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您的位置网站首页>>数字电路>>6.2施密特触发器
责任编辑:刘昆山

   施密特触发器也有两个稳定状态,但与一般触发器不同的是,施密特触发器采用电位触发方式,其状态由输入信号电位维持;对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号,施密特触发器有不同的阀值电压。见图6-2:

          

解释:当输入信号Vi减小至低于负向阀值时,输出电压Vo翻转为高电平VoH;而输入信号Vi增大至高于正向阀值时,输出电压Vo才翻转为低电平VoL。这种滞后的电压传输特性称回差特性,其值-称为回差电压。   

一、用555定时器构成的施密特触发器

1.电路组成:  
  
将555定时器的阀值输入端Vi1(6脚)、触发输入端Vi2(2脚)相连作为输入端Vi,由Vo(3脚)或Vo’(7脚)挂接上拉电阻Rl及电源VDD作为输出端,便构成了如图6-3所示的施密特触发器电路。

         

2.工作原理:

如图所示,输入信号Vi,对应的输出信号为Vo,假设未接控制输入Vm 。

 ①当Vi=0V时,即Vi1<2/3Vcc、Vi2<1/3Vcc,此时Vo=1。以后Vi逐渐上升,只要不高于阀值电压(2/3Vcc),输出Vo维持1不变。

 ②当Vi上升至高于阀值电压(2/3Vcc)时,则Vi1>2/3Vcc、Vi2>1/3Vcc,此时定时器状态翻转为0,输出Vo=0,此后Vi继续上升,然后下降,只要不低于触发电位(1/3Vcc),输出维持0不变。

 ③当Vi继续下降,一旦低于触发电位(1/3Vcc)后,Vi1<2/3Vcc、Vi2<1/3Vcc,定时器状态翻转为1,输出Vo=1。

总结:未考虑外接控制输入Vm时,正负向阀值电压 =2/3Vcc、 =1/3Vcc,回差电压△V=1/3Vcc。若考虑Vm,则正负向阀值电压=Vm、=1/2Vm,回差电压△V=1/2Vm。由此,通过调节外加电压Vm可改变施密特触发器的回差电压特性,从而改变输出脉冲的宽度。

二、施密特触发器的应用举例

1.波形变换

  施密特触发器可用以将模拟信号波形转换成矩形波,如图6-4所示将正弦波信号同相转换成矩形波的例子,输出脉冲宽度tpo可通过回差电压加以调节。

       

2.波形整形

  若数字信号在传输过程中受到干扰变成如图6-5(a)所示的不规则波形,

     
  可利用施密特触发器的回差特性将它整形成规则的矩形波。若负向阀值取为,则回差电压。整形后输出波形如图6-5(b)所示。由于输入信号的干扰在输出中表现为三个矩形脉冲,这是错误的。若减小负向阀值取为,则回差电压。此时整形后输出波形如图6-5(c)所示,消去了干扰。

3.幅度鉴别

  施密特触发器的翻转取决于输入信号是否高于或低于,利用此特性可以构成幅度鉴别器,用以从一串脉冲中检出符合幅度要求的脉冲。如图6-6所示,当输入脉冲大于时,施密特触发器翻转,输出端有脉冲输出;当输入脉冲幅度小于时,施密特触发器不翻转,输出端没有脉冲输出。它可以鉴别出脉冲幅度高于的输入信号。

          

           

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6.3单稳态触发器
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