17集成施密特触发器应用实验
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。
中职电子线路教案：集成施密特触发器电路简介
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案编号：
教学内容三、施密特触发器应用举例
1．波形的变换和整形
（1）将连续变化的波形→矩形波。
例：①正弦波→矩形波
②不规则波→矩形波
③对畸变波形整形：
教学内容（2）利用施密特触发器→相位变换。
v O与输入信号同相。
2．构成多谐振荡器
（1）电路：
教学
环节
教学活动内容及组织过程个案补充
教学内容
（2）工作原理：
①接通电源瞬间，v C = 0，到v I = 0到v O = 1
②通过R对C充电，v I↑到V TH时电路迅速翻转，v O = 0
③C经过R向输出端放电，v I↓到V TL，电路再次翻转
④周而复始，输出矩形波
（3）波形：
D、课堂练习：
分析书上的减法计数器
E、课堂小结：
1．TTL和CMOS集成施密特触发器
2．施密特触发器应用举例
F、布置作业：
习题十五15-6
板书设计15.3.2集成施密特触发器电路简介
一、TTL集成施密特触发器
二、CMOS集成施密特触发器
三、施密特触发器应用举例
教后札记。
集成触发器实验报告
电子电路试验报告
姓名：专业：班级：学号：
一、试验名称
集成触发器功能及其应用。
二、试验目的
掌握用与非门组成的基本RS触发器的特征；掌握集成JK触发器、D触发器的逻辑功能和使用方法；熟悉各种触发器的应用。
三、试验任务
用74LS73设计一个异步四进制计数器，并用双踪示波器观察输入输出波形。
四、试验任务原理
第一步：建立原始状态表和状态图。
第二步：简化状态（实际是状态合并）
第三步：状态分配（即状态编码）
第四步：选择触发器，求激励方程和状态转移方程
第五步：检查电路是否具有自启动特性
五、实现试验的电路图及其结果
试验电路图：实现的是6进制的计数器。
波形图：
六、思考题
（1）为解决主从JK触发器的一次变化问题，对CP脉冲有何要求？
答：对CP的要求是宽度较窄的正脉冲，且在CP=1期间，输入信号J，K不发生变化
七、试验心得与体会
通过这次电子电路试验，我对触发器有了了解，触发器是一种具有记忆功能的电路，可作为二进制存储单元使用。
触发器有置位端和复位端，只有当它们同时为1的时候，触发器才能正常工作，否则进行复位、置位、维持的功能，这些是我在这次试验中所学到的。
高中物理施密特触发器的物理原理教案
高中物理施密特触发器的物理原理教案一、引言在高中物理中，施密特触发器是电子电路中一个重要的概念。
本教案旨在介绍施密特触发器的物理原理以及相关应用。
二、施密特触发器的原理1. 基本概念施密特触发器是一种具有正反馈的电路，可以将输入信号转换为输出信号，并且具有两个阈值电压。
2. 工作原理当输入信号超过上阈值电压时，输出由低电平变为高电平；当输入信号低于下阈值电压时，输出由高电平变为低电平。
这种双稳态特性使得施密特触发器在模拟信号的数字化处理和数字电路的触发器设计中得到广泛应用。
三、施密特触发器的应用1. 信号处理施密特触发器可以用于判别模拟信号的高低电平，从而实现信号的数字化处理。
例如，可以用施密特触发器将模拟音频信号转换为数字音频信号，以便于后续的数字信号处理。
2. 时钟电路在数字电路中，施密特触发器常用于时钟电路的设计中。
通过设置适当的阈值电压和电容数值，可以实现稳定的时钟信号输出，用以同步其他数字电路的运行。
3. 触发器设计施密特触发器也是数字电路中常用的触发器类型之一。
通过利用其双稳态特性和正反馈回路，可以实现稳定的触发器功能，用于存储和传输数字信号。
四、实验演示为了更好地理解施密特触发器的原理，可以进行以下实验演示：实验材料：电压表、电路连接线、集成施密特触发器、电源。
实验步骤：1. 按照电路图正确连接集成施密特触发器电路。
2. 将电压表的正极和负极分别接入集成施密特触发器的输出端和地端。
3. 调节输入信号的幅值，观察输出信号的变化。
实验结果：当输入信号超过阈值电压时，输出由低电平切换为高电平；当输入信号低于阈值电压时，输出由高电平切换为低电平。
五、总结施密特触发器是一种具有正反馈的电子电路，具有双稳态特性，适用于模拟信号的数字化处理和数字电路的触发器设计。
通过适当的阈值电压设置和正反馈回路，可以实现稳定的触发器功能，用于存储和传输数字信号。
通过实验演示，可以更好地理解施密特触发器的原理和应用。
施密特触发器的应用
施密特触发器的应用1、波形的整形及变换利用施密特触发器将正弦波、三角波变换成方波，已在模拟电路中讨论过，不再赘述。
这里主要讨论整形。
通常由测量装置来的信号，经放大后可能是不规则的波形，必须经施密特触发器整形。
作为整形电路时，如果要求输出与输入同相，则可在上述集成施密特反相器后再加一级反相器。
整形电路对回差电压又有什么要求呢？如果输入信号具有如图1(a)所示的顶部干扰，而又希望得到如图1(c)所示的波形，若回差电压较小，将出现如图1(b)所示波形，顶部干扰造成了不良影响。
此时，应选择回差电压较大的施密特触发器，以提高电路的抗干扰性能。
图 1 利用回差电压抗干扰(a) 具有顶部干扰的输入信号(b) 回差电压小时的输出波形(c) 回差电压大于顶部干扰时输出波形2、幅度鉴别利用施密特触发器输出状态取决于输入信号vⅠ幅度的工作特点，可以用它来作为幅度鉴别电路。
例如，输入信号不等的一串脉冲，需要消除幅度较小的脉冲，而保留幅度大于Vth(见图2)的脉冲，只要将施密特触发器的正向阈值电压VT+调整到规定的幅度Vth，这样，幅度超过Vth的脉冲就使电路动作，有脉冲输出；而对于幅度小于Vth 的脉冲，电路则无脉冲输出，从而达到幅度鉴别的目的。
图2 脉冲幅度鉴别3、多谐振荡器利用施密特触发器可以构成多谐振荡器。
其电路如图3所示。
图3 用施密特触发器构成的多谐振荡器接通电源瞬间，电容C上的电压为0V，输出vO为高电平。
vO通过电阻R 对电容C 充电，当vⅠ达到VT+时，施密特触发器翻转，输出为低电平，此后电容C又开始放电，vⅠ下降，当vⅠ下降到VT-时，电路又发生翻转，如此周而复始而形成振荡。
其输入、输出波形如图4所示。
图4 施密特触发器构成的多谐振荡器的波形若在图3中采用的是CMOS施密特触发器，且VOH≈VDD，VOL≈0，根据图10.10.4的电压波形得到振荡周期计算公式为T =T1+T2当采用TTL施密特触发器（例如7414）时，考虑到输入电路对电容充放电的影响，电阻R不能大于470Ω，以保证输入端能够达到负向阈值电平。
课程设计——施密特触发器的设计与仿真
1.2设计施密特触发器的意义···························································································2
3.3施密特触发器的模拟功能··························································································13
4施密特触发器的设计与仿真······························································································16
关键词：施密特触发器，波形分析，脉冲整形，变换电路，单稳态触发器
Design and Simulation ofSchmitt trigger
Abstract:Schmitt triggeris aproductwith extensive pulse unit circuit. Use which has the potential trigger characteristics,can undertake pulse shaping. The edge of pulse shaping enough rules for edge steep rectangular pulse, through it can undertake waveformtransform, the sine wavetransform into rectangle wave;Another important use is carries on single amplitude identification,As long as the single amplitude up to a certain value, Flips-flop .So often called itamplitude discrimination device. Schmitt triggerstill can use composed many harmonic oscillator and single state trigger.This paper firstly introduces the development courseof the Schmitt trigger,the basic principle and its components in detail.In addition, the ordinary design and simulation methodsofPspicesoftware are introduced, with which we can design and simulate the circuit of the Schmitt trigger, and a series of analysisare done.
施密特触发电路的应用
施密特触发电路的应用下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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电子技术应用实验教程实验报告综合篇(附含答案解析)_UESTC_大三上
范文范例参考完美Word 格式整理版第一部分 常用电子测量仪器的使用本部分主要涉及实验要用到的三种仪器：数字示波器、信号发生器和稳压电源。
学生在自学了《电子技术应用实验教程 综合篇》（后称教材）第一章内容后，填空完成这部分的内容。
一、学习示波器的应用，填空完成下面的内容示波器能够将电信号转换为可以观察的视觉图形，便于人们观测。
示波器可分为 模拟示波器 和 数字示波器 两大类。
其中， 模拟示波器 以连续方式将被测信号显示出来；而 数字示波器 首先将被测信号抽样和量化，变为二进制信号存储起来，再从存储器中取出信号的离散值，通过算法将离散的被测信号以连续的形式在屏幕上显示出来。
我们使用的是 数字示波器 。
使用双踪示波器，能够同时观测两个时间相关的信号。
信号通过探头从面板上的 通道1 和 通道2 端送入，分别称为CH1和CH2。
在使用示波器时，需要注意以下几点： （1）正确选择触发源和触发方式触发源的选择：如果观测的是单通道信号，就应选择 该信号 作为触发源；如果同时观测两个时间相关的信号，则应选择信号周期 大 （大/小）的通道作为触发源。
（2）正确选择输入耦合方式应根据被观测信号的性质来选择正确的输入耦合方式。
如图1.1所示，输入耦合方式若设为交流（AC ），将阻挡输入信号的直流成分，示波器只显示输入的交流成分；耦合方式设为直流（DC ），输入信号的交流和直流成分都通过，示波器显示输入的实际波形；耦合方式设为接地（GND ），将断开输入信号。
0U1V 5V（A ）tU 1V5V 图1.2 被测信号实际波形tU （B ）t0U-2V2V （C ）DC图1.1 输入耦合开关示意图图1.3 不同输入耦合方式时的波形已知被测信号波形如图1.2所示，则在图1.3中， C 为输入耦合方式为交流（AC ）范文范例参考完美Word 格式整理版时的波形， A 为输入耦合方式为直流（DC ）时的波形， B 为输入耦合方式为接地（GND ）时的波形。
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数字电路-17
集成施密特触发器应用实验
一． 实验目的
1. 了解用示波器测试集成数字器件电压传输特性的方法。
2. 掌握集成施密特触发器的几种典型应用。
二． 实验原理
施密特触发器主要用于将随时间变化缓慢的非周期信号或周期性的非矩形波信号变换成上升时间和下降时间均很小的矩形波信号。
当输入u i 小于负向阀值电平U T-时，反相施密特触发器输出为“1”,当u i 大于正向阀值电平U T+时，施密特触发器输出为“0”。
U i 介于两者之间时，施密特触发器的状态保持不变。
所以，触发器的电压传输关系具有滞回特性，两个阀值电平之差称回差ΔU T 。
在电子系统中,施密特触发器具有广泛的应用。
根据施密特触发器的滞回特性,可以将输入的三角波,正弦波和其他不规则的周期性电压信号转变成矩形信号输出。
当电信号在传输过程中受到干扰而发生畸变时，可利用施密特触发器的回差特性对信号进行整形。
当输入信号为一组幅度不等的脉冲时，可利用施密特触发器对输入信号的幅度进行鉴别，只有幅度达到施密特触发器阀值电平的信号，才能引起输出变化。
1. 用施密特触发器构成多谐振荡器
图17-1是用反相施密特触发器构成的多谐振荡电路。
当输出u O 为高电平时，输入u c ≤U T+，施密特触发器的输出通过电阻R 向电容C 充电，u c 上升。
至Uc 等于U T+，输出u O 变为低电平U OL 。
然后电容通过电阻R 、施密特触发器输出端放电，u c 下降。
在
+-<<T o T U u U 期间，输出保持低电平不变。
至u c 等于U T-,输出u O 变为高电平。
所以u c 的电位在U T-和U T+之间变化,根据三要素法可以分析u O 的振荡周期T 为
oL
T oL
T T oH T oH PL PH U U U U RC U U U U RC T T T --+--=+=-+
+-ln ln
2. 用施密特触发器构成单稳态触发器
图17-2是用反相施密特触发器构成的微分型单稳态触发器。
阻、容元件RC 组成微分电路，输入信号u i 的周期t pi 远小于RC 电路的时间常数τ,施密特触发器对微分电路的输出信号u c 进行整形,形成宽度一定的脉冲信号u O 。
电路的工作原理：
当微分电路稳定时，电容开路，电阻R 无电流通过，V u c 0≈，u O 为高电平。
u i 上升（从0→U DD ）时，由于电容电压不能突变，u c 电位上跃为U DD ，u c 大于U T+，施密特触发器输出u O 为“0”,然后电容充电，u c 下降至U T-，u O 为高电平。
u c 继续下降至0V,电路恢复为稳态。
当u i 下降沿（从U DD 下降至0V ）时,u c 电位从0V 下降至 －U DD ，然后电容放电，u c
上升至0V 。
由于u c 始终小于U T+，施密特触发器输出u O 维持高电平。
所以，在输入u i 上升沿触发后，输出u O 产生一个宽度固定为t w 的负脉冲。
由三要素法，得：
pi T DD
w t U U RC t <<=-
ln
输出脉冲宽度t w 与微分电路的参数R 和C 及施密特触发器的阀值有关，与输入信号宽度t pi 无关，具有单稳态触发器的控制特性。
对于TTL 型的施密特触发器，可以接入二极管D 吸收u c 的负脉冲尖峰以保护器件，而CMOS 型施密特触发器内部具有输入保护嵌位二极管，u c 不会产生过大的负脉冲。
图17-3是集成六施密特反相触发器的引脚排列图，40106是CMOS 器件的型号，74LS14是TTL 器件的型号。
由于TTL 电路的输入结构，用74LS14构成的多谐振荡器和单稳态触发器电路，对电阻R 的阻值有所限制。
如果阻值太大，输入低电平电流i iL 在电阻R 上的压降将使施密特触发器的输入电压u c 不可能低于U T-，甚至大于U T+，致使电路功能无法实现。
三． 实验参考电路
1. 由施密特触发器构成的多谐振荡器电路原理如图17-1所示。
2. 由施密特触发器构成的单稳态触发器电路原理如图17-2所示。
图17-1 多谐振荡器电路原理图 图17-2 单稳态触发器电路原理图
图17-3 40106引脚图
四． 实验预习要求
1. 复习教材中有关施密特触发器及其应用电路的工作原理。
2. 分析图17－1和图17－2电路各信号波形。
3. 考虑如何使函数发生器输出如图17-4波形的信号，需要调节哪些旋钮？
五． 实验内容及步骤
1. 施密特触发器特性测试。
（1） 调节函数发生器输出峰值为5V ，频率为1kHz ，波形如图17-4所示的直流脉动三角波信号。
选择40106的一个施密特触发器，输入三角波信号。
图17-4 直流脉动三角波信号
（2） 用示波器X 通道观察施密特触发器的输入u i ，Y 通道观察输出u O ，记录输入、输出信号波形。
测量输出高电平U oH 、低电平U oL ，对照输入、输出波形，测量施密特触发器的正向阀值电平U T+和负向阀值电平U T-。
U oH =________（V ），U oL =_________（V ），U T+ =________（V ），U T- =_________（V ）。
（3） 调节函数发生器的波形对称度旋钮，改变三角波为锯齿波信号。
（4） 示波器选择X-Y 显示方式。
如果CRT 上无显示轨迹，调节电平LEVEL 旋钮使之显现。
（5） 调节X 和Y 位移旋钮POSITION ，选择CRT 的合适点为显示坐标的参考原点，调节显示灵敏度使显示轨迹便于观察。
记录施密特触发器的电压传输特性曲线，再次测试施密特触发器正向阀值U T+、负向阀值U T-、输出高电平U oH 和输出低电平U oL 。
U oH =________（V ），U oL =_________（V ），U T+ =________（V ），U T- =_________（V ）。
2. CMOS 施密特触发器构成的多谐振荡器
（1） 根据器件引脚图17-3选择40106的一个施密特触发器连接图17-1电路，电阻R=1k Ω，电容C=0.01μF 。
用示波器测试u O 和u c 的信号波形，并记录表17-1中各相应
表17-1
（2） 将电阻R 改为10k Ω，测量表17-1中各相应数据。
3. CMOS 施密特触发器构成的单稳态触发器 （1） 选择40106的一个施密特触发器按图17-2连接电路（二极管不接）。
U i 输入1kHz 的TTL 信号。
用示波器观察并记录单稳电路的各信号波形。
先观察u i 和u c ，然后观察u c 和u O 。
测试t w 记录于表17-2中。
（2） 将电阻R 改为10k Ω，测量t w 。
4. TTL 施密特触发器构成的单稳态触发器
（1） 选择TTL 施密特触发器74LS14连接图17-2的单稳电路，电阻R =1k Ω，输入u i 为200Hz 的TTL 信号。
用示波器观察并记录单稳电路的各信号波形。
测试t w =_______。
（2）接入二极管,观察u
c
波形的变化。
（3）将电阻R改为10kΩ，记录u
i ，u
c
和u
O
的波形。
测量u
c
波形在输入u
i
为低电平期
间的各电位值。
u
c =_______（V），u
O
=_______（V）。
5.TTL施密特触发器构成的多谐振荡器
（1）按图17-1改接电路，电阻R =1kΩ，电容C =0.01μF。
用示波器测试u
O 与u
C
的
信号波形，并记录各数据于表17-3。
表17-3
六．实验设备和器材
名称数量型号
1.双踪示波器1台学校自备
2.函数信号发生器1台学校自备
3.直流电源1台5V
4.适配器1只SD128B
5.14芯IC插座1只SD143
6.电阻模块1只SD150
7.电位器模块1只
8.二极管模块1只
9.集成芯片若干74LS14 40106
10.连接导线若干P2
11.实验用6孔插件方板297mm×300mm
七．实验预习要求
1.根据实验内容3，分析图17-2单稳触发电路的电阻上拉接电源或下拉接地时，输入信号的触发沿和输出信号有效电平分别是什么？输出脉冲宽度是否相同？为什么？
2.根据TTL逻辑门的输入特性，试解释实验内容5中电阻为10kΩ时u
c 和u
O
波形产生
现象的原因。
八．实验预习要求
1.计算74LS14和40106的回差电压ΔU
T。
2.根据实验测试的74LS14和40106 的阀值电平U
T-，U
T+
计算图17-1电路的振荡频率f
以及图17-2电路输出信号的脉冲宽度t
w
，并与实验值比较。
3.分析图17-2单稳电路中的电阻上拉后，u
O
输出脉冲宽度的理论计算值，并与实验值比较。
4.回答思考题。