首页 资讯 应用 高压 设计 行业 低压 电路图 关于

电力电子

旗下栏目: 电力电子 通信网络 RFID LED/LCD

施密特触发器电路工作原理

电力电子 | 发布时间:2019-03-04 | 人气: | #评论# | 本文关键字:工作原理,施密特触发器,电路解析
摘要:什么叫触发器?施密特触发电路(简称)是一种波形整形电路,当任何波形的信号进入电路时,输出在正、负饱和之间跳动,产生方波或脉波输出。不同于比较器,施密特触发电路有两个临界电

什么叫触发器?施密特触发电路(简称)是一种波形整形电路,当任何波形的信号进入电路时,输出在正、负饱和之间跳动,产生方波或脉波输出。不同于比较器,施密特触发电路有两个临界电压且形成一个滞后区,可以防止在滞后范围内之噪声干扰电路的正常工作。如遥控接收线路,传感器输入电路都会用到它整形。
施密特触发器:一般比较器只有一个作比较的临界电压,若输入端有噪声来回多次穿越临界电压时,输出端即受到干扰,其正负状态产生不正常转换,如图1所示。

 施密特触发器如图2 所示,其输出电压经由R1 、R2 分压后送回到运算放大器的非反相输入端形成正反馈。因为正反馈会产生滞后(Hysteresis)现象,所以只要噪声的大小在两个临界电压(上临界电压及下临界电压)形成的滞后电压范围内,即可避免噪声误触发电路,如表1 所示

施密特触发电路

图1  (a)反相比较器                   (b)输入输出波形

 

图2  (a)反相斯密特触发器            (b)输入输出波形

表1施密特触发器的滞后特性

上临界电压VTH

下临界电压VTL

滞后宽度(电压)VH

VTL<噪声<VTH

输入端信号νI 上升到比VTH 大时,触发电路使ν转态

输入端信号ν下降到比VTL 小时,触发电路使νO 转态

上、下临界电压差VH=VTH -VTL

噪声在容许的滞 后宽度范围内,νO 维持稳定状态

反相施密特触发器
电路如图2 所示,运算放大器的输出电压在正、负饱和之间转换:
νO= ±Vsat 。输出电压经由R1 、R2 分压后反馈到非反相输入端:ν+βνO
其中反馈因数= 
νO为正饱和状态(+Vsat  )时,由正反馈得上临界电压

νO 为负饱和状态(- Vsat  )时,由正反馈得下临界电压

VTH 与VTL 之间的电压差为滞后电压:2R1
  

            图3   (a)输入、输出波形              (b)转换特性曲线

输入、输出波形及转换特性曲线如图3(b)所示。
当输入信号上升到大于上临界电压VTH 时,输出信号由正状态转变为负状态即:

ν>VTH→νo = - Vsat 

当输入信号下降到小于下临界电压VTL 时,输出信号由负状态转变为正状态即:

νVTLνo = + Vsat 

输出信号在正、负两状态之间转变,输出波形为方波。

非反相施密特电路

 非反相史密特触发器

        图4 非反相史密特触发器

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,ν+ = ν- = 0 时的输入电压即为临界电压。
 

ν+ = 0 代入上式得
 

整理后得临界电压

νo 为负饱和状态时,可得上临界电压

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)。

 

                                 图6

韦恩电桥震荡器频率分析计算-韦恩电桥振荡电路-实验-震荡

责任编辑:施密特触发器

热门文章

首页 | 电气资讯 | 应用技术 | 高压电器 | 电气设计 | 行业应用 | 低压电器 | 电路图 | 关于我们 | 版权声明

Copyright 2017-2018 电气自动化网 版权所有 辽ICP备17010593号-1

电脑版 | 移动版 原创声明:本站大部分内容为原创,转载请注明电气自动化网转载;部分内容来源网络,如侵犯您的权益请发送邮件到[email protected]联系我们删除。