什么是施密特觸發(fā)器？

施密特觸發(fā)器（Schmitt Trigger）是一種特殊的門(mén)電路，也被稱(chēng)為遲滯比較器或滯回比較器。它具有兩個(gè)閾值電壓，分別對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的正向遞增和負(fù)向遞減變化方向。這兩個(gè)閾值電壓稱(chēng)為正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓，它們之間的差值被稱(chēng)為回差電壓。

施密特觸發(fā)器可以定義為一個(gè)再生比較器。它采用正反饋并將正弦輸入轉(zhuǎn)換為方波輸出。施密特觸發(fā)器的輸出在上限和下限閾值電壓處擺動(dòng)，這是輸入波形的參考電壓。它是一種雙穩(wěn)態(tài)電路，當(dāng)輸入達(dá)到某些設(shè)計(jì)的閾值電壓電平時(shí)，輸出在兩個(gè)穩(wěn)態(tài)電壓電平（高和低）之間擺動(dòng)。

它們分為兩種類(lèi)型，即反相施密特觸發(fā)器和非反相施密特觸發(fā)器。反相施密特觸發(fā)器可以定義為連接到運(yùn)算放大器極端子的輸出元件。類(lèi)似地，同相放大器可以定義為輸入信號(hào)在運(yùn)算放大器的負(fù)端子處給出。

施密特觸發(fā)器的狀態(tài)由輸入信號(hào)的電位維持，并且只有當(dāng)輸入信號(hào)的變化超過(guò)一定的閾值電壓時(shí)，輸出才會(huì)發(fā)生變化。這種特性使得施密特觸發(fā)器具有滯回特性，可以在一定程度上抑制輸入信號(hào)的噪聲干擾，提高電路的穩(wěn)定性。

施密特觸發(fā)器常常被用于波形整形、脈沖整形、脈沖鑒幅等應(yīng)用中。由于其具有滯回特性，施密特觸發(fā)器也可以用于抗干擾，例如在開(kāi)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。此外，施密特觸發(fā)器還可以用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)脈沖的整形和鑒幅。

總的來(lái)說(shuō)，施密特觸發(fā)器是一種非常有用的電子電路，具有滯回特性和兩個(gè)閾值電壓的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于波形整形、脈沖整形、脈沖鑒幅、抗干擾和模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。

施密特觸發(fā)器的工作原理

即使輸入信號(hào)有噪聲，施密特觸發(fā)器也能給出正確的結(jié)果。它使用兩個(gè)閾值電壓；一是閾值電壓上限 (VUT)，二是閾值電壓下限 (VLT)。

施密特觸發(fā)器的輸出保持低電平，直到輸入信號(hào)穿過(guò) VUT。一旦輸入信號(hào)超過(guò)此限制 VUT，施密特觸發(fā)器的輸出信號(hào)將保持高電平，直到輸入信號(hào)低于 VLT 電平。

讓我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)了解施密特觸發(fā)器的工作原理。這里我們假設(shè)初始輸入為零，并且如下圖所示逐漸增加。

施密特觸發(fā)器的輸出信號(hào)保持低電平，直到 A 點(diǎn)。在 A 點(diǎn)，輸入信號(hào)越過(guò)上限閾值 (VUT) 的電平，并產(chǎn)生高輸出信號(hào)。

輸出信號(hào)保持高電平直至 B 點(diǎn)。在 B 點(diǎn)，輸入信號(hào)低于下閾值。這使得輸出信號(hào)變低。同樣，在 C 點(diǎn)，當(dāng)輸入信號(hào)超過(guò)上限閾值時(shí)，輸出為高電平。在這種情況下，我們可以看到輸入信號(hào)有噪聲。但噪聲不會(huì)影響輸出信號(hào)。

接下來(lái)小編給大家分享一些施密特觸發(fā)器電路圖，以及簡(jiǎn)單分析它們的工作原理。

施密特觸發(fā)器電路圖分享

1、采用IC555的施密特觸發(fā)器電路圖

采用IC555的施密特觸發(fā)器電路圖如下所示。下面的電路可以用基本的電子元件搭建而成，但I(xiàn)C555是該電路中必不可少的元件。 IC 的兩個(gè)引腳（例如引腳 4 和引腳 8）均與 Vcc 電源連接。 2 和 6 等兩個(gè)引腳短接，并通過(guò)電容器相互向這些引腳提供輸入。

可以使用由兩個(gè)電阻（即 R1 和 R2）形成的分壓器規(guī)則為兩個(gè)引腳的共同點(diǎn)提供外部偏置電壓 (Vcc/2) 。當(dāng)輸入處于兩個(gè)閾值（稱(chēng)為滯后）之間時(shí)，輸出保持其值。該電路可以像存儲(chǔ)元件一樣工作。

閾值是2/3Vcc和1/3Vcc。上級(jí)比較器在 2/3Vcc 電壓下工作，而次要比較器在 1/3Vcc 電源下工作。

使用單獨(dú)的比較器將關(guān)鍵電壓與兩個(gè)閾值進(jìn)行對(duì)比。觸發(fā)器(FF)被相應(yīng)地布置或重新布置。輸出將根據(jù)此變高或變低。

2、使用運(yùn)放uA741 IC的施密特觸發(fā)器電路圖

下圖是施密特觸發(fā)器的電路圖。它基本上是一個(gè)具有正反饋的反相比較器電路。施密特觸發(fā)器的目的是將任何規(guī)則或不規(guī)則形狀的輸入波形轉(zhuǎn)換為方波輸出電壓或脈沖。因此，它也可以稱(chēng)為平方電路。

如圖所示，在741 IC運(yùn)放的正反饋中設(shè)置了一個(gè)帶有電阻Rdiv1和Rdiv2的分壓器。使用相同值的Rdiv1和Rdiv2得到與輸入電壓串聯(lián)的電阻值Rpar = Rdiv1||Rdiv2。 Rpar 用于最大限度地減少偏移問(wèn)題。 R1 兩端的電壓反饋至同相輸入。每當(dāng)輸入電壓 Vi 的電壓電平超過(guò)某個(gè)閾值（稱(chēng)為上閾值電壓 (Vupt) 和下閾值電壓 (Vlpt)）時(shí)，它就會(huì)觸發(fā)或改變輸出 Vout 的狀態(tài)。

3、采用IC uA 741的施密特觸發(fā)器電路圖

施密特觸發(fā)器電路顯示兩個(gè)不同的信號(hào)輸入電平，用于打開(kāi)和關(guān)閉電路。 Von 和 Voff 電壓之間的差異（稱(chēng)為遲滯施密特觸發(fā)器）對(duì)于將緩慢上升的波形轉(zhuǎn)換為快速上升的波形以及繼電器等應(yīng)用非常有用。

此處所示電路使用 741，通過(guò) R5、R6 和 R7 進(jìn)行正反饋以實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān)。分壓器 R8 和 R9 將非反相輸入端子的直流輸入電壓設(shè)置為電源電壓的一半。正反饋的大小取決于R6和R7的比例，比例越大，電路表現(xiàn)出的遲滯越小。電位器R2設(shè)定反相輸入端的直流電壓，從而設(shè)定反饋電壓的閾值電壓。信號(hào)將觸發(fā)電路。輸入信號(hào)可以施加到兩個(gè)輸入端子中的任意一個(gè)。

4、簡(jiǎn)單的施密特觸發(fā)器電路圖

這是施密特觸發(fā)器電路。該電路產(chǎn)生簡(jiǎn)單的比較器動(dòng)作。它是“發(fā)射極耦合”。該電路具有明顯的磁滯環(huán)和快速轉(zhuǎn)換動(dòng)作，因?yàn)樵撾娐肥褂?2N3565 雙極型高 hFE 晶體管。 2N3069 JFET 在測(cè)量輸入上產(chǎn)生非常小的負(fù)載。

5、晶體管施密特觸發(fā)器電路圖

晶體管施密特觸發(fā)器如下圖所示，電路由兩極電阻耦合共發(fā)射極晶體管放大器組成。與一般兩極電阻耦合放大器不同的是，兩個(gè)晶體管VT1，VT2共用一個(gè)發(fā)射極電阻R5，這就形成了強(qiáng)烈的正反饋。R2，R3是VT2的基極偏置電阻，R1，R4分別是VT1，VT2的集電極負(fù)載電阻。