压,它们的Vi-VR值之差就是V1,这就是所谓的迟滞。施密特触发器就是利用这种现象制成的电路。

反相施密特触发器,输出电压通过分压电路反馈给运算放大器,参考电压施加在R1和R2的端子上。反馈值为R2/(R1R2),此电路为正反馈。如果输出增加V,V将反馈到运算放大器。

当Vi,

V=VR (R2/R

反相电压相同,输入电压增加产生输出反相电压,高于输入电压。

当电压降低(V1V2)时,输出反相所需的电压更大。

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