什么是施密特触发器?有什么作用?

在本教程中，我们将了解施密特触发器，使用晶体管的一些基本实现，运算放大器，施密特触发器的工作原理以及一些重要的应用程序。

介绍

当在不使用反馈的开环模式下（例如在基本比较器电路中）操作运算放大器时，运算放大器的非常大的开环增益将导致最小的噪声电压来触发比较器。

如果将比较器用作过零检测器，则这种错误触发会引起很多问题。由于噪声的过零而不是实际输入信号的过零，因此可能会给出错误的过零指示。

为了避免在输出的高低状态之间进行这种不必要的切换，使用了一种称为施密特触发器的特殊电路，该电路涉及一个正反馈。

什么是施密特触发器？

施密特触发器由奥托·施密特（Otto Schmitt）于1930年代初发明。它是一种在正反馈的帮助下将迟滞添加到输入输出转换阈值的电子电路。这里的磁滞意味着它为上升沿和下降沿提供了两个不同的阈值电压电平。

本质上，施密特触发器是双稳态多谐振荡器，其输出会无限期地保持在任何一个稳定状态。为了使输出从一种稳定状态变为另一种稳定状态，输入信号必须适当地变化（或触发）。

施密特触发器的这种双稳态操作需要具有正反馈（或再生反馈）且环路gin大于1的放大器。因此，施密特触发器也被称为再生比较器。

例如，如果我们有一个如下所示的噪声输入信号，则施密特触发器电路的两个阈值将正确确定脉冲。因此，施密特触发器的基本功能是将有噪声的方波，正弦波，三角波或任何周期性信号转换为具有尖锐前缘和后缘的干净的方波。

使用晶体管的施密特触发器

如前所述，施密特触发器基本上是一个双稳态电路，其输出状态由输入信号控制。因此，它可用作电平检测电路。以下电路显示了基于晶体管的施密特触发器的简单设计。

即使该电路看起来像典型的双稳态多谐振荡器电路，但实际上却有所不同，因为该电路缺少从Q2的集电极到Q1的输入的耦合。Q1和Q2的发射极相互连接并通过R E接地。同样，R E充当反馈路径。

基于运算放大器的施密特触发器电路

由于施密特触发器电路本质上是具有正反馈的放大器，因此可以使用运算放大器或简单地使用运算放大器来实现此设置。根据施加输入的位置，基于运算放大器的电路可以进一步分为反相施密特触发器和同相施密特触发器。

施密特反相触发电路

顾名思义，在施密特反相触发器中，输入被施加到运算放大器的反相端子。在这种模式下，产生的输出具有相反的极性。该输出被施加到同相端子以确保正反馈。

当V IN略大于V REF时，输出变为-V SAT；如果V IN略小于-V REF（比-V REF更大的负值），则输出变为V SAT。因此，输出电压V O为V SAT或-V SAT，可以使用R1和R2控制发生这些状态变化的输入电压。

V REF和-V REF的值可以表示如下：

V REF =（V O x R2）/（R1 + R2），V O = V SAT。因此， V REF =（V SAT x R2）/（R1 + R2）

-V REF =（V O x R2）/（R1 + R2），V O = -V SAT。因此， -V REF =（-V SAT x R2）/（R1 + R2）

参考电压V REF和-V REF称为上阈值电压V UT和下阈值电压V LT。下图显示了输出电压与输入电压的关系图，也称为施密特触发器的传输特性。

对于纯正弦输入信号，下图显示了反相施密特触发器电路的输出。

同相施密特触发器电路

对于同相施密特触发器，在这种情况下，输入被施加到运算放大器的同相端子。输出电压通过电阻R1反馈到同相端。

让我们假设，最初，输出电压为V SAT。直到V IN变少大于V LT，将输出保持在这个饱和水平。输入电压超过下阈值电压电平后，输出将状态更改为-V SAT。

输出保持在此状态，直到输入上升到高于上限阈值电压为止。

下图显示了同相施密特触发器电路的传输特性。

如果将纯正弦信号用作输入，则输出信号看起来像这样。

应用领域

施密特触发器的一项重要应用是将正弦波转换为方波。

它们可用于消除比较器中的颤动（由于输入信号通过阈值区域的摆动而产生多个输出转换的现象）。

它们还可以充当简单的ON / OFF控制器（例如，基于温度的开关）。
责任编辑:tzh

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NCP1423 升压转换器 Sync-Rect PFM DC-DC 400 mA 具有真正截止和环杀手 3是一款单片微功率高频升压型开关转换器IC，专为电池供电的手持式电子产品设计，负载高达400mA。它集成了同步整流器，以提高效率并消除外部肖特基二极管。高开关频率（高达600 KHz）允许使用低剖面电感和输出电容。当IC禁用时，从LX或BAT到OUT的内部传导路径被阻断，OUT引脚与电池隔离。这实现了True-Cutoff。 Ring-Killer还集成了消除非连续传导模式中的高频振铃。低电池检测器，逐周期电流限制，过压保护和热关断为各种电池供电应用提供增值功能。所有这些功能都打开，静态电源电流仅为9.0uA。该器件采用紧凑型Micro-10封装 特性 高开关频率，最高600 kHz 低静态电流9.0 uA 电池电量不足检测器 0.8 V无负载保证启动 不连续传导模式的杀手杀手 热能关机 1.2逐周期电流限制 输出电流高达400 mA @ VOUT = 3.3 V，200 mA @ VOUT = 1.8 V 过压保护 薄型和最小外部件 打开漏极低电池电量检测器输出 Compact Micro-10软件包 无铅封装可用 应用 无线光学鼠标 无线耳机 互联网音频播放器 个人数字助理（PDA） 手持设备 从一个... 发表于 07-30 02:02 • 217次
NCP1422 升压转换器 Sync-Rect PFM DC-DC 800 mA 具有真正截止和环杀手 2是一款单片微功率高频升压型开关转换器IC，专为电池供电的手持式电子产品设计，负载高达800mA。它集成了Sync-Rect，可提高效率并消除外部肖特基二极管。高开关频率（高达1.2 MHz）允许使用小尺寸，小尺寸电感器和输出电容器。当器件禁用时，从LX或BAT到OUT的内部传导路径被完全阻断，OUT引脚与电池隔离。此True-Cutoff功能可将关断电流降至50nA。 Ring-Killer还集成了消除非连续传导模式中的高频振铃。除此之外，低电池检测器，逻辑控制关断，逐周期电流限制和热关断为各种电池供电应用提供增值功能。所有这些功能都打开，静态电源电流通常仅为8.5 uA。该器件采用紧凑小巧的DFN10封装。 特性 输出电流高达800 mA，VIN = 2.5 V且VOUT = 3.3 V 高开关频率，高达1.2MHz 不连续导通模式的抗振环杀手 低静态电流为8.5μA 1.0V启动无负载保证 输出电压从1.5V到5V可调 1.5A逐周期电流限制 带滞后的片上热关断 采用节省空间和薄型DFN10封装 无铅封装可用 应用 个人数字助理（PDA） 手持数字音频产品 便携式摄像机和数码相机 将一至两个碱性，... 发表于 07-30 02:02 • 438次
NCP1421 升压转换器 同步矩形 PFM DC-DC 600 mA 具有真正截止和环杀手 1是一款单芯片微功率高频升压型开关转换器IC，专为电池供电的手持式电子产品设计，负载高达600 mA。它集成了Sync-Rect，可提高效率并消除外部肖特基二极管。高开关频率（高达1.2 MHz）允许使用小尺寸，小尺寸电感器和输出电容器。当器件禁用时，从LX或BAT到OUT的内部传导路径被完全阻断，OUT引脚与电池隔离。此True-Cutoff功能可将关断电流降至50nA。 Ring-Killer还集成了消除非连续传导模式中的高频振铃。除此之外，低电池检测器，逻辑控制关断，循环周期电流限制和热关断为各种电池供电应用提供增值功能。所有这些功能都打开，静态电源电流通常仅为8.5μA。该器件采用紧凑型Micro8封装。 特性 高效率： 3.3 V输出为94％ 2.0 V输入时200 mA - 2.5 V输入时500 mA时3.3 V输出时84％ 高开关频率，高达1.2 MHz（未达到电流限制） 真正截止功能可降低器件关断电流通常50nA 不连续传导模式的反振铃杀手 高精度参考输出，1.2V 1 1.5％，当V OUT 时，可提供2.5mA负载电流> 3.3V 8.5μA的低静态电流 集成式低电池检测器 打开排水低 - 电池检测器输出 无负载时1.0V启... 发表于 07-30 02:02 • 514次
NCP6992 AIRFUEL-MR无线电源发送器ASIC 2是一款无线电源ASIC，可提供符合AirFuel MR标准的非接触式6.78 MHz电力传输单元（PTU）所需的电源，测量和支持功能。 NCP6992与蓝牙信令协议（BLE）相结合，通过管理功率传输（包括效率和故障条件管理），有助于调整和优化发送器线圈的功率。 特性 输入电压范围4.5V至22V 提供小型7x7mm²可湿性侧翼电镀QFN-56封装，间距0.4mm 直接从墙上适配器或USB端口供电 可通过3.4 MHzI²C接口进行广泛编程 50 W功率升压控制器，具有可在9V至55.2V（200mV步进）下编程的转换器，具有OVP和自动控制输入选项 可配置的睡眠模式和使用直接输入控制的快速唤醒循环 In集成式降压转换器5V 500mA 2通用GPIO可用于逻辑I / O，ADC输入或时钟输出 系统LDO可编程为1.2V至3.6V，100 mV步进，带动态电压调节（DVS） USB BC 1.2检测的前端 具有OCP的四相可选6.78MHz PA驱动器 用于天线切换的PWM控制继电器驱动器 用于PA电源电压，电流和温度测量的10位ADC 一个阻抗控制检测器 具有ADC读数的差分... 发表于 07-29 18:02 • 378次