斯密特触发器概论
施密特触发器的应用
施密特触发器的应用一、引言施密特触发器是一种常见的电子元件，广泛应用于数字电路中。
其主要作用是在输入信号的变化过程中，产生稳定的输出信号。
本文将介绍施密特触发器的原理和几个常见的应用场景。
二、施密特触发器的原理施密特触发器由两个三极管组成，分别是PNP型和NPN型。
当输入信号的电压超过一定的阈值电压时，触发器将从一个状态切换到另一个状态。
具体来说，当输入信号的电压超过上阈值电压时，输出信号将从低电平切换到高电平；当输入信号的电压低于下阈值电压时，输出信号将从高电平切换到低电平。
这种切换特性使得施密特触发器在许多应用中发挥重要作用。
三、施密特触发器的应用1. 稳定的开关施密特触发器可以用作数字电路中的稳定开关。
当输入信号的电压超过上阈值电压时，输出信号将保持在高电平；当输入信号的电压低于下阈值电压时，输出信号将保持在低电平。
这种稳定开关的特性使得施密特触发器在计算机内存、逻辑门电路等领域得到广泛应用。
2. 信号整形施密特触发器可以用来整形输入信号。
在一些噪声较大的信号传输中，输入信号可能会受到干扰而产生波动。
通过将输入信号连接到施密特触发器的输入端，可以使输出信号稳定在高电平或低电平，从而去除噪声和波动。
3. 电压比较器施密特触发器还可以用作电压比较器。
在一些需要判断输入信号与参考电压之间关系的电路中，可以通过将输入信号和参考电压连接到施密特触发器的输入端，通过观察输出信号的状态来判断两者的关系。
比如在温度控制系统中，可以使用施密特触发器来判断当前温度是否超过设定温度。
4. 触发器延时施密特触发器还可以用于触发器延时。
在一些需要在特定时刻触发某个事件的电路中，可以通过设置适当的延时电路和施密特触发器来实现。
比如在摄影中，可以使用施密特触发器来实现快门的触发延时，从而捕捉到特定的瞬间。
5. 脉冲发生器施密特触发器还可以用作脉冲发生器。
通过合理设计输入信号的频率和幅值，可以使施密特触发器产生稳定的脉冲信号。
施密特触发电路特点、施密特触发电路工作原理
施密特触发电路是一种具有迟滞功能的比较器电路，其主要特点和工作原理如下：
特点：
1. 滞后现象（Hysteresis）：施密特触发器有两个不同的阈值电压，即上限阈值电压（VIH或VTH+）和下限阈值电压（VIL 或VTH-）。
当输入信号从低电平上升时，一旦超过上阈值电压，输出状态就会改变；而当输出已经处于高电平后，只有当输入信号下降到低于下阈值电压时，输出才会再次翻转。
两个阈值之间的差值称为滞后电压或回差电压。
2. 噪声抑制能力：由于存在滞后特性，施密特触发器对输入信号中的噪声有很好的抑制作用。
只有噪声足够大以使输入信号跨越阈值范围时，输出才会发生变化，这样可以避免小幅度的噪声引起输出的不必要切换。
3. 波形整形：对于非理想的方波、正弦波或其他不规则波形的输入信号，施密特触发器能够将其转换为边沿陡峭、干净的数字信号，常用于波形整形应用中。
工作原理：
在施密特触发电路内部，正反馈机制被用来实现上述的滞后
行为。
电路通常包含一个比较器和一些额外的电阻和电容元件来提供正反馈。
当输入电压VIN逐渐增大：
- 当VIN小于下限阈值电压VIL时，输出保持在某一稳定状态（比如低电平）。
- 随着VIN继续增加并达到上限阈值电压VIH时，输出立即跳变到另一稳定状态（比如高电平）。
- 输出跳变的同时，正反馈通过电路设计使得即使输入电压略有下降，只要不降到下限阈值以下，输出仍会保持不变。
当需要将输出由高电平变为低电平时，VIN必须降低至低于下限阈值VIL，此时输出才会发生反向跳变。
因此，施密特触发电路以其独特的双阈值工作方式，在电子系统中广泛应用在信号检测、逻辑门电路、波形变换等领域。
mos管施密特触发器原理
mos管施密特触发器原理
MOS管施密特触发器是一种常用的数字电路触发器，它利用MOS 场效应管构成的反馈网络来实现正反馈，从而产生双稳态特性。
当输入信号超过一定阈值时，输出状态会发生翻转，这使得MOS管施密特触发器在数字逻辑电路中具有重要的应用。
MOS管施密特触发器的原理可以从多个方面来解释。
首先，从电路结构上来看，MOS管施密特触发器由两个MOS场效应管和若干个被动元件（如电阻、电容）组成。
其中，MOS管的栅极和漏极之间串联了一个正反馈环路，这种反馈结构可以使得输出在输入信号超过一定阈值时产生瞬时的翻转，从而实现触发器的功能。
其次，从工作原理上来看，MOS管施密特触发器利用MOS场效应管的开关特性和正反馈的作用来实现双稳态。
当输入信号超过一定阈值时，反馈环路会使得输出瞬时地改变状态，这种状态的改变又会反过来影响反馈环路，从而保持输出状态的稳定。
这种双稳态的特性使得MOS管施密特触发器可以作为数字存储元件或者时序电路中的重要组成部分。
此外，从信号处理的角度来看，MOS管施密特触发器可以看作
是一种非线性的信号处理器件。
在输入信号超过阈值时，输出会出现明显的跳变，这种非线性特性使得MOS管施密特触发器在数字信号处理和数字逻辑电路中具有重要的应用，例如在数字振荡器、脉冲发生器等电路中起着关键作用。
综上所述，MOS管施密特触发器的原理涉及到电路结构、工作原理和信号处理等多个方面，通过理解这些原理，可以更好地应用和设计MOS管施密特触发器电路。
斯密特触发器
斯密特触发器斯密特触发器又称斯密特与非门,就是具有滞后特性得数字传输门、①电路具有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压与负向阈值电压②与双稳态触发器与单稳态触发器不同,施密特触发器属于"电平触发"型电路,不依赖于边沿陡峭得脉冲、它就是一种阈值开关电路,具有突变输入——输出特性得门电路、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)而引起得输出电压得改变、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得现象,可以瞧出对于要求一定延迟启动得电路,它就是特别适用得、从IC内部得逻辑符号与“与非”门得逻辑符号相比略有不同,增加了一个类似方框得图形,该图形正就是代表斯密特触发器一个重要得滞后特性。
当把输入端并接成非门时,它们得输入、输出特性就是:当输入电压V1上升到VT＋电平时,触发器翻转,输出负跳变;过了一段时间输入电压回降到VT＋电平时,输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT－电平时,输出才翻转至高电平(正跳变),这种现象称它为滞后特性,VT＋—VT－=△VT。
△VT称为斯密特触发器得滞后电压。
△VT 与IC得电源电压有关,当电源电压提高时,△VT略有增加,一般△VT值在3V左右。
因斯密特触发器具有电压得滞后特性,常用它对脉冲波形整形,使波形得上升沿或下降沿变得陡直;还可以用它作电压幅度鉴别。
在数字电路中它也就是很常用得器件。
施密特触发器施密特波形图施密特触发器也有两个稳定状态,但与一般触发器不同得就是,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;对于负向递减与正向递增两种不同变化方向得输入信号,施密特触发器有不同得阀值电压。
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得状态将发生变化。
施密特触发器就是一种特殊得门电路,与普通得门电路不同,施密特触发器有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压与负向阈值电压。
施密特触发器原理
施密特触发器原理施密特触发器（Schmitt Trigger）是一种非线性电路，广泛应用于信号调节和数字电路中。
本文将介绍施密特触发器的原理和工作方式。
1. 施密特触发器的概述施密特触发器是一种具有双阈值的比较器电路，能够将输入信号从模拟域转换为数字域的电路。
它通过正反馈实现了滞回特性，可以抑制输入信号中的噪声和抖动，从而提供了可靠的输出信号。
2. 施密特触发器的工作原理施密特触发器由一个比较器和一个正反馈网络组成。
正反馈网络使得比较器的阈值有两个水平：一个是正向阈值（高电平阈值），另一个是负向阈值（低电平阈值）。
当输入信号超过正向阈值时，输出变为高电平；当输入信号低于负向阈值时，输出变为低电平。
施密特触发器的工作过程可以分为两个阶段：上升沿和下降沿。
•上升沿：当输入信号从低电平变为高电平时，触发器的输出保持低电平，直到输入信号超过正向阈值才将输出切换为高电平。
•下降沿：当输入信号从高电平变为低电平时，触发器的输出保持高电平，直到输入信号低于负向阈值才将输出切换为低电平。
在施密特触发器中，正反馈网络起到了关键作用。
当输出为低电平时，在正反馈网络中的电压分压导致比较器的阈值提高，使得输入信号必须超过一个值才能使输出切换为高电平。
同样地，当输出为高电平时，正反馈网络使比较器的阈值降低，输入信号必须低于另一个值才能使输出切换为低电平。
3. 施密特触发器的应用施密特触发器在数字电路和信号调节中有广泛的应用。
•输入信号消抖：施密特触发器能够抑制输入信号上的噪声和抖动，使输出信号更加稳定，可用于消抖电路的设计。
•信号波形整形：施密特触发器能够将输入信号波形整形为方波信号，便于后续的数字处理。
•触发器设计：施密特触发器本身可以作为一个触发器，用于时序电路的设计。
4. 施密特触发器的优缺点施密特触发器的主要优点在于它能够通过滞回特性抑制输入信号中的噪声和抖动，提供可靠的输出信号。
然而，施密特触发器也有一些缺点：•边沿速度较慢：由于滞回特性的存在，施密特触发器的边沿速度相对较慢，对于高频信号可能会出现失真。
施密特触发器 (1)
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（）。
普通门电路的电压传输特性曲门的输入电阻很高，所以的输入端可以近似的看成开路。
把叠加原理应用到和构成的串联电路上，我们可以推导出这个电路的正向阈值电压和负向阈值电压。
当时，。
当从逐渐上升到时，从上升到，电路的状态将发生变化。
我们考虑电路状态即将发生变化那一时刻的情况。
因为此时电路状态尚未发生变化，所以仍然为，于是，。
与此类似，当时，。
当从逐渐下降到时，从下降到，电路的状态将发生变化。
我们考虑电路状态即将发生变化那一时刻的情况。
因为此时电路状态尚未发生变化，所以仍然为，，于是，此公式中VT+应该位VT-。
通过调节或，可以调节正向阈值电压和反向阈值电压。
不过，这个电路有一个约束条件，就是。
如果，那么，我们有及，这说明，即使上升到或下降到0，电路的状态也不会发生变化，电路处于“自锁状态”，不能正常工作。
图6.2.4 带与非功能的TTL集成施密特触发器集成施密特触发器比普通门电路稍微复杂一些。
我们知道，普通门电路由输入级、中间级和输出级组成。
如果在输入级和中间级之间插入一个施密特电路就可以构成施密特触发器[图6.2.4]。
集成施密特触发器的正向阈值电压和反向阈值电压都是固定的。
利用施密特触发器可以将非矩形波变换成矩形波[图6.2.8]。
图6.2.8 用施密特触发器实现波形变换利用施密特触发器可以恢复波形[图6.2.9(a)(b)(c)]。
图6.2.9 用施密特触发器对脉冲整形利用施密特触发器可以进行脉冲鉴幅[图6.2.10]。
图6.2.10 用施密特触发器鉴别脉冲幅度利用施密特触发器组成多谐振荡器：我们尝试着分析下面给定的电路，设电容上的初始电压为0，则接通电源后Ui=0，Uo=1，于是高电平通过电阻向电容C充电，随着充电过程的进行，Ui逐渐升高，当Ui升至UT+时，电路翻转，输出Q=Uo=0，电容C 放电，当Uc降至UT-时，电路再次翻转，输出高电平，C又开始充电，这样，Ui在UT+和UT-之间往复变化，输出不断高低高低变换，形成振荡。
施密特触发器
逻辑 符号
电压 传输特性
施密特触发器具有两个不同的阈值电压。正向阈值电压UT+ 和负向阈 值电压UT-的差值称为滞后电压或回差电压UH，即
《数字电子技术》
利用生物群落组 成和结构的变化 及生态系统功能 的变化为指标监 测环境污染。
生物化学 成份分析法
通过测定生物体内污 染物的含量，来估测 环境污染程度。
生物群落法
生理生化方法
以污染物引起 机体病理
状态和死亡为 指标监测环境 污染状况
毒理学和遗传 毒理学方法
利用染色体畸变和基因
突变为指标监测环境污染 物的致突变作用
为UT-， 则
此后只要uI＜UT-，就有uO = UOL。则
保持uO = UOL
单元1 施密特触发器
《数字电子技术》
1.2 用门电路组成的施密特触发器
CMOS反相器构成 的施密特触发器
电路的回差电压为
工作波形
结论：只要调整电阻R1、R2的比率，就可调整电路的回差电压，非常方 便。
单元1 施密特触发器
通过生物的 行为，生长、 发育以及生 理生化变化 为指标来监 测环境污染 状况。
单元1 施密特触发器
一、生物监测的主要方法
《数字电子技术》
1.生物群落法(生态学方法) 利用生物群落组成和结构的变化及生态 系统功能的变化为指标监测环境污染。解污染物对生物群落的影响
单元1 施密特触发器
《数字电子技术》
1.2 用门电路组成的施密特触发器
CMOS反相器构成 的施密特触发器
施密特触发器原理
施密特触发器原理
Schmitt trigger又被称为传统反相执行器，它是一种非线性电路，
是一种集成电路，用于在一定的阈值之上和之下保持输出的稳定。
图中展
示了Schmitt触发器电路的一般结构。
设计的Schmitt触发器有一个反馈
路径，允许更精确的控制输出电平的变化，并增强了系统稳定性。
Schmitt触发器有三个重要参数：触发电压、释放电压和偏置电压。
触发电压是当输入电压超过该值时，输出将从低转换为高。
释放电压是当
输入电压低于该值时，输出将从高转换为低。
偏置电压是在触发电压和释
放电压中间的电压，它用于控制启动振荡的电平。
Schmitt触发器的参数
可以通过调整偏置电压来控制，并由此调整触发电压和释放电压。
Schmitt触发器可以用来消除小幅度抖动，使每次输入变化都会导致
输出的足够大的变化。
它也可以用来消除振荡，它可以安全地抑制振荡，
而不会因控制不当而产生更多的振荡。
Schmitt触发器可以用于检测输入
信号的升降沿，以及实现高斯噪声修正和高通滤波。
另外，Schmitt触发器的设计和构造还能够增强系统的稳定性。
例如，它可以抑制噪声，并减少对环境变化的敏感性，从而增加对输入变化的能力。
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斯密特触发器
斯密特触发器又称斯密特与非门，是具有滞后特性的数字传输门. ①电路具有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压和负向阈值电压②与双稳态触发器和单稳态触发器不同,施密特触发器属于"电平触发"型电路,不依赖于边沿陡峭的脉冲.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.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IC内部的逻辑符号和“与非”门的逻辑符号相比略有不同，增加了一个类似方框的图形，该图形正是代表斯密特触发器一个重要的滞后特性。
当把输入端并接成非门时，它们的输入、输出特性是：当输入电压V1上升到VT＋电平时，触发器翻转，输出负跳变；过了一段时间输入电压回降到VT＋电平时，输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT－电平时，输出才翻转至高电平（正跳变），这种现象称它为滞后特性，VT＋—VT－=△VT。
△VT称为斯密特触发器的滞后电压。
△VT与IC的电源电压有关，当电源电压提高时，△VT略有增加，一般△VT 值在3V左右。
因斯密特触发器具有电压的滞后特性，常用它对脉冲波形整形，使波形的上升沿或下降沿变得陡直；还可以用它作电压幅度鉴别。
在数字电路中它也是很常用的器件。
施密特触发器
施密特波形图
施密特触发器也有两个稳定状态，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阀值电压。
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坏；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，均能受到满意的整形效果。
施密特触发器的应用
1. 波形变换可将三角波、正弦波等变成矩形波。
2. 脉冲波的整形数字系统中，矩形脉冲在传输中经常发生波形畸变，出现上升沿和下降沿不理想的情况，可用施密特触发器整形后，获得较理想的矩形脉冲。
3. 脉冲鉴幅幅度不同、不规则的脉冲信号时加到施密特触发器的输入端时，能选择幅度大于欲设值的脉冲信号进行输出。
施密特触发器常用芯片
74LS18双四输入与非门（施密特触发）74LS19六反相器（施密特触发）74132、74LS132、74S132、74F132、74HC132四2输入与非施密特触发器触发器74221、74LS221、74 HC221、74 C221双单稳态多谐振荡器（有施密特触发器）用555定时器可以构成施密特触发器
施密特触发器电路及工作原理详解
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。
图1 (a)反相比较器 (b)输入输出波形
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
图2 (a)反相斯密特触发器(b)输入输出波形
上临界电压V TH下临界电压V TL滞后宽度（电压）V H V TL<噪声<V TH
输入端信号νI上升到比V TH大时，触发电路使νO 转态输入端信号νI 下
降到比V TL小时，触发
电路使νO转态
上、下临界电压差V H
=V TH -V TL
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=
当νO为正饱和状态（+Vsat）时，由正反馈得上临界电压
当νO为负饱和状态（- Vsat）时，由正反馈得下临界电压
V TH与V TL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V TH时，输出信号由正状态转变为
负状态即：νI ＞V TH→νo = - Vsat
当输入信号下降到小于下临界电压V TL时，输出信号由负状态转变为
正状态即：νI ＜V TL→νo = + 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
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，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，
V TH与V TL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V TL时，输出信号由正状态转变为
负状态：νo< V TL→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＞ V TL→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+=V R+(R2/R1+R2)(Vmax-V R)
当Vi=V+时，输出转为Vmin。
当Vi>V+
V+=V R-(R2/R1+R2)(Vmin+V R)
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)。