施密特觸發(fā)器，最初被稱為熱離子觸發(fā)器，已經(jīng)存在了幾十年。到目前為止，它已經(jīng)為改變生活的技術(shù)進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)，例如跟蹤兩種電壓狀態(tài)之間的切換。它是一個(gè)比較器或差分放大器，具有額外的遲滯以提供抗擾度。但即使沒有遲滯，它也可以單獨(dú)用作產(chǎn)生干凈數(shù)字脈沖的比較器。 

今天，我們將設(shè)計(jì)一個(gè)施密特觸發(fā)器電路，然后解釋它是如何工作的。此外，我們將重點(diǎn)介紹幾個(gè)可以應(yīng)用施密特觸發(fā)電路的領(lǐng)域。 

1.什么是施密特觸發(fā)器？

簡而言之，它是一個(gè)再生比較器。它使用正反饋來實(shí)現(xiàn)滯后電壓或?qū)⒄逸斎敫臑榉讲ㄝ敵觥?/span>通常，施密特觸發(fā)器的輸出電壓用作輸入波形的參考電壓。它的功能是將噪聲從其模擬輸入信號(hào)形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 

施密特觸發(fā)器也可以是雙穩(wěn)態(tài)電路。一旦輸入達(dá)到所需的閾值電平，雙穩(wěn)態(tài)電路就會(huì)具有穩(wěn)定的高低輸出電壓擺幅。

2.施密特觸發(fā)器的種類

毫無疑問，有幾種以施密特觸發(fā)器為元件之一的邏輯集成電路。然而，在我們的例子中，我們將基于我們將擁有的 DIY 施密特觸發(fā)器。 

類型包括；

• 基于運(yùn)算放大器的施密特觸發(fā)器，以及 

• 基于晶體管的施密特觸發(fā)器。 

上述類型的進(jìn)一步說明在常見的施密特觸發(fā)器電路下。 

3.施密特觸發(fā)器是如何工作的？

施密特觸發(fā)器使用正反饋概念來實(shí)現(xiàn)其功能。換句話說，它將獲取一個(gè)輸出樣本，然后將其反饋回輸入源。這樣，輸出就會(huì)有強(qiáng)化。

（正反饋解釋）。

增強(qiáng)有助于使比較器輸出隨意確定其狀態(tài)。此外，它還確保狀態(tài)在規(guī)定的水平上保持不變。 

4.常見施密特觸發(fā)器電路

使用晶體管的施密特觸發(fā)器

我們將使用兩個(gè)晶體管（基本組件）和其他基本的外部組件用于此施密特觸發(fā)器電路來設(shè)置框圖。 

電路的操作

首先，當(dāng) VIN（輸入電壓）為 0V 時(shí)，T1 不會(huì)導(dǎo)通。另一方面，Vref（參考電壓）具有 1.98 V，這將允許 T2 導(dǎo)通。 

進(jìn)一步，當(dāng)我們繼續(xù)到節(jié)點(diǎn) B 時(shí)，我們可以將電路視為分壓器，然后使用下面的公式計(jì)算具有組件值的電壓；

VIN = 0V，Vref = 5V

Va = (Ra + Rb/Ra + Rb + R1) x Vref

Vb = (Rb/Rb + R1 + Ra) x Vref

正如我們所指出的，T2 的 1.98 導(dǎo)通電壓很低。另外，晶體管的基極電壓為1.28V，高于晶體管發(fā)射極電壓0.7V。  

因此，增加電路輸入電壓可以跨越 T1 值并使其導(dǎo)通。隨后，它會(huì)導(dǎo)致 T2 的基極電壓下降。T2 晶體管的較短導(dǎo)通周期會(huì)增加輸出電壓。 

使用晶體管的施密特觸發(fā)器 

接下來，該端子T1基極電壓處的電路輸入電壓將開始拒絕。在此過程中，基極電壓會(huì)超過晶體管發(fā)射極端的0.7V，從而導(dǎo)致晶體管失活。 

整個(gè)過程取決于發(fā)射極電流拒絕到晶體管找到正向激活模式的點(diǎn)。之后，T2 端的基極電壓和集電極電壓都會(huì)上升。

但是，有時(shí)流過T2的電流很小，該電流能夠關(guān)閉T1并降低發(fā)射極電壓。在這種情況下，您會(huì)將電路輸入電壓降至 1.3V 左右以停用 T1。 

最后，您將有兩個(gè)閾值電壓，分別為 1.3V 和 1.9V。 

基于運(yùn)算放大器的施密特觸發(fā)器電路

基于運(yùn)算放大器的施密特觸發(fā)器電路有兩個(gè)主要部分；同相輸入和反相施密特觸發(fā)器。 

反相施密特觸發(fā)電路

對(duì)于反相施密特觸發(fā)器輸入，您將應(yīng)用運(yùn)算放大器 (Op-Amp) 的反相端子。此外，反相模式產(chǎn)生的輸出極性相反，您需要將其應(yīng)用于同相端子以獲得正反饋。 

反相施密特觸發(fā)電路 

上面反相施密特觸發(fā)電路的解釋和公式；

VREF 小于 VIN 導(dǎo)致 -VSAT 比較器輸出。相反，如果 -VREF 略大于 VIN（更負(fù)），則輸出將為 VSAT。因此，Vo（比較器輸出電壓）將是 -VSAT 或 VSAT。但是你必須用 R2 或 R1 控制電路輸入電壓來調(diào)節(jié)電路的狀態(tài)變化。 

-VREF 和 VREF 公式的值； 

1. V REF  = (V O  * R 2 ) / (R 1  + R 2 ) 

2. V O  = V SAT，因此， 

3. V REF  = (V SAT  * R 2 ) / (R 1  + R 2 ) 

4. -V REF  = (V O  * R 2 ) / (R 1  + R 2 ) 

5. V O  = -V SAT 因此，

6. -V REF  = (-V SAT  * R 2 ) / (R 1  + R 2 ) 

有時(shí)，您會(huì)發(fā)現(xiàn) VREF 被稱為上閾值電壓 (VUT)，而 -VREF 是下閾值電壓 (VLT)。 

同相施密特觸發(fā)器電路 

在基于運(yùn)算放大器的施密特觸發(fā)器電路的第二種模式中，您在運(yùn)算放大器的同相輸入端子中施加電路輸入電壓。之后，發(fā)射極電阻 R1 將允許輸出電壓返回到同相端子電路。 

同相施密特觸發(fā)器電路 

假設(shè)一開始輸出電壓為 VSAT。只要 VLT 高于 VIN，輸出電壓就會(huì)處于相同的飽和電平。如果稍后電路輸入電壓超過下限電壓電平，則輸出狀態(tài)將更改為 -VSAT。您還可以串聯(lián)改變偏置電壓以獲得所需的參考電壓值。 

最后，輸出將在 -VSAT 狀態(tài)下保持恒定，直到電路輸入電壓上升到高于閾值電壓上限。 

5.施密特觸發(fā)器的應(yīng)用

您會(huì)在多種應(yīng)用中找到施密特觸發(fā)器電路，例如；

• 首先，在開關(guān)去抖電路中。 

• 然后，您可以使用施密特觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)張弛振蕩器，尤其是在具有閉環(huán) -ve 響應(yīng)的設(shè)計(jì)中。

• 此外，您可以在函數(shù)發(fā)生器和電源中使用它們。

• 此外，觸發(fā)電路將正弦波變?yōu)榉讲ā?/span>

• 最后，您可以將它們合并到數(shù)字電路中作為信號(hào)調(diào)節(jié)，以幫助去除信號(hào)電路。 

總結(jié)

總而言之，今天的文章詳細(xì)介紹了施密特觸發(fā)器、它的操作、基本電路結(jié)構(gòu)以及它的一些應(yīng)用。 

即使觸發(fā)器的效率很高，最好有一些預(yù)防措施，例如。將運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)到導(dǎo)軌中。會(huì)有更多的功耗，因此，您需要一個(gè)高功率電源。盡管存在限制，但您將擺脫嘈雜的信號(hào)和減少的多輸出轉(zhuǎn)換數(shù)量。 

在設(shè)置電路或停留在項(xiàng)目上時(shí)遇到問題？聯(lián)系我們了解更多詳情。