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施密特触发器

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施密特触发器是中国科技名词。

世界三大汉语词典分别是中国大陆的《 汉语大词典[1]》(共13册,5.6万词条,37万单词)、中国台湾的《 中文大辞典 》(共10册,5万词条,40万单词)以及日本的《 大汉和辞典 》(共13册,4.9万词条,40万单词)。汉字是记录汉语的文字[2],它已有六千年左右的历史,是世界上最古老的文字之一。

目录

名词解释

施密特触发器有两个稳定状态,但与一般触发器不同的是,施密特触发器采用电位触发方式,其状态由输入信号电位维持;对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号,施密特触发器有不同的阈值电压。

在电子学中,施密特触发器(英语:Schmitt trigger)是包含正反馈的比较器电路

对于标准施密特触发器,当输入电压高于正向阈值电压,输出为高;当输入电压低于负向阈值电压,输出为低;当输入在正负向阈值电压之间,输出不改变,也就是说输出由高电准位翻转为低电准位,或是由低电准位翻转为高电准位时所对应的阈值电压是不同的。只有当输入电压发生足够的变化时,输出才会变化,因此将这种元件命名为触发器。这种双阈值动作被称为迟滞现象,表明施密特触发器有记忆性。从本质上来说,施密特触发器是一种双稳态多谐振荡器。

施密特触发器可作为波形整形电路,能将模拟信号波形整形为数字电路能够处理的方波波形,而且由于施密特触发器具有滞回特性,所以可用于抗干扰,其应用包括在开回路配置中用于抗扰,以及在闭回路正回授/负回授配置中用于实现多谐振荡器。

内容

门电路有一个阈值电压,当输入电压从低电平上升到阈值电压或从高电平下降到阈值电压时电路的状态将发生变化。施密特触发器是一种特殊的门电路,与普通的门电路不同,施密特触发器有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压,在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。

它是一种阈值开关电路,具有突变输入——输出特性的门电路。这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化(低于某一阈值)而引起的输出电压的改变。

利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用,可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于vt+,即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。

当输入电压由低向高增加,到达V+时,输出电压发生突变,而输入电压Vi由高变低,到达V-,输出电压发生突变,因而出现输出电压变化滞后的现象,可以看出对于要求一定延迟启动的电路,它是特别适用的.

从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时,波形的上升沿将明显变缓;当传输线较长,而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时,在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象;当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时,信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况,都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的vt+和vt-设置得合适,均能收到满意的整形效果。

实现

隧道二极管

施密特触发器可以利用简单的隧道二极管(英语:tunnel diode)实现,这种二极管的伏安特性在第一象限中是一条“N”形曲线。振荡输入会使二极管的伏安特性从“N”形曲线的上升分支移动到另一分支,然后在输入值超越上升和下降翻转阈值时回到起点。不过,这类施密特触发器的性能可以利用基于晶体管的元件来提升,因为基于晶体管的元件可以通过非常直接的利用正反馈来提升翻转性能。

比较器

施密特触发器常用接入正反馈的比较器来实现。对于这一电路,翻转发生在接近地的位置,迟滞量由R1与R2的阻值控制。

比较器提取了两个输入之差的符号。当同相(+)输入的电压高于反相(-)输入的电压时,比较器输出翻转到高工作电压+Vs;当同相(+)输入的电压低于反相(-)输入的电压时,比较器输出翻转到低工作电压-Vs。这里的反相(-)输入是接地的,因此这里的比较器实现了函数符号,具有二态输出的特性,只有高和低两种状态,当同相(+)端连续输入时总有相同的符号。

参考文献