施密特觸發(fā)器的原理及應(yīng)用

來源：羅姆半導(dǎo)體社區(qū)

施密特觸發(fā)器在工業(yè)上稱為施密特反相器，是常用的波形變換中使用的一種電路。它在性能上有兩個重要的特點：

輸入信號從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的輸入電平，與輸入信號從高電平下降過程中對應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。

在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變得很陡。利用這兩個特點不僅能將邊沿變化緩慢的信號波形整形為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。施密特觸發(fā)器可以由門電路構(gòu)成，也可作成單片集成電路產(chǎn)品，且后者最為利用這兩個特點不僅能將邊沿變化緩慢的信號波形整形為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。

門電路有一個閾值電壓，當(dāng)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。

（1）用于波形變換

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。輸入信號是由直流分量和正弦分量疊加而成的，只要以信號的幅度大于VT+即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同頻率的矩形脈沖信號。

（2）用于脈沖的整形

數(shù)字系統(tǒng)，常常需要將窄脈沖進行展寬，用CD40106來展寬脈沖寬度的電路及輸入、輸出波形，它是利用R、C充電延時的作用來展寬輸出脈沖的，改變R、C的大小，即可調(diào)節(jié)脈寬展寬的程度

⑶用于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特性具有如下的顯著特點：第一，它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)；第二，在外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間以后，再自動返回穩(wěn)態(tài)；第三，暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短取決于電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。由于具備這些特點，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被廣泛應(yīng)用于脈沖整形、延時（產(chǎn)生滯后于觸發(fā)脈沖的輸出脈沖）以及定時（產(chǎn)生固定時間寬度的脈沖信號）等。利用施密特觸發(fā)器可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

⑷用于多諧振蕩器

利用施密特觸發(fā)器可以構(gòu)成多諧振蕩器。接通電源瞬間，電容C上的電壓為0V，輸出v0為高電平。v0通過電阻R對電容C充電，當(dāng)vI達到VT＋時，施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平，此后電容C又開始放電，vI下降，當(dāng)vI下降到VT－時，電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始地形成振蕩。

審核編輯黃昊宇