施密特触发器与反相器的区别
滞回比较器又称施密特触发器
在单限比较器中,输入电压在阈值电压附近的任何微小变化,都会引起输出电压的跃变,不管这种电压是来自输入信号还是外部干扰;因此,虽然单限比较器很灵敏,但是抗干扰能力差,滞回比较器具有滞回特性,即具有惯性,因而也就具有一定的抗干扰能力;滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器;这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时,它有两个阈值,且不相等,其传输特性具有“滞回”曲线的形状; 滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式; UR是某一固定电压,改变UR值能改变阈值及回差大小;以图4a所示的反相滞回比较器为例,计算阈值并画出传输特性图4 滞回比较器及其传输特性 66666a反相输入；b同相输入 1,正向过程正向过程的阈值为形成电压传输特性的abcd段 2,负向过程负向过程的阈值为形成电压传输特性上defa段;由于它与磁滞回线形状相似,故称之为滞回电压比较器;利用求阈值的临界条件和叠加原理方法,不难计算出图4b所示的同相滞回比较器的两个阈值两个阈值的差值ΔUTH=UTH1–UTH2称为回差;由上分析可知,改变R2值可改变回差大小,调整UR可改变UTH1和UTH2,但不影响回差大小;即滞回比较器的传输特性将平行右移或左移,滞回曲线宽度不变;图5 比较器的波形变换 a输入波形；b 输出波形例如,滞回比较器的传输特性和输入电压的波形如图6a、b所示;根据传输特性和两个阈值UTH1＝2V, UTH2=–2V,可画出输出电压uo的波形,如图6c所示;从图c可见,ui在UTH1与UTH2之间变化,不会引起uo的跳变;但回差也导致了输出电压的滞后现象,使电平鉴别产生误差;图6 说明滞回比较器抗干扰能力强的图 a已知传输特性；b已知ui 波形； c根据传输特性和ui波形画出的uo波形因为矩形波电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间;电路组成：如图所示为矩形波发生电路,它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成;RC 回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充、放电实现输出状态的自动转换;电压传输特性如图所示。
反相器和施密特触发反相器
反相器和施密特触发反相器反相器和施密特触发反相器反相器是一种基本的数字电路元件，它的作用是将输入信号取反输出。
反相器的输入和输出都是数字信号，它可以用来实现逻辑门电路、计数器、寄存器等数字电路。
反相器有很多种实现方式，其中比较常见的有普通反相器和施密特触发反相器。
普通反相器普通反相器是最简单的反相器实现方式，它由一个晶体管或场效应管和几个电阻组成。
晶体管或场效应管的输入端接入一个电阻，输出端接入另一个电阻，电阻的另一端接地。
输入信号通过电阻进入晶体管或场效应管，经过放大后输出到另一个电阻上，由于电阻的两端电势差相反，所以输出信号与输入信号相反。
普通反相器的优点是结构简单，成本低廉，但它的缺点是输出信号存在一定的延迟和失真，因此在高速数字电路中使用时需要注意。
施密特触发反相器施密特触发反相器是一种特殊的反相器实现方式，它可以消除输入信号的噪声和抖动，提高电路的稳定性和可靠性。
施密特触发反相器由两个晶体管或场效应管和几个电阻组成。
其中一个晶体管或场效应管的输入端接入一个电阻和一个正馈电阻，输出端接入另一个电阻和一个负馈电阻，另一个晶体管或场效应管的输入端接入一个电阻和一个负馈电阻，输出端接入另一个电阻和一个正馈电阻。
正馈电阻和负馈电阻的作用是使得输出信号在输入信号达到一定阈值时翻转，从而消除噪声和抖动。
施密特触发反相器的优点是具有较高的稳定性和可靠性，可以消除输入信号的噪声和抖动，但它的缺点是结构比较复杂，成本较高。
总结反相器是一种基本的数字电路元件，它的作用是将输入信号取反输出。
普通反相器是最简单的反相器实现方式，它的优点是结构简单，成本低廉，但它的缺点是输出信号存在一定的延迟和失真。
施密特触发反相器是一种特殊的反相器实现方式，它可以消除输入信号的噪声和抖动，提高电路的稳定性和可靠性，但它的缺点是结构比较复杂，成本较高。
在实际应用中，需要根据具体的需求选择合适的反相器实现方式。
反相器和施密特触发反相器
反相器和施密特触发反相器
反相器和施密特触发反相器是电子学中的两个重要电路。
反相器是一种基本的运算放大器电路，用于将输入信号进行反相，即输出信号与输入信号相反。
它通常由一个操作放大器和一组反馈电阻组成。
反相器的应用范围非常广泛，例如在滤波、振荡、放大等电路中都有应用。
施密特触发反相器是一种具有正反馈的电路，它可以将输入信号从低电平切换到高电平，或者从高电平切换到低电平。
施密特触发反相器的工作原理是：当输入信号超过某个阈值时，输出电压会快速从一个状态跳到另一个状态，这个阈值通常称为“上升阈值”和“下降阈值”。
施密特触发反相器的应用范围主要在于数字电路中，例如在
计数器、触发器、时钟等电路中都有应用。
总之，反相器和施密特触发反相器都是电子学中非常重要的电路，它们的应用范围非常广泛，对于电路设计和电子产品的研发都有重要的意义。
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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
施密特触发器一、基本概念：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。
正反馈：是指受控部分发出反馈信息，其方向与控制信息一致，可以促进或加强控制部分的活动。
台湾地区又叫正回馈。
负反馈：负反馈（英语：negative feedback），在台湾称作负回馈，又称负回授，是反馈的一种。
是指系统的输出会影响系统的输入，在输出变动时，所造成的影响恰和原来变动的趋势相反；反之，就称为正反馈。
将一个系统的输出信号的一部分或全部以一定方式和路径送回到系统的输入端作为输入信号的一部分，这个作用过程叫——反馈。
按反馈的信号极性分类，反馈可分为正反馈和负反馈。
若反馈信号与输入信号极性相同或变化方向同相，则两种信号混合的结果将使放大器的净输入信号大于输出信号，这种反馈叫正反馈。
正反馈主要用于信号产生电路。
反之，反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反（反相），则叠加的结果将使净输入信号减弱，这种反馈叫负反馈放大电路和自动控制系统通常采用负反馈技术以稳定系统的工作状态。
比较器：对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。
能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。
比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。
比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。
门电路：用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路。
常用的门电路在逻辑功能上有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。
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。
数字电子技术习题答案
习题答案第一章数制和码制1．数字信号和模拟信号各有什么特点?答：模拟信号——量值的大小随时间变化是连续的。
数字信号——量值的大小随时间变化是离散的、突变的（存在一个最小数量单位△）。
2．在数字系统中为什么要采用二进制?它有何优点?答：简单、状态数少，可以用二极管、三极管的开关状态来对应二进制的两个数。
3.二进制：0、1；四进制：0、1、2、3；八进制：0、1、2、3、4、5、6、7；十六进制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
4.(30.25)10=( 11110.01)2=( 1E.4)16。
(3AB6)16=( 0011101010110110)2=(35266)8。
(136.27)10=( 10001000.0100)2=( 88.4)16。
5.B E6.ABCD7.(432.B7)16=( 010*********. 10110111)2=(2062. 556)8。
8.二进制数的1和0代表一个事物的两种不同逻辑状态。
9.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数；符号位为1表示负数。
这种表示法称为原码。
10.正数的反码与原码相同，负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
11.正数的补码与原码相同，负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
12.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数；符号位为1表示负数。
正数的反码、补码与原码相同，负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
补码再补是原码。
13.A:(+1011)2的反码、补码与原码均相同：01011；B: (-1101)2的原码为11101，反码为10010，补码为10011.14.A: (111011)2 的符号位为1，该数为负数，反码为100100，补码为100101. B: (001010)2 的符号位为0，该数为正，故反码、补码与原码均相同：001010.15.两个用补码表示的二进制数相加时，和的符号位是将两个加数的符号位和来自最高有效数字位的进位相加，舍弃产生的进位得到的结果就是和的符号。
(中职)数字电子技术题库带答案-判断题
《数字电子技术》习题库判断题题.逻辑电路中，一律用“1”表示高电平，用“0”表示低电平。
()1.“与”门的逻辑功能是“有1出1,全0出0"。
().“异或”门的逻辑功能是“相同出0,不同出1”。
()2.常用的门电器中，判断两个输入信号是否相同的门电路是“与非”门。
().由分立元件组成的三极管“非”门电路，实际上是一个三极管反相器。
()3. TTL集成“与非”门电路的输入级是以多发射极晶体管为主。
().常见的小规模数字集成电路是TTL集成门和M0S集成门两大系列。
()4. CMOS门电路是由PM0S和NM0S管组成的互补不对称型逻辑门电路。
(). CMOS 传输门的输入与输出不可以互换，所以传输门又称为单向开关。
()5. CMOS “与非”门和反相器相连可以组成一个双向模拟开关。
().用四位二进制代码表示1位十进制数形成的二进制代码称为BCD码。
()6.逻辑代数又称为布尔代数。
().逻辑变量只有0和1两种数值，表示事物的两种对立状态。
()7.常用的化简方法有代数法和卡诺图法。
().任何一个逻辑函数的表达式一定是唯一的()8.任何一个逻辑表达式经化简后，其最简式一定是唯一的().我们常用的计算机键盘是由译码器组成的()9.优先编码器中，允许几个信号同时加到输入端，所以，编码器能同时对几个输入信号进行编码。
().常见的8-3线编码器中有8个输出端，3个输入端。
() 10.输出n位代码的二进制编码器，最多可以有2n个输入信号。
(). 8421BCD码是最常用的二-十进制码。
()11.在优先编码器中，几个输入信号同时到来时，数字大的信号总是被优先编码。
().二-十进制译码器的功能与二-十进制编码器的功能正好相反。
()12.二-十进制译码器对8421 BCD码以外的四位代码拒绝翻译。
().电子手表常采用分段式数码显示器。
()13.触发器在某一时刻的输出状态，不仅取决于当时输入信号的状态，还与电路的原始状态有关。
施密特触发器
施密特触发器实验 3.9 施密特触发器及其应⽤⼀、实验⽬的1．掌握施密特触发器的特点。
2．学会测试集成施密特触发器的阈值电压。
3．了解施密特触发器的应⽤。
⼆、实验原理1．施密特触发器施密特触发器⼜称施密特反相器，是脉冲波形变换中经常使⽤的⼀种电路。
它在性能上有两个重要的特点：第⼀，输⼊信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输⼊电平，与输⼊信号从⾼电平下降过程中对应的输⼊转换电平不同。
第⼆，在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。
利⽤这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，⽽且可以将叠加在矩形脉冲⾼、低电平上的噪声有效地清除。
施密特触发器可以由门电路构成，也可做成单⽚集成电路产品，且后者最为图3.9.1 CMOS施密特触发器逻辑符号及施密特电路的电压传输特性曲线226227常⽤。
图3.9.1是CMOS 集成施密特触发器CD40106逻辑符号与电压传输特性曲线。
2．施密特触发器的应⽤⑴⽤于波形变换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。
图3.9.2的例⼦中，输⼊信号是由直流分量和正弦分量叠加⽽成的，只要以信号的幅度⼤于V T+即可在施密特触发器的输出端得到同频率的矩形脉冲信号。
图3.9.2 ⽤施密特触发器实现波形变换⑵⽤于脉冲的整形在数字系统，常常需要将窄脉冲进⾏展宽，图3.9.3是⽤CD40106来展宽脉冲宽度的电路及输⼊、输出波形，它是利⽤R 、C 充电延时的作⽤来展宽输出脉冲的，改变R 、C 的⼤⼩，即可调节脉宽展宽的程度。
V I V t （ms ）t （ms ）228图图 3.9.3 施密特触发器实现窄脉冲展宽电路及其波形⑶⽤于单稳态触发器单稳态触发器的⼯作特性具有如下的显著特点：第⼀，它有稳态和暂稳态两个不同的⼯作状态；第⼆，在外界触发脉冲作⽤下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持⼀段时间以后，再⾃动返回稳态；第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本⾝的参数，与触发脉冲的宽度和幅度⽆关。
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③、暂稳态维持时间的长短仅仅取决于单稳触发器 电路本身的参数，与触发脉冲无关。
现代电子技术实验
单稳态触发器广泛应用于脉冲整形、延时 和定时的电路中 :
整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度 都相等的波形）
CD4098实现脉冲延时的原理图
现代电子技术实验
TWI=CX1*RX1 TW2=CX2*RX2
决定从触发信号(Ui)有效 到 灯亮的时间 决定灯亮的时间
电路第一个单稳态设 成上升沿触发，第二个单稳 态设成下降沿触发。
实验目的 实验原理 实验内容 注意事项
三、实验内容
现代电子技术实验
1、利用所给器件，实现图3.34所示CMOS门电
现代电子技术实验
3、用与非门构成图3.40所示的微分型单稳态触发 器，输入Vin接20kHz TTL信号，改变RW2，用双踪示波 器观测Vin和Vi，Va，Vb，Vc，Vout的波形变化情况（定 量记录Vin、Vc、Vout波形，标出周期、幅度及脉宽）。
施密特触发器具有幅值比较功能并且输出波 形边沿陡峭，所以常用于脉冲幅度鉴别、脉冲整形 和脉冲变换等。施密特触发器不同于其它的各类触 发器，它具有以下特点：
① 施密特触发器属于电平触发，对于缓慢变 化的信号仍然适用，当输入信号达到某一定电压值 时，输出电压会发生突变。
② 输入信号增加和减小时，电路有不同的阈 值电压，它具有如下页右图所示的传输特性。
现代电子技术实验
实验目的 实验原理 实验内容 注意事项
一、实验目的
1．掌握使用集成门电路构成施密 特触发器和单稳态触发器的基本方法。
2．掌握集成施密特触发器在波形 整形电路中的作用。
3．掌握集成单稳触发器在脉冲延 时电路中的作用。
二、实验原理
现代电子技术实验
实验目的 实验原理 实验内容 注意事项
1、施密特触发器
最小值/ V 最大值/ V 典型值
VT+
5
上限阈值
10
电压
15
2.2
3.6
2.9
4.6
7.1
5.9
6.8
10.8
8.8
VT-
5
下限阈值
10
电压
15
0.9
2.8
1.9
2.5
5.2
3.9
4
7.4
5.8
△VT
5
滞回电压
10
15
0.3
1.6
0.9
1.2
3.4
2.3
1.6
5.0
3.5
现代电子技术实验
单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态 要么是0，要么是1。单稳态触发器的工作特点是：
现代电子技术实验
VTH
静止期：0~t1，输入端无信号触发，Vin为 高，Va、Vb为低、Vc为高。G1开， G2关。电 路处于稳定状态。
工作期：t2>t≥t1。
t=t1时：Vin↓， V’i↓， Va ↑， Vb↑， Vc↓。
VTH
此时，G1关， G2开。即使Vin回到高，Vc低仍
将维持。
t2>t>t1时：电容C3充电，Vb下降，但仍高
路组成的施密特触发器。输入端接2kHz、VPP=10V（带 载实测）的三角波信号，改变RW1的值，用双踪示波器 观测两组Vi和Vout的波形变化情况（测量时将两个波形 的参考点调至重合，注意测试的是哪一个源），画出输
入、输出并标出VT+及VT。讨论并说明RW1的改变与输 出变化的关系。
2、用CD40106实现图3.38所示集成施密特触发 器整形电路。输入端Vin接2kHz的正弦波，按表3.13中 所给不同幅度的输入情况，观测输出Vout，并将输出的 结果填入表3.13中。讨论并说明输入信号幅度的改变与 输出变化的关系。
Vout
VOH
Vin
VT+
t
VT
t
0
Vout
VOH
VOL
t
0
反向传输
VOL
0
同向传输
t
施密特触发器的输入输出波形
实验目的
现代电子技术实验
（1）门电路组成的施密特触发器
电路中两个反相器串联，分压电阻RW1、R4将输出
端的理
实验内容 注意事项
反相器CD4069组成的施密特触发器及其引脚图
VT
(1
R W1 R4
)VTH
VT
(1
R W1 R4
)VTH
改变RW1及R4的值可改变VT+、 VT- 。注意： RW1应小于R4。
本实验中:
VT+为 (2.5V~4.775V) VT-为 (0.225V~2.5V)
现代电子技术实验
（2）集成施密特触发器CD40106
参数名 称
VDD / V
VTH
工作波形图
(2)、集成单稳态触发器 现代电子技术实验
输入 输出
+TR -TR RE Q Q
↑ 11
↑ 01QQ
功能
上升沿 连续触发 触发沿无效
1 ↓ 1 Q Q 触发沿无效
0 ↓1
下降沿 连续触发
XX0 0
1
复位为初态
CD4098是一片双单稳态触发器，每个触发器均可单独设置为 上升沿触发或下降沿触发。当选择上升沿触发时，触发脉冲由＋TR端 输入，－TR端接正电源；选择下降沿触发时，触发脉冲由－TR端输入， ＋TR端接地。
于VTH，故Vc仍为低。电路处于暂稳态。
t1 t2
恢复期：t=t2时， Vb下降至VTH， G2关闭，
Vc为高。 C3电容放电，进入恢复期。
②积分型单稳触发器
现代电子技术实验
采用正脉冲触发。
TW=1.1RC4 R=R7+RW3=(100---600)欧; C4=4700P TW=(0.52—3.1) us
1.3)RC3。
现代电子技术实验
VTH
R=(100----600)欧;
C3=4700P
TW=(0.7—1.3)RC3
=(0.32---3.6) *10 –6 S
单稳态触发器主要有4个参数：输出脉
冲宽度T
w、输出脉冲幅度V
、恢复
m
时间T re和分辩时间Td。
VTH
t1 t2 微分型单稳态触发器波形图
VOUT 5.0
1.5 3.5 5.0 VIN CMOS非门电压传输特性
VTH=VDD/2
VOUT 5.0
现代电子技术实验
VT- VT+
VIN 2.1 2.9 5.0
施密特触发电路电压传输特性
采用内部反馈，边沿更陡
输
VT+
入 VT-
回差电压：两个门限电压之差
现代电子技术实验
Vin
VT+ VT
0
延时（把输入信号延迟一定时间后输出） 定时（产生一定宽度的矩形波）
现代电子技术实验
（1）、用与非门组成的单稳态触发器
① 微分型单稳态触发器
74LS00引脚图
如图所示,负脉冲触发, C2和R5构成输入微分电路 R=(R6+RW2) 和 C3 构 成 微 分 定 时 电 路 。 输 出 脉 宽 tw≈(0.7-