施密特触发器原理（施密特触发器电路的工作原理！）

施密特触发器原理(施密特触发器电路的工作原理！)

施密特触发器是一种由电位触发的触发器(一般触发器由时钟边沿触发)。它在输入电压的负向下降和正向上升方向具有不同的阈值电压，这使它具有很强的抗干扰能力。

其示意符号如下图所示:

下图显示了UTC 74hc 04数据手册的功能框图(六相反相施密特触发器):

输入和输出电压参数如下:

例如，请参考下表中PhilipsSemiconductor的74HC04数据表的功能框图(六个变频器):

输入和输出电压参数如下:

其中，VOH和VOL代表输出电压的高电平和低电平值，VIH和VIL代表输入电压的高电平和低电平值，在定义上完全一致。另外，让我们看看它们的逻辑功能，如下图所示:

这是完全相同的逻辑否定。种种迹象表明，施密特触发器是一个数字逻辑器件，但遗憾的是，它是一个以比较器为核心的模拟电路，如下图所示:

这好像是反比例运算放大器电路，等一下！不是，输出电压VO通过电阻R1和R2反馈到比较器的同相端，这是一个正反馈电路。我们简单分析如下:

假设输入电压的初始状态为0V，输出电压状态为高电平VOH。为什么是高水平？假设输出电压为低电平VOL(负电压，比较器输出只有两种状态)，经电阻R1和R2分压后仍为负。因此，同相端的电位为负，低于反相端的电位，所以输出电压仍会转换为高电平，如下图所示:

当输入电压Vi逐渐增加时，只要输入电压不大于VIH，输出Vo就不会改变，VIH公式如下:

此时，状态如下图所示:

当输入电压Vi超过VIH时，由于同相端的电位小于反相端的电位，输出电压转换为低电平，电阻R1和R2的分压为:

如下图所示:

无论此时输入电压Vi如何变化，只要不小于VIL，比较器的输出电压就不会变化。只有当输入小于VIL时，同相端的电位才高于反相端的电位，变为高电平VOH:

那么波形如下图所示:

这里我们把ViH和VIL作为施密特触发电路的输入高压阈值和输入低压阈值，即只有当输入电压VI的变化超出(VIL~VIH)的范围时，输出电压VO才会翻转。

如果是简单的比较器，输出电压VO如下图所示:

可以看出，由于施密特触发电路输入电压阈值VIH和VIL的存在，施密特触发电路的抗干扰能力明显增强，即抑制了0电平附近的噪声。

施密特触发器的电压转移曲线(VTC)如下图所示:

下图显示了同相施密特触发器电路:

其工作原理类似于反施密特触发器。读者可以自己分析输入阈值电压VIL和VIH。其原理图如下(输出引脚少了一个表示非逻辑的圆圈):

以上是双电源供电的施密特触发器电路。如果它不能由单一电源供电，VIH仍然有意义，但VIL没有意义。因为VIL接近0V，必须想办法拉VIL，所以它的VTC应该如下图所示:

我们将双电源系统改为单电源系统，如下图所示:单电源反相施密特触发器:

在双电源反相施密特触发器电路的基础上增加上拉电阻R3，以提升同相端的VIL。当输出为低电平VOL时，电路等效如下图所示:

对应于输入高电压阈值VIH的表达式如下:

当输出为高电平VOH时，电路等效如下图所示:

对应于输入低电压阈值的表达式如下:

单电源同相施密特触发器如下图所示:

读者可以自行分析其输入的低级阈值和高级阈值。