施密特觸發(fā)器原理及應(yīng)用.doc

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1、1.施密特觸發(fā)器基本原理施密特觸發(fā)器又稱施密特反相器，是脈沖波形變換中經(jīng)常使用的一種電路。它在性能上有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：第一，輸入信號(hào)從低電平上升的過(guò)程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平，與輸入信號(hào)從高電平下降過(guò)程中對(duì)應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。第二，在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，通過(guò)電路內(nèi)部的正反饋過(guò)程使輸出電壓波形的邊沿變得很陡。利用這兩個(gè)特點(diǎn)不僅能將邊沿變化緩慢的信號(hào)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(mén)電路構(gòu)成，也可作成單片集成電路產(chǎn)品，且后者最為圖1CMOS施密特觸發(fā)器

2、邏輯符號(hào)及施密特電路的電壓傳輸特性曲線常用。圖1是CMOS集成施密特觸發(fā)器CD40106邏輯符號(hào)與電壓傳輸特性曲線。2．施密特觸發(fā)器的應(yīng)用⑴用于波形變換利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的正反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿變化緩慢的周期性信?hào)變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號(hào)。圖2的例子中，輸入信號(hào)是由直流分量和正弦分量疊加而成的，只要以信號(hào)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(hào)。VIVOt（ms）t（ms）VT+VT－00圖2用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形變換⑵用于脈沖的整形在數(shù)字系統(tǒng)，常常需要將窄脈沖進(jìn)行展寬，圖3是用

3、CD40106來(lái)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(shí)的作用來(lái)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。圖圖3施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)窄脈沖展寬電路及其波形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(diǎn)：第一，它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)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(shí)間以后，再自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)；第三，暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長(zhǎng)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(wú)關(guān)。由于具備這些特點(diǎn)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被廣泛應(yīng)用于脈沖整形、延時(shí)（產(chǎn)生滯后于觸發(fā)

4、脈沖的輸出脈沖）以及定時(shí)（產(chǎn)生固定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)）等。利用施密特觸發(fā)器可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。施密特型單穩(wěn)由輸入脈沖下降沿圖4用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。輸出正脈沖，見(jiàn)圖4。且要求T1＞TW，它的近似計(jì)算式為T(mén)W≈0.7RC。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。其電路如圖5所示。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(guò)電阻R對(duì)電容C充電，當(dāng)vI達(dá)到VT＋時(shí)，施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平，此后電容C又開(kāi)始放電，vI下降，當(dāng)vI下降到VT－時(shí)，電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)

5、始地形成振蕩。其振蕩周期公式為。圖5用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器