6.3 施密特触发器

6.3 施密特触发器

6.3.1 施密特触发器方框图和电压传输特性图

6.36.3 施密特触发器

一、概述

《数字电子技术》

由施密特触发器的逻辑符号和电压传输特性可知，实际上施密特触发器是一个具有滞后特性的反相器。图中， VT+ 称为正向阈值电平或上限触发电平； VT- 称为负向阈值电平或下限触发电平。它们之间的差值称为回差电压( 滞后电压 ) ，用△ VT 表示。即有：

△VT= VT+- VT-



二、施密特触发电路构成

图 6.3.2 带与非门 TTL 集成施密特触发器


（ 1 ） TTL 集成施密特触发器 7413

正反馈过程 ,R2!=R3



设二极管导通压降为 0.7V ，当输入端电压vI 使得 vI′-vE=vBE1<0.7V 时， VT1 截止， VT2

饱和导通。若 vI 逐步上升至 VBE1>0 ． 7V 时，VT1 开始导通，同时产生一个正反馈过程：

vI′ ic1 vc1 ic2

vBE1 vE

从而使 VT1 迅速饱和导通， VT2 迅速截止。《数字电子技术》


若 vI′ 从高电平逐渐下降，并且降至 vBE1 只有 0.7V 左右时， ic1 开始减少，又引起另一个正反馈过程：

vI′ ic1 vc1 ic2

vBE1 vE

使电路迅速返回 VT1 截止， VT2 饱和导通状态。《数字电子技术》


小结： 1 、无论 T2 由导通变截止还是由截止变导通，均伴有正反馈过程，使输出端电压 VO 变得很陡峭；

2 、由于 R2>R3 ，所以使 T1 饱和导通时的 VE 必然低于 T2 饱和导通时的 VE 值，因此， T1 由截止变为导通的输入电压 VT+ 高于 T1 由导通变为截止时的输入电压 VT- ，这样就得到了施密特触发特性。

3 、经计算可得此电路：

VT+ ≈ 1.7V

VT- ≈ 0.8V

△VT≈ 0.9V课后练习



（ 2 ）用门电路组成的施密特触发器

将两级反相器串接起来，同时通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端，就构成了施密特触发器电路。

6.3.3 用 CMOS 反相器构成的施密特触发器

11R1

R2

G1 G2

Iv Ov1Ov

'

Iv

'Ov

CMOS 门，阈值电压212

1RRVV DDTH ，且



6.3.4 图 6.3.3 电路的电压传输特性(a) 同相输出 (b) 反相输出

思考：

1 、如何调节回差电压的大小？

2 、为什么 R1 必须小于 R2 ？

3 、如何用 TTL 门电路组成施密特触发器？《数字电子技术》

提高参考电压的稳定性

RA

RP

RB

图 6.3.5 用 CB555 定时器接成的施密特触发电路


（ 3 ）用 555 定时器接成的施密特触发器


图 6.3.6 图 6.3.5 电路的电压传输特性

由图 6.3.6 知这是一个典型的反相输出施密特触发器。

VT+ = 2/3VCC

VT- = 1/3VCC

如果参考电压由外接的电压 VCO 供给，则不难看出此时 VT+=VCO ， VT-=1/2VCO ， ΔVT=1/2VCO ，通过改变 VCO 值可以调节回差电压的大小。



三、施密特触发电路的特点

施密特触发器（电路）是一种特殊的双稳态时序电路，与一般双稳态电路比较，它具有两个明显的特点： 1 、施密特触发器是一种优良的波形整形电路，只要输入信号电平达到触发电平，输出信号就会从一个稳态转变到另一个稳态，且通过电路内部的正反馈过程可使输出电压的波形变得很陡。 2 、对正向和负向增长的输入信号，电路有不同的阈值电平，这是施密特触发器的滞后特性或回差特性，提高了干扰能力，可有效滤除噪声。



四、施密特触发电路的应用

（ 1 ）用于波形变换

图 6.3.7 用施密特触发器实现波形变换

脉冲展宽



（ 2 ）用于脉冲整形

图 6.3.8 用施密特触发器实现脉冲整形

传输线上电容较大

传输线较长，阻抗不匹配

其它脉冲叠加的噪声



（ 3 ）用于脉冲鉴幅

（ 4 ）构成多谐振荡器



6.3 施密特触发器

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