施密特触发器原理

 

非反相施密特电路的输入信号与反馈信号均接至非反相输入端，如图4所示。

由重迭定理可得非反相端电压

反相输入端接地： ν- = 0，当ν+ = ν- = 0 时的输入电压即为临界电压。

将ν+ = 0 代入上式得

整理后得临界电压

当νo 为负饱和状态时，可得上临界电压

当νo为正饱和状态时，可得下临界电压，

VTH与VTL之间的电压差为滞后电压：

 

      图5 (a)计算机仿真图                     （b）转换特性曲线

输入、输出波形与转换特性曲线如图5所示。

当输入信号下降到小于下临界电压VTL 时，输出信号由正状态转变为

负状态：νo < VTL →νo = - Vsat 

当输入信号上升到大于上临界电压VTH 时，输出信号由负状态转变为

正状态： νo ＞ VTL →νo = + Vsat 

输出信号在正、负两状态之间转变，输出波形为方波。

史密特触发器电路原理实验：

 

如图6，当Vi 大于VR 时运算放大器的输出会得到一个正向电压输出；若VR 大于

Vi 时则会得到一个负电压。电压的大小则由两个齐紊二极管来限压。理想的运

算放大器其输出上升时间为0，而在实际的电路上是上可能得到这么理想的曲

线，一般从负压上升到正压需要一小段的上升时间。换言之，运算放大器并上能

立刻反应Vi 及VR 所形成的电压差。

如果参考电压VR 固定，那么当Vi 慢慢增加时，仅在Vi-VR≧ V1 时。运算

放大器的输出达到Vmax；而当Vi 渐渐减小时却必须于Vi-VR≦ V1 伏特时，输

出才为Vmin。也即，欲达Vmax 及Vmin 输出电压的条件上一样，两者Vi-VR

值相差V1，这种情形称为迟滞(hysteresis)现象。史密特触发器便是利用这种现象

而做成的电路。

反相的史密特触发器，输出电压经由分压电路回授至运算放大器，参考电压

则加在R1 及R2 的末端。回授β 值为R2/(R1+R2)，此电路为正回授，如果输出

增加了V，则有回授βV 到运算放大器。

当Vi<V+时，

V+=VR+(R2/R1+R2)(Vmax-VR)

当Vi=V+时，输出转为Vmin。

当Vi>V+

V+=VR-(R2/R1+R2)(Vmin+VR)

若此时V+渐渐小至V2，则输出又转为Vmax。由于迟滞现象，使得触发输出电

压转相的电压有所上同，输入电压增加产生输出转相时所的电压，要比输入电压

降低时所产生的输出转相所需电压来得大(V1>V2)。

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