施(shi)密特(te)觸發(fa)器，最(zui)初(chu)被(bei)稱為(wei)熱(re)離(li)子(zi)觸(chu)發(fa)器，已(yi)經(jing)存在(zai)了幾十年(nian)。到(dao)目前為(wei)止，它(ta)已(yi)經(jing)為(wei)改變生活(huo)的(de)技術進步(bu)做(zuo)出了貢(gong)獻(xian)，例(li)如(ru)跟(gen)蹤兩(liang)種(zhong)電壓(ya)狀態(tai)之(zhi)間(jian)的(de)切換。它(ta)是(shi)壹個比較器或(huo)差(cha)分(fen)放(fang)大(da)器，具(ju)有(you)額外(wai)的(de)遲滯以提供(gong)抗擾度。但(dan)即(ji)使沒有(you)遲(chi)滯(zhi)，它(ta)也(ye)可以單(dan)獨(du)用(yong)作(zuo)產(chan)生幹(gan)凈(jing)數(shu)字脈(mai)沖的(de)比較器。 

今天，我(wo)們(men)將(jiang)設(she)計壹個施(shi)密(mi)特(te)觸發(fa)器電路(lu)，然後(hou)解(jie)釋(shi)它(ta)是(shi)如何(he)工作的(de)。此外(wai)，我(wo)們(men)將(jiang)重點介(jie)紹幾個可(ke)以應用(yong)施(shi)密特(te)觸發(fa)電路(lu)的領(ling)域(yu)。 

1.什(shen)麽(me)是(shi)施密(mi)特(te)觸發(fa)器？

簡(jian)而(er)言之，它(ta)是(shi)壹個再(zai)生比較器。它(ta)使用(yong)正反饋來(lai)實現滯後(hou)電壓(ya)或將(jiang)正弦(xian)輸(shu)入更(geng)改為(wei)方波(bo)輸(shu)出。通常(chang)，施(shi)密特(te)觸發(fa)器的(de)輸(shu)出電壓(ya)用作(zuo)輸(shu)入波(bo)形(xing)的參(can)考電壓(ya)。它(ta)的(de)功(gong)能是(shi)將噪(zao)聲(sheng)從(cong)其(qi)模(mo)擬(ni)輸入信(xin)號形(xing)式轉(zhuan)換為(wei)數(shu)字信(xin)號。 

施密(mi)特(te)觸發(fa)器也(ye)可以是(shi)雙穩(wen)態(tai)電路(lu)。壹旦輸(shu)入達到(dao)所(suo)需(xu)的閾(yu)值電平(ping)，雙穩(wen)態(tai)電路(lu)就會具有(you)穩(wen)定(ding)的(de)高低輸(shu)出電壓(ya)擺(bai)幅。

2.施密(mi)特(te)觸發(fa)器的(de)種(zhong)類

毫無(wu)疑(yi)問(wen)，有(you)幾(ji)種(zhong)以施密(mi)特(te)觸發(fa)器為(wei)元(yuan)件之(zhi)壹的邏(luo)輯(ji)集成電路(lu)。然而(er)，在(zai)我(wo)們(men)的(de)例(li)子(zi)中(zhong)，我(wo)們(men)將(jiang)基(ji)於(yu)我(wo)們(men)將(jiang)擁(yong)有(you)的(de) DIY 施(shi)密(mi)特(te)觸發(fa)器。 

類型包(bao)括(kuo)；

• 基(ji)於(yu)運算(suan)放(fang)大(da)器的(de)施(shi)密(mi)特(te)觸發(fa)器，以及 

• 基(ji)於(yu)晶體(ti)管的施密(mi)特(te)觸發(fa)器。 

上述類型的(de)進(jin)壹步(bu)說(shuo)明在常見(jian)的施密特(te)觸發(fa)器電路(lu)下(xia)。 

3.施(shi)密(mi)特(te)觸發(fa)器是(shi)如何(he)工作的(de)？

施(shi)密特(te)觸發(fa)器使用(yong)正反饋概(gai)念(nian)來(lai)實現其(qi)功(gong)能。換句(ju)話說(shuo)，它(ta)將(jiang)獲(huo)取(qu)壹個輸(shu)出樣本(ben)，然後(hou)將(jiang)其(qi)反(fan)饋回(hui)輸入源(yuan)。這樣(yang)，輸(shu)出就會有(you)強化(hua)。

（正反饋解(jie)釋(shi)）。

增強有(you)助(zhu)於(yu)使比較器輸(shu)出隨(sui)意(yi)確定(ding)其(qi)狀(zhuang)態(tai)。此外(wai)，它(ta)還(hai)確保(bao)狀態(tai)在(zai)規(gui)定(ding)的水平(ping)上保持(chi)不(bu)變。 

4.常見施(shi)密特(te)觸發(fa)器電路(lu)

使用(yong)晶體(ti)管(guan)的施密(mi)特(te)觸發(fa)器

我(wo)們(men)將(jiang)使用(yong)兩(liang)個晶(jing)體(ti)管（基(ji)本(ben)組件）和其(qi)他基(ji)本(ben)的外(wai)部(bu)組件用(yong)於(yu)此施密(mi)特(te)觸發(fa)器電路(lu)來(lai)設(she)置(zhi)框圖。 

電路(lu)的操(cao)作(zuo)

首先，當(dang) VIN（輸(shu)入電壓(ya)）為(wei) 0V 時，T1 不(bu)會導通。另壹方面，Vref（參(can)考電壓(ya)）具有(you) 1.98 V，這將(jiang)允(yun)許 T2 導(dao)通。 

進(jin)壹步(bu)，當我(wo)們(men)繼(ji)續(xu)到(dao)節點 B 時，我(wo)們(men)可(ke)以將電路(lu)視(shi)為(wei)分(fen)壓器，然(ran)後(hou)使用(yong)下(xia)面的公式計(ji)算(suan)具(ju)有(you)組件值(zhi)的(de)電壓(ya)；

VIN = 0V，Vref = 5V

Va = (Ra + Rb/Ra + Rb + R1) x Vref

Vb = (Rb/Rb + R1 + Ra) x Vref

正如我(wo)們(men)所(suo)指出的，T2 的(de) 1.98 導通電壓(ya)很低。另外(wai)，晶(jing)體管的基(ji)極電壓(ya)為(wei)1.28V，高(gao)於晶體管(guan)發(fa)射(she)極電壓(ya)0.7V。  

因此，增加(jia)電路(lu)輸入電壓(ya)可以跨越(yue) T1 值並(bing)使其(qi)導(dao)通。隨(sui)後(hou)，它(ta)會導致 T2 的(de)基(ji)極電壓(ya)下(xia)降(jiang)。T2 晶(jing)體管的(de)較短導通周(zhou)期(qi)會增加(jia)輸(shu)出電壓(ya)。 

使用(yong)晶體(ti)管(guan)的施密(mi)特(te)觸發(fa)器 

接下(xia)來(lai)，該(gai)端子(zi)T1基(ji)極電壓(ya)處的電路(lu)輸入電壓(ya)將開(kai)始拒絕。在(zai)此過(guo)程(cheng)中(zhong)，基(ji)極電壓(ya)會超(chao)過(guo)晶(jing)體(ti)管(guan)發(fa)射(she)極端(duan)的(de)0.7V，從(cong)而(er)導(dao)致晶(jing)體(ti)管(guan)失活。 

整個過(guo)程(cheng)取(qu)決於發(fa)射(she)極電流拒絕到(dao)晶(jing)體管找(zhao)到正向激(ji)活(huo)模式的(de)點。之後(hou)，T2 端(duan)的(de)基(ji)極電壓(ya)和集(ji)電極電壓(ya)都(dou)會上升。

但(dan)是(shi)，有(you)時流過(guo)T2的(de)電流很小，該(gai)電流能夠關閉(bi)T1並(bing)降(jiang)低發(fa)射(she)極電壓(ya)。在這種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，您(nin)會將電路(lu)輸入電壓(ya)降(jiang)至(zhi) 1.3V 左(zuo)右以停(ting)用(yong) T1。 

最(zui)後(hou)，您(nin)將(jiang)有(you)兩(liang)個閾(yu)值電壓(ya)，分(fen)別為(wei) 1.3V 和 1.9V。 

基(ji)於(yu)運算(suan)放(fang)大(da)器的(de)施(shi)密(mi)特(te)觸發(fa)器電路(lu)

基(ji)於(yu)運算(suan)放(fang)大(da)器的(de)施(shi)密(mi)特(te)觸發(fa)器電路(lu)有(you)兩(liang)個主要(yao)部分(fen)；同相輸入和反(fan)相施密(mi)特(te)觸發(fa)器。 

反(fan)相施密(mi)特(te)觸發(fa)電路(lu)

對於(yu)反(fan)相施密(mi)特(te)觸發(fa)器輸(shu)入，您(nin)將應用(yong)運算(suan)放(fang)大(da)器 (Op-Amp) 的(de)反(fan)相端子(zi)。此外(wai)，反(fan)相模式產(chan)生的(de)輸(shu)出極性(xing)相反，您(nin)需(xu)要(yao)將其(qi)應(ying)用(yong)於(yu)同相端子(zi)以獲得(de)正反饋。 

反(fan)相施密(mi)特(te)觸發(fa)電路(lu) 

上面反相施密(mi)特(te)觸發(fa)電路(lu)的解(jie)釋(shi)和公(gong)式；

VREF 小(xiao)於 VIN 導致 -VSAT 比較器輸(shu)出。相反，如(ru)果(guo) -VREF 略大(da)於(yu) VIN（更(geng)負），則輸(shu)出將為(wei) VSAT。因(yin)此，Vo（比較器輸(shu)出電壓(ya)）將是(shi) -VSAT 或 VSAT。但(dan)是(shi)妳(ni)必須(xu)用(yong) R2 或 R1 控(kong)制電路(lu)輸入電壓(ya)來(lai)調節電路(lu)的狀(zhuang)態(tai)變化(hua)。 

-VREF 和 VREF 公(gong)式的(de)值； 

1. V REF  = (V O  * R 2 ) / (R 1  + R 2 ) 

2. V O  = V SAT，因此， 

3. V REF  = (V SAT  * R 2 ) / (R 1  + R 2 ) 

4. -V REF  = (V O  * R 2 ) / (R 1  + R 2 ) 

5. V O  = -V SAT 因此，

6. -V REF  = (-V SAT  * R 2 ) / (R 1  + R 2 ) 

有(you)時，您(nin)會發(fa)現(xian) VREF 被(bei)稱為(wei)上閾(yu)值電壓(ya) (VUT)，而(er) -VREF 是(shi)下(xia)閾(yu)值電壓(ya) (VLT)。 

同相施密(mi)特(te)觸發(fa)器電路(lu) 

在基(ji)於(yu)運算(suan)放(fang)大(da)器的(de)施(shi)密(mi)特(te)觸發(fa)器電路(lu)的第(di)二(er)種(zhong)模式中(zhong)，您在運算(suan)放(fang)大(da)器的(de)同相輸入端(duan)子(zi)中(zhong)施(shi)加(jia)電路(lu)輸入電壓(ya)。之後(hou)，發(fa)射(she)極電阻 R1 將(jiang)允許輸(shu)出電壓(ya)返回到同相端子(zi)電路(lu)。 

同相施密(mi)特(te)觸發(fa)器電路(lu) 

假設(she)壹開始輸出電壓(ya)為(wei) VSAT。只(zhi)要(yao) VLT 高於(yu) VIN，輸出電壓(ya)就會處於相同的飽和電平(ping)。如果(guo)稍後(hou)電路(lu)輸入電壓(ya)超(chao)過(guo)下(xia)限(xian)電壓(ya)電平(ping)，則輸(shu)出狀態(tai)將(jiang)更(geng)改為(wei) -VSAT。您(nin)還可以串聯改變偏置(zhi)電壓(ya)以獲得(de)所(suo)需(xu)的參(can)考電壓(ya)值。 

最(zui)後(hou)，輸(shu)出將在(zai) -VSAT 狀態(tai)下(xia)保(bao)持(chi)恒定，直(zhi)到電路(lu)輸入電壓(ya)上升到(dao)高(gao)於閾(yu)值電壓(ya)上限(xian)。 

5.施密(mi)特(te)觸發(fa)器的(de)應(ying)用(yong)

您(nin)會在多(duo)種(zhong)應用中找(zhao)到施(shi)密特(te)觸發(fa)器電路(lu)，例(li)如(ru)；

• 首先，在(zai)開(kai)關去(qu)抖電路(lu)中。 

• 然(ran)後(hou)，您(nin)可(ke)以使用(yong)施密(mi)特(te)觸發(fa)器來(lai)實現張(zhang)弛振(zhen)蕩器，尤其(qi)是(shi)在具(ju)有(you)閉(bi)環(huan) -ve 響(xiang)應(ying)的設(she)計中(zhong)。

• 此外(wai)，您(nin)可以在函(han)數(shu)發(fa)生器和電源(yuan)中(zhong)使用(yong)它(ta)們(men)。

• 此外(wai)，觸(chu)發(fa)電路(lu)將正弦(xian)波(bo)變為(wei)方波(bo)。

• 最(zui)後(hou)，您(nin)可(ke)以將它(ta)們(men)合並到(dao)數字電路(lu)中作(zuo)為(wei)信(xin)號調節(jie)，以幫助去(qu)除信(xin)號電路(lu)。 

總結

總而(er)言之，今天的文(wen)章(zhang)詳細介紹了施密特(te)觸發(fa)器、它(ta)的(de)操(cao)作(zuo)、基(ji)本(ben)電路(lu)結構(gou)以及它(ta)的(de)壹些應(ying)用(yong)。 

即(ji)使觸(chu)發(fa)器的(de)效(xiao)率(lv)很高，最(zui)好(hao)有(you)壹些預(yu)防(fang)措(cuo)施，例(li)如(ru)。將運算(suan)放(fang)大(da)器驅(qu)動(dong)到(dao)導(dao)軌(gui)中。會有(you)更(geng)多的(de)功(gong)耗(hao)，因(yin)此，您需(xu)要(yao)壹個高(gao)功(gong)率電源(yuan)。盡管存在(zai)限(xian)制，但(dan)您(nin)將(jiang)擺(bai)脫嘈雜的信(xin)號和減(jian)少的多輸出轉(zhuan)換數量(liang)。 

在設(she)置(zhi)電路(lu)或停(ting)留(liu)在(zai)項目上時遇(yu)到(dao)問(wen)題？聯系我(wo)們(men)了解更(geng)多詳(xiang)情(qing)。