施密特触发器工作原理图
在上面的示例中,V 滞后 = UTP-LTP
上阈值(触发)点、下阈值(触发)点——这些是比较输入信号的点。UTP 的值和上述电路的LTP包括以下
UTP = V * R2 / (R1 R2)
LTP = -V* R2 /(R1 R2)
当要比较两个级别时,边界可能会出现振荡(或波动)。具有迟滞可防止这种振荡问题得到解决。比较器始终与固定参考电压(单参考)进行比较,而施密特触发器与称为 UTP 和 LTP 的两种不同电压进行比较。
使用运算放大器 741 电路的上述施密特触发器的 UTP 和 LTP 值 可以使用以下等式计算。
UTP = V * R2 / (R1 R2)
LTP = -V* R2 / (R1 R2)
UTP = 10V *5/5 10= 3.33 V
LTP = -10V *5/5 10= – 3.33 V
三、施密特触发器工作原理 (施密特触发器原理图)施密特触发器利用正反馈——它对输出进行采样并将其反馈到输入中,以便“加强”,可以说是输出——这与负反馈完全相反,负反馈试图抵消对输出的任何更改。
这种增强属性很有用——它使比较器决定它想要的输出状态,并使其保持在那里,即使在通常是死区的范围内。
可以看下面这个简单的电路:具有迟滞的反相比较器
具有迟滞的反相比较器
假设输入电压低于同相引脚的参考电压,因此输出为高电平。
V* 是在非反相输入端产生固定偏置的参考输入电压。由于通过上拉电阻的输出为高电平,这会创建一个通过反馈电阻的电流路径,略微增加参考电压。
当输入高于参考电压时,输出变低。通常这不会以任何方式影响参考电压,但由于有一个反馈电阻,参考电压会略低于标称值,因为反馈和较低的参考电阻现在与地并联(因为低输出将电阻器的该端子短路到地)。由于参考电压降低,输入的微小变化不会导致多次转换——换句话说,不再存在死区。
为了使输出变高,输入现在必须越过新的下限阈值。一旦交叉,输出变为高电平,电路“重置”为初始配置。输入必须只跨越一次阈值,从而产生一个干净的转换。该电路现在有两个有效的阈值或状态——它是双稳态的。
这可以用图表的形式来概括:
滞后曲线
这可以从通常意义上理解——x轴是输入,y轴是输出。追踪从 x 到 y 的线,我们发现一旦越过下阈值,滞后就会变高,反之亦然。
同相比较器的操作类似——输出再次改变电阻网络的配置以改变阈值以防止不需要的振荡或噪声。
四、施密特触发器电路图1、基于运算放大器的施密特触发器
1)反相施密特触发器
在反相施密特触发器中,输入在运算放大器的反相端给出,以及从输出到输入的正反馈。反相施密特触发器的电路图如下图所示:
反相施密特触发器
反相施密特触发器工作原理:
在 A 点,电压为 V,施加的电压(输入电压)为 Vin。如果施加的电压 Vin 大于 V,则电路的输出将为低电平。如果施加的电压 Vin 小于 V,则电路的输出会很高: