施密特觸發器的原理及其用途淺談

什么叫觸發器

施密特觸發電路（ 簡稱）是一種波形整形電路，當任何波形的信號進入電路時，輸出在正、負飽和之間跳動，產生方波或脈波輸出。**不同于比較器，施密特觸發電路有兩個臨界電壓且形成一個滯后區，可以防止在滯后范圍內之噪聲干擾電路的正常工作。**如遙控接收線路，傳感器輸入電路都會用到它整形。

施密特觸發器具有如下特性：輸入電壓有兩個閥值vl、vh，vl施密特觸發器通常用作緩沖器消除輸入端的干擾。

施密特波形圖

施密特觸發器也有兩個穩定狀態，但與一般觸發器不同的是，施密特觸發器采用電位觸發方式，其狀態由輸入信號電位維持；對于負向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號，施密特觸發器有不同的閥值電壓。

施密特觸發器有什么作用？

施密特觸發器在輸入信號達到一定閾值時，會產生特定的輸出信號。這種元件具有抗干擾能力強、輸出信號波形清晰、開關速度快、易于實現等優點，因此在數字電路、通信系統、控制系統等領域得到廣泛應用。施密特觸發器的作用主要包括以下幾個方面：

1.波形整形：施密特觸發器可以將不規則的信號波形轉換成矩形波，從而方便后續處理。在數字電路中，矩形波是常用的時鐘信號或同步信號，因此施密特觸發器在數字電路中可用于波形整形或時鐘信號的恢復。

2.脈沖波的整形：施密特觸發器可以用于脈沖信號的整形，將不理想的脈沖信號轉換成理想的矩形波。在通信系統或控制系統中，這種功能非常重要，可以保證信號傳輸的質量和穩定性。

用施密特觸發器對脈沖整形

3.脈沖鑒幅：施密特觸發器具有鑒幅功能，可以在輸入信號達到一定幅度時產生輸出信號。這種功能在模擬電路中非常有用，例如用于信號分離、濾波等應用。

圖用施密特觸發器鑒別脈沖幅度

4.構成多諧振蕩器：施密特觸發器可以構成多諧振蕩器，產生方波或矩形波。這種功能在數字電路中非常有用，例如用于頻率合成、邏輯門電路的時鐘信號等。

5.用于觸發：施密特觸發器可以用于觸發其他電子元件，如晶體管、可控硅等，從而實現控制功能。這種功能在開關電路、控制系統中非常常用。

不能用CMOS來設計施密特觸發器嗎？

CMOS 器件可以用來設計施密特觸發器，但是不能選擇閾值電壓，只能在有限的電源電壓范圍內工作，例如：4HC14 在 +5v 下運行，閾值通常為 2.4v 和 1.8v。

或者你也可以使用比較器芯片，通過額外的分立電阻定義閾值。

74 CH14

如果你需要處理嘈雜或者失真的數字信號，可以使用 CMOS 器件。但如果你要求不尋常的電壓或者精確的閾值，就需要設計一個特殊的電路。

基于施密特觸發器的方波產生電路

可以使用施密特觸發器很容易地配置出一個方波產生電路，電路圖如下：

基于反相施密特觸發器的方波產生電路

R 的值這里我們使用 6.8kΩ, 電容 C 的值 47nF。