施密特触发器原理

时间:2025-02-14 23:59:43 单机游戏

施密特触发器是一种 双稳态触发器,它通过正反馈使输出信号在输入信号经过阈值转换点时翻转。施密特触发器的基本原理包括以下几个部分:

比较器:

施密特触发器通常包含两个比较器,比较器一和比较器二。比较器一比较输入信号与上阈值电压(+Vth1),当输入信号大于上阈值电压时,输出高电平(+Vsat);当输入信号小于上阈值电压时,输出低电平(0V)。比较器二比较输入信号与下阈值电压(-Vth2),当输入信号大于下阈值电压时,输出高电平(+Vsat);当输入信号小于下阈值电压时,输出低电平(0V)。

正反馈网络:

正反馈网络由两个电阻和一个电容组成。电容和电阻串联在比较器一的输出端,然后再与比较器二的非反相输入相连。

输出门电路:

输出门电路由一个转换器构成,将比较器二的输出信号作为其输入,输出转换为所需的信号类型,一般为正逻辑或负逻辑。

施密特触发器的工作过程如下:

当输入信号低于下阈值电压(-Vth2)时,比较器二输出低电平(0V),比较器一输出高电平(+Vsat),通过正反馈网络使输出信号保持高电平。

当输入信号上升到上阈值电压(+Vth1)时,比较器一输出高电平(+Vsat),比较器二输出高电平(+Vsat),通过正反馈网络使输出信号保持高电平。

当输入信号从高于上阈值电压下降到低于上阈值电压时,比较器一输出低电平(0V),输出门电路将输出信号翻转为低电平。

当输入信号从低于下阈值电压上升到高于下阈值电压时,比较器二输出高电平(+Vsat),输出门电路将输出信号翻转为高电平。

施密特触发器的特点包括具有回差电压特性,能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲,并且具有较高的噪声抑制能力。这种电路广泛应用于数字电子技术和计算机科学领域,特别是在需要稳定输出信号的应用中,如单片机读取I/O引脚电平的高低。