施密特觸發(fā)器的原理及其用途淺談

什么叫觸發(fā)器

施密特觸發(fā)電路（ 簡(jiǎn)稱）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)器具有如下特性：輸入電壓有兩個(gè)閥值vl、vh，vl施密特觸發(fā)器通常用作緩沖器消除輸入端的干擾。

施密特波形圖

施密特觸發(fā)器也有兩個(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)，施密特觸發(fā)器有不同的閥值電壓。

施密特觸發(fā)器有什么作用？

施密特觸發(fā)器在輸入信號(hào)達(dá)到一定閾值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生特定的輸出信號(hào)。這種元件具有抗干擾能力強(qiáng)、輸出信號(hào)波形清晰、開關(guān)速度快、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，因此在數(shù)字電路、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。施密特觸發(fā)器的作用主要包括以下幾個(gè)方面：

1.波形整形：施密特觸發(fā)器可以將不規(guī)則的信號(hào)波形轉(zhuǎn)換成矩形波，從而方便后續(xù)處理。在數(shù)字電路中，矩形波是常用的時(shí)鐘信號(hào)或同步信號(hào)，因此施密特觸發(fā)器在數(shù)字電路中可用于波形整形或時(shí)鐘信號(hào)的恢復(fù)。

2.脈沖波的整形：施密特觸發(fā)器可以用于脈沖信號(hào)的整形，將不理想的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成理想的矩形波。在通信系統(tǒng)或控制系統(tǒng)中，這種功能非常重要，可以保證信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。

用施密特觸發(fā)器對(duì)脈沖整形

3.脈沖鑒幅：施密特觸發(fā)器具有鑒幅功能，可以在輸入信號(hào)達(dá)到一定幅度時(shí)產(chǎn)生輸出信號(hào)。這種功能在模擬電路中非常有用，例如用于信號(hào)分離、濾波等應(yīng)用。

圖用施密特觸發(fā)器鑒別脈沖幅度

4.構(gòu)成多諧振蕩器：施密特觸發(fā)器可以構(gòu)成多諧振蕩器，產(chǎn)生方波或矩形波。這種功能在數(shù)字電路中非常有用，例如用于頻率合成、邏輯門電路的時(shí)鐘信號(hào)等。

5.用于觸發(fā)：施密特觸發(fā)器可以用于觸發(fā)其他電子元件，如晶體管、可控硅等，從而實(shí)現(xiàn)控制功能。這種功能在開關(guān)電路、控制系統(tǒng)中非常常用。

不能用CMOS來設(shè)計(jì)施密特觸發(fā)器嗎？

CMOS 器件可以用來設(shè)計(jì)施密特觸發(fā)器，但是不能選擇閾值電壓，只能在有限的電源電壓范圍內(nèi)工作，例如：4HC14 在 +5v 下運(yùn)行，閾值通常為 2.4v 和 1.8v。

或者你也可以使用比較器芯片，通過額外的分立電阻定義閾值。

74 CH14

如果你需要處理嘈雜或者失真的數(shù)字信號(hào)，可以使用 CMOS 器件。但如果你要求不尋常的電壓或者精確的閾值，就需要設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的電路。

基于施密特觸發(fā)器的方波產(chǎn)生電路

可以使用施密特觸發(fā)器很容易地配置出一個(gè)方波產(chǎn)生電路，電路圖如下：

基于反相施密特觸發(fā)器的方波產(chǎn)生電路

R 的值這里我們使用 6.8kΩ, 電容 C 的值 47nF。