施密特触发器原理及应用

施密特触发器原理及应用

我们知道，门威廉希尔官方网站 有一个阈值电压，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威廉希尔官方网站 的状态将发生变化。施密特触发器是一种特殊的门威廉希尔官方网站 ，与普通的门威廉希尔官方网站 不同，施密特触发器有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使威廉希尔官方网站 状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压（），在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使威廉希尔官方网站 状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压（）。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压（）。普通门威廉希尔官方网站 的电压传输特性曲线是单调的，施密特触发器的电压传输特性曲线则是滞回的[图6.2.2(a)(b)]。

图6.2.1 用CMOS反相器构成的施密特触发器

（a）威廉希尔官方网站 （b）图形符号

图6.2.2 图6.2.1威廉希尔官方网站 的电压传输特性

（a）同相输出 （b）反相输出

用普通的门威廉希尔官方网站 可以构成施密特触发器[图6.2.1]。因为CMOS门的输入电阻很高，所以的输入端可以近似的看成开路。把叠加原理应用到和构成的串联威廉希尔官方网站 上，我们可以推导出这个威廉希尔官方网站 的正向阈值电压和负向阈值电压。当时，。当从0逐渐上升到时，从0上升到，威廉希尔官方网站 的状态将发生变化。我们考虑威廉希尔官方网站 状态即将发生变化那一时刻的情况。因为此时威廉希尔官方网站 状态尚未发生变化，所以仍然为0，，于是，。与此类似，当时，。当从逐渐下降到时，从下降到，威廉希尔官方网站 的状态将发生变化。我们考虑威廉希尔官方网站 状态即将发生变化那一时刻的情况。因为此时威廉希尔官方网站 状态尚未发生变化，所以仍然为，，于是，。通过调节或，可以调节正向阈值电压和反向阈值电压。不过，这个威廉希尔官方网站 有一个约束条件，就是。如果，那么，我们有及，这说明，即使上升到或下降到0，威廉希尔官方网站 的状态也不会发生变化，威廉希尔官方网站 处于“自锁状态”，不能正常工作。

图6.2.4 带与非功能的TTL集成施密特触发器

集成施密特触发器比普通门威廉希尔官方网站 稍微复杂一些。我们知道，普通门威廉希尔官方网站 由输入级、中间级和输出级组成。如果在输入级和中间级之间插入一个施密特威廉希尔官方网站 就可以构成施密特触发器[图6.2.4]。集成施密特触发器的正向阈值电压和反向阈值电压都是固定的。

利用施密特触发器可以将非矩形波变换成矩形波[图6.2.8]。

图6.2.8 用施密特触发器实现波形变换

利用施密特触发器可以恢复波形[图6.2.9(a)(b)(c)]。

图6.2.9 用施密特触发器对脉冲整形

利用施密特触发器可以进行脉冲鉴幅[图6.2.10]。

图6.2.10 用施密特触发器鉴别脉冲幅度