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施密特触发器电路图分享

CHANBAEK 来源:网络整理 作者:网络整理 2024-02-23 17:14 次阅读

什么是施密特触发器?

施密特触发器(Schmitt Trigger)是一种特殊的门电路,也被称为迟滞比较器或滞回比较器。它具有两个阈值电压,分别对应于输入信号的正向递增和负向递减变化方向。这两个阈值电压称为正向阈值电压和负向阈值电压,它们之间的差值被称为回差电压。

施密特触发器可以定义为一个再生比较器。它采用正反馈并将正弦输入转换为方波输出。施密特触发器的输出在上限和下限阈值电压处摆动,这是输入波形的参考电压。它是一种双稳态电路,当输入达到某些设计的阈值电压电平时,输出在两个稳态电压电平(高和低)之间摆动。

image.png

它们分为两种类型,即反相施密特触发器和非反相施密特触发器。反相施密特触发器可以定义为连接到运算放大器端子的输出元件。类似地,同相放大器可以定义为输入信号在运算放大器的负端子处给出。

施密特触发器的状态由输入信号的电位维持,并且只有当输入信号的变化超过一定的阈值电压时,输出才会发生变化。这种特性使得施密特触发器具有滞回特性,可以在一定程度上抑制输入信号的噪声干扰,提高电路的稳定性。

施密特触发器常常被用于波形整形、脉冲整形、脉冲鉴幅等应用中。由于其具有滞回特性,施密特触发器也可以用于抗干扰,例如在开回路配置中用于抗扰,以及在闭回路正回授/负回授配置中用于实现多谐振荡器。此外,施密特触发器还可以用于将模拟信号转换为数字信号,实现脉冲的整形和鉴幅。

总的来说,施密特触发器是一种非常有用的电子电路,具有滞回特性和两个阈值电压的特点,广泛应用于波形整形、脉冲整形、脉冲鉴幅、抗干扰和模拟信号到数字信号的转换等领域。

施密特触发器的工作原理

即使输入信号有噪声,施密特触发器也能给出正确的结果。它使用两个阈值电压;一是阈值电压上限 (VUT),二是阈值电压下限 (VLT)。

施密特触发器的输出保持低电平,直到输入信号穿过 VUT。一旦输入信号超过此限制 VUT,施密特触发器的输出信号将保持高电平,直到输入信号低于 VLT 电平。

让我们通过一个例子来了解施密特触发器的工作原理。这里我们假设初始输入为零,并且如下图所示逐渐增加。

image.png

施密特触发器的输出信号保持低电平,直到 A 点。在 A 点,输入信号越过上限阈值 (VUT) 的电平,并产生高输出信号。

输出信号保持高电平直至 B 点。在 B 点,输入信号低于下阈值。这使得输出信号变低。同样,在 C 点,当输入信号超过上限阈值时,输出为高电平。在这种情况下,我们可以看到输入信号有噪声。但噪声不会影响输出信号。

接下来小编给大家分享一些施密特触发器电路图,以及简单分析它们的工作原理。

施密特触发器电路图分享

1、采用IC555的施密特触发器电路图

采用IC555的施密特触发器电路图如下所示。下面的电路可以用基本的电子元件搭建而成,但IC555是该电路中必不可少的元件。 IC 的两个引脚(例如引脚 4 和引脚 8)均与 Vcc 电源连接。 2 和 6 等两个引脚短接,并通过电容器相互向这些引脚提供输入。

image.png

可以使用由两个电阻(即 R1 和 R2)形成的分压器规则为两个引脚的共同点提供外部偏置电压 (Vcc/2) 。当输入处于两个阈值(称为滞后)之间时,输出保持其值。该电路可以像存储元件一样工作。

阈值是2/3Vcc和1/3Vcc。上级比较器在 2/3Vcc 电压下工作,而次要比较器在 1/3Vcc 电源下工作。

使用单独的比较器将关键电压与两个阈值进行对比。触发器(FF)被相应地布置或重新布置。输出将根据此变高或变低。

2、使用运放uA741 IC的施密特触发器电路图

下图是施密特触发器的电路图。它基本上是一个具有正反馈的反相比较器电路。施密特触发器的目的是将任何规则或不规则形状的输入波形转换为方波输出电压或脉冲。因此,它也可以称为平方电路。

image.png
如图所示,在741 IC运放的正反馈中设置了一个带有电阻Rdiv1和Rdiv2的分压器。使用相同值的Rdiv1和Rdiv2得到与输入电压串联的电阻值Rpar = Rdiv1||Rdiv2。 Rpar 用于最大限度地减少偏移问题。 R1 两端的电压反馈至同相输入。每当输入电压 Vi 的电压电平超过某个阈值(称为上阈值电压 (Vupt) 和下阈值电压 (Vlpt))时,它就会触发或改变输出 Vout 的状态。

3、采用IC uA 741的施密特触发器电路图

施密特触发器电路显示两个不同的信号输入电平,用于打开和关闭电路。 Von 和 Voff 电压之间的差异(称为迟滞施密特触发器)对于将缓慢上升的波形转换为快速上升的波形以及继电器等应用非常有用。

image.png

此处所示电路使用 741,通过 R5、R6 和 R7 进行正反馈以实现快速开关。分压器 R8 和 R9 将非反相输入端子的直流输入电压设置为电源电压的一半。正反馈的大小取决于R6和R7的比例,比例越大,电路表现出的迟滞越小。电位器R2设定反相输入端的直流电压,从而设定反馈电压的阈值电压。信号将触发电路。输入信号可以施加到两个输入端子中的任意一个。

4、简单的施密特触发器电路图

这是施密特触发器电路。该电路产生简单的比较器动作。它是“发射极耦合”。该电路具有明显的磁滞环和快速转换动作,因为该电路使用 2N3565 双极型高 hFE 晶体管。 2N3069 JFET 在测量输入上产生非常小的负载。

image.png

5、晶体管施密特触发器电路图

晶体管施密特触发器如下图所示,电路由两极电阻耦合共发射极晶体管放大器组成。与一般两极电阻耦合放大器不同的是,两个晶体管VT1,VT2共用一个发射极电阻R5,这就形成了强烈的正反馈。R2,R3是VT2的基极偏置电阻,R1,R4分别是VT1,VT2的集电极负载电阻。

image.png

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