你们好,最近小品发现有诸多的小伙伴们对于施密特触发器波形图,施密特触发器这个问题都颇为感兴趣的,今天小活为大家梳理了下,一起往下看看吧。
1、施密特触发器结构示例
(资料图)
2、施密特触发器最重要的特点是可以将缓慢变化的输入信号整形为边沿陡峭的矩形脉冲。同时,施密特触发器还可以利用其返回电压来提高电路的抗干扰能力。两个晶体管的发射极连接在一起。
3、电路也有两种稳定状态(即双稳态电路),但它是由电位触发的。它的两个稳态分别是VT1饱和、VT2截止、VT2饱和和VT1截止。两个稳态之间的相互转换取决于输入信号的大小,
4、当输入信号电位达到导通电位并保持大于导通电位时,电路保持在某一稳态;如果输入信号电位降至关断电位,并保持低于关断电位,电路会迅速翻转并保持另一种状态。
5、这种电路常用于电位鉴别、振幅鉴别和任意波形整形。
6、施密特触发器具体分析
7、我们知道,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,电路的状态会发生变化。施密特触发器是一种特殊的门电路,与普通门电路不同。
8、施密特触发器有两个阈值电压,分别称为正阈值电压和负阈值电压。当输入信号从低电平上升到高电平时改变电路状态的输入电压称为正向阈值电压()。
9、当输入信号从高电平下降到低电平时改变电路状态的输入电压称为负阈值电压()。正阈值电压和负阈值电压之差称为返回差电压()。普通门电路的电压传输特性曲线单调,
10、施密特触发器的电压传输特性曲线是滞后的[图6.2.2(a)(b)]。可用普通门电路构成施密特触发器[图6.2.1]。因为CMOS门的输入电阻非常高,
11、因此,的输入端可近似视为开路。将叠加原理应用于由和组成的串联电路,我们可以导出该电路的正负阈值电压。那时,当它从0逐渐上升到0时,电路的状态就会发生变化。
12、我们考虑电路状态将要改变时的情况。因为此时电路状态没有变化,还是0,所以,同样的,在那个时候,电路的状态会从到逐渐下降,从到逐渐下降。
13、我们考虑电路状态将要改变时的情况。因为此时电路状态没有变化,仍然是0,所以这个公式中的VT应该是位VT-。通过调整or,可以调整正向阈值电压和反向阈值电压。然而,这个电路有一个限制,
14、没错。如果,那么,我们有and,这说明即使上升或下降到0,电路的状态也不会改变,电路处于“自锁状态”,不能正常工作。集成施密特触发器比普通门电路略复杂。我们知道,
15、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,可以形成施密特触发器[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是固定的。
16、使用施密特触发器将非矩形波转换成矩形波[图6.2.8]。使用施密特触发器恢复波形[图6.2.9 (a)、(b)和(c)]
17、使用施密特触发器进行脉冲幅度识别[图6.2.10]。用施密特触发器组成多谐振荡器;
18、我们试着分析下面给出的电路。假设电容上的初始电压为0,电源接通后Ui=0,Uo=1,那么电容C通过一个电阻被高电平充电。随着充电过程,Ui逐渐上升,当Ui上升到UT时,电路翻转。
19、输出Q=Uo=0,电容C放电。当Uc降到UT-时,电路再次翻转,输出高电平,C再次开始充电。这样Ui在UT和UT-之间来回变化,输出不断的高低变化,形成振荡。因此,该电路在没有外部触发的情况下,
20、我们把能够自己产生矩形波输出的器件称为多谐振荡器。该电路在没有外部触发的情况下仍能输出周期性变化的矩形波。我们把能自己产生矩形波输出的器件称为多谐振荡器。
21、施密特触发器电路用途
22、施密特触发器
23、(1)应用于波形的整形和变换:整形时,将不好的矩形波变为较好的矩形波;波形转换时,将三角波、正弦波和其他波形转换为矩形波。
24、(2)应用于幅度鉴别:可以将输入信号中的幅度大于某一数值的信号检测出来。
25、(3)应用于多谐振荡器。施密特触发器相关部分总结
26、 在数字系统的脉冲整形电路中,常需要一定幅度和宽度的矩形脉冲。获得矩形脉冲的方法通常有两种,一是由脉冲振荡器直接产生,二是用脉冲整形电路将非矩形脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。
27、施密特触发器是一种脉冲整形电路,它的电压传输特性是一条具有滞回特性的曲线,即触发器输出由低电平变为高电平和由高电平变为低电平所对应的阈值电压是不同的。
28、施密特触发器可对输入波形进行变换和整形。回差电压UT和阈值电压UT1和UT2是其主要参数。
29、单稳态触发器是一种脉冲整形电路,多用于脉冲波形的整形、延时和定时。它有一个稳态和一个暂稳态,稳态到暂稳态的转换靠外触发脉冲的作用,暂稳态维持一段时间后自动返回稳态,暂稳态维持时间的长短由定时元件,
30、决定,与触发脉冲无关,脉冲宽度和恢复时间是单稳态触发器的主要参数。
31、多谐振荡器是一种脉冲产生电路,它不需要外加输入信号,而使电路能够周而复始地振荡,电路必须接成正反馈;多谐振荡器没有稳定状态,只有两个暂稳态,暂稳态时间的长短取决于定时元件的充放电时间。
32、振荡周期是多谐振荡器的主要参数。
33、555定时器是一种多用途的单片集成电路,利用它可以方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。脉冲产生和整形电路也可由门电路外接电阻,电容等元器件组成。
34、附: 用555定时器构成施密特触发器
35、用555定时器构成多谐振荡器
36、555定时器是一种多用途的单片集成电路,利用它可以方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。
37、555集成定时器的内部电路结构是怎样的?它是怎样工作的?
38、答:在数字系统中,为了使各部分在时间上协调动作,需要有一个统一的时间基准。用来产生时间基准信号的电路称为时基电路。555集成定时器就是其中的一种。
39、它是一种由模拟电路与数字电路组合而成的多功能的中规模集成组件,只要配少量的外部器件,便可很方便的组成触发器、振荡器等多种功能电路。因此其获得迅速发展和广泛应用。
40、555集成定时器的工作原理。整个电路包括分压器,比较器,基本RS触发器和放电开关四个部分。
41、(1)分压器由三个5k的电阻串联组成分压器,其上端接电源VCC(8端),下端接地(1端),为两个比较器A1、A2提供基准电平。使比较器A1的“+”端接基准电平(23)*VCC(5端),
42、比较器A2的“-”端接(13)*VCC。如果在控制端(5端)外加控制电压可以改变两个比较器的基准电平。不用外加控制电压时,可用0.01F的电容使5端交流接地,以旁路高频干扰。
43、(2)比较器A1、A7是两个比较器。其“+”端是同相输人端,“-”端是反相输入端。由于比较器的灵敏度很高,当同相输入端电平略大于反相端时,其输出端为高电平;反之,
44、当同相输入端电平略小于反相输人端电平时,其输出端为低电平。因此,当高电平触发端(6端)的触发电平大于(23)*VCC时,比较器A1的输出为低电平;反之输出为高电平。
45、当低电平触发端(2端)的触发电平略小于(13)*VCC时,比较器A2的输出为低电平;反之,输出为高电平。
46、(3)基本RS触发器比较器A1和A2的输出端就是基本RS触发器的输入端RD和SD。因此,基本RS触发器的状态(3端的状态)受6端和2端的输入电平控制。图中的4端是低电平复位端。在4端施加低电平时,
47、可以强制复位,使Q=0。平时,将4端接电源VCC的正极。
48、(4)放电开关图中晶体管VT构成放电开关,使用时将其集电极接正电源,基极接基本RS触发器的Q非端。当(Q非)=0时,VT截止;当(Q非)=1时,VT饱合导通。可见晶体管VT作为放电开关,
49、其通断状态由触发器的状态决定。
50、怎样由555构成施密特触发器?
51、答:将(6脚)和(2脚)相连作为信号输入端即可构成施密特触发器。
52、怎样由555构成多谐振荡器?
53、答:因为用施密特触发器可以组成多谐振荡器;所以可用555定时器构成施密特电路,再用施密特电路加上RC充放电电路来设计多谐振荡器。图2-66a是由555组件组成的多谐振荡器电路,
54、R1、R2和C系外接元件。其工作原理如下:
55、接通电源后,VCC经R1 R2给电容C充电。由于电容上电压不能突变,电源刚接通时VcVCC3,所以555内部比较器A1输出高电平,A2输出低电平,即RD=1,SD=0,基本RS触发器置1,
56、输出端Q为高电平。此时(Q非)=0,使内部放电管截止。
57、当Vc上升到大于Vcc3时,RD=1,SD=1,基本RS触发器状态不变,即输出端Q仍为高电平,当Vc上升到略大于2VCC3时,Rn=0,SD=1,基本RS触发器置0,输出端Q为低电平。
58、这时Q非=1,使内部放电管饱合导通。于是电容C经R2和内部放电管放电,Vc按指数规律减小。
59、当Vc下降略小于Vcc3时,内部比较器A1输出高电平,A2输出低电平,基本RS触发器置1,输出高电平。这时,(Q非)=0,内部放电管截止。于是C结束放电并重新开始充电。如此循环不止,
60、输出端就得到一系列矩形脉冲。
以上就是施密特触发器这篇文章的一些介绍,希望对大家有所帮助。
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