数字电路 施密特触发器

施密特触发器芯片1. 介绍施密特触发器芯片（Schmitt Trigger）是一种电子设备，常用于数字电路中的信号整形和去抖动。

它基于正反馈原理，能够对输入信号进行比较和判断，并输出稳定的高低电平。

施密特触发器芯片由德国工程师奥托·施密特（Otto Schmitt）在1938年发明，因此得名施密特触发器。

2. 原理施密特触发器芯片基于正反馈原理工作。

它由一个比较器和一个正反馈网络组成。

当输入信号超过上阈值时，输出保持为高电平；当输入信号低于下阈值时，输出保持为低电平；只有当输入信号在上下阈值之间切换时，输出状态才发生改变。

施密特触发器芯片可以分为两种类型：正施密特触发器和负施密特触发器。

正施密特触发器输出为高电平的上阈值大于下阈值，负施密特触发器输出为高电平的上阈值小于下阈值。

常用的施密特触发器芯片有74HC14、CD40106等。

3. 应用3.1 数字信号整形施密特触发器芯片常用于数字电路中的信号整形。

由于信号在传输过程中容易受到噪声和干扰的干扰，导致波形失真，使用施密特触发器芯片能够对输入信号进行整形，使其恢复为稳定的数字信号。

3.2 消抖器施密特触发器芯片还常用于去抖动电路中，将机械开关或按钮的抖动信号转换为稳定的高低电平输出。

去除抖动信号能够保证系统正常运行，避免误触发。

3.3 频率分割器施密特触发器芯片还可以用作频率分割器。

通过串联多个施密特触发器芯片，可以将输入频率分割为多个较低的频率，实现布尔逻辑功能。

4. 使用示例下面是一个使用74HC14施密特触发器芯片的电路图示例，实现了一个简单的去抖动电路。

电路示意图：CircuitCircuit```markdown 代码示例：#include <Arduino.h>#define DEBOUNCE_TIME 50int switchPin = 2;int ledPin = 13;void setup() {pinMode(switchPin, INPUT_PULLUP);pinMode(ledPin, OUTPUT);}void loop() {static int prevState = HIGH;int state = digitalRead(switchPin);if (state != prevState) {// 去抖动delay(DEBOUNCE_TIME);state = digitalRead(switchPin);if (state == LOW) {digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin));}}prevState = state;}在上述电路中，施密特触发器芯片74HC14的引脚1（输入）连接到按钮开关的引脚，引脚2（输出）连接到LED的引脚。

多谐振荡器（无稳电路）没有没有有有信号源（二）施密特触发器具体分析我们知道，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将发生变化。

施密特触发器是一种特殊的门电路，与普通的门电路不同，施密特触发器有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。

在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压（），在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压（）。

正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压（）。

普通门电路的电压传输特性曲线是单调的，施密特触发器的电压传输特性曲线则是滞回的[图6.2.2(a)(b)]。

图6.2.1 用CMOS反相器构成的施密特触发器（a）电路（b）图形符号图6.2.2 图6.2.1电路的电压传输特性（a）同相输出（b）反相输出用普通的门电路可以构成施密特触发器[图6.2.1]。

因为CMOS门的输入电阻很高，所以的输入端可以近似的看成开路。

把叠加原理应用到和构成的串联电路上，我们可以推导出这个电路的正向阈值电压和负向阈值电压。

当时，。

当从0逐渐上升到时，从0上升到，电路的状态将发生变化。

我们考虑电路状态即将发生变化那一时刻的情况。

因为此时电路状态尚未发生变化，所以仍然为0，，于是，。

与此类似，当时，。

当从逐渐下降到时，从下降到，电路的状态将发生变化。

我们考虑电路状态即将发生变化那一时刻的情况。

因为此时电路状态尚未发生变化，所以仍然为，，于是，此公式中VT+应该位VT-。

通过调节或，可以调节正向阈值电压和反向阈值电压。

不过，这个电路有一个约束条件，就是。

如果，那么，我们有及，这说明，即使上升到或下降到0，电路的状态也不会发生变化，电路处于“自锁状态”，不能正常工作。

图6.2.4 带与非功能的TTL集成施密特触发器集成施密特触发器比普通门电路稍微复杂一些。

我们知道，普通门电路由输入级、中间级和输出级组成。

mos管施密特触发器原理
MOS管施密特触发器是一种常用的数字电路触发器，它利用MOS 场效应管构成的反馈网络来实现正反馈，从而产生双稳态特性。

当输入信号超过一定阈值时，输出状态会发生翻转，这使得MOS管施密特触发器在数字逻辑电路中具有重要的应用。

MOS管施密特触发器的原理可以从多个方面来解释。

首先，从电路结构上来看，MOS管施密特触发器由两个MOS场效应管和若干个被动元件（如电阻、电容）组成。

其中，MOS管的栅极和漏极之间串联了一个正反馈环路，这种反馈结构可以使得输出在输入信号超过一定阈值时产生瞬时的翻转，从而实现触发器的功能。

其次，从工作原理上来看，MOS管施密特触发器利用MOS场效应管的开关特性和正反馈的作用来实现双稳态。

当输入信号超过一定阈值时，反馈环路会使得输出瞬时地改变状态，这种状态的改变又会反过来影响反馈环路，从而保持输出状态的稳定。

这种双稳态的特性使得MOS管施密特触发器可以作为数字存储元件或者时序电路中的重要组成部分。

此外，从信号处理的角度来看，MOS管施密特触发器可以看作
是一种非线性的信号处理器件。

在输入信号超过阈值时，输出会出现明显的跳变，这种非线性特性使得MOS管施密特触发器在数字信号处理和数字逻辑电路中具有重要的应用，例如在数字振荡器、脉冲发生器等电路中起着关键作用。

综上所述，MOS管施密特触发器的原理涉及到电路结构、工作原理和信号处理等多个方面，通过理解这些原理，可以更好地应用和设计MOS管施密特触发器电路。

斯密特触发器斯密特触发器又称斯密特与非门,就是具有滞后特性得数字传输门、①电路具有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压与负向阈值电压②与双稳态触发器与单稳态触发器不同,施密特触发器属于"电平触发"型电路,不依赖于边沿陡峭得脉冲、它就是一种阈值开关电路,具有突变输入——输出特性得门电路、这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化(低于某一阈值)而引起得输出电压得改变、当输入电压由低向高增加,到达V+时,输出电压发生突变,而输入电压Vi由高变低,到达V-,输出电压发生突变,因而出现输出电压变化滞后得现象,可以瞧出对于要求一定延迟启动得电路,它就是特别适用得、从IC内部得逻辑符号与“与非”门得逻辑符号相比略有不同,增加了一个类似方框得图形,该图形正就是代表斯密特触发器一个重要得滞后特性。

当把输入端并接成非门时,它们得输入、输出特性就是:当输入电压V1上升到VT＋电平时,触发器翻转,输出负跳变;过了一段时间输入电压回降到VT＋电平时,输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT－电平时,输出才翻转至高电平(正跳变),这种现象称它为滞后特性,VT＋—VT－=△VT。

△VT称为斯密特触发器得滞后电压。

△VT 与IC得电源电压有关,当电源电压提高时,△VT略有增加,一般△VT值在3V左右。

因斯密特触发器具有电压得滞后特性,常用它对脉冲波形整形,使波形得上升沿或下降沿变得陡直;还可以用它作电压幅度鉴别。

在数字电路中它也就是很常用得器件。

施密特触发器施密特波形图施密特触发器也有两个稳定状态,但与一般触发器不同得就是,施密特触发器采用电位触发方式,其状态由输入信号电位维持;对于负向递减与正向递增两种不同变化方向得输入信号,施密特触发器有不同得阀值电压。

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得状态将发生变化。

施密特触发器就是一种特殊得门电路,与普通得门电路不同,施密特触发器有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压与负向阈值电压。

施密特触发器的触发方式施密特触发器是一种重要的数字电路元件，常用于数字电子设备中。

它的触发方式有两种，即正向触发和负向触发。

下面将分别介绍这两种触发方式。

正向触发是指当输入信号上升到达一个特定的阈值时，触发器的输出状态发生改变。

在正向触发模式下，施密特触发器的输入信号必须从低电平逐渐上升到高电平，并且要达到一个特定的电压阈值，这个阈值称为上升触发电压。

一旦输入信号的电压超过了上升触发电压，触发器的输出将翻转。

换句话说，正向触发器只有在输入信号上升到达阈值时才能触发。

负向触发是指当输入信号下降到达一个特定的阈值时，触发器的输出状态发生改变。

在负向触发模式下，施密特触发器的输入信号必须从高电平逐渐下降到低电平，并且要达到一个特定的电压阈值，这个阈值称为下降触发电压。

一旦输入信号的电压低于下降触发电压，触发器的输出将翻转。

换句话说，负向触发器只有在输入信号下降到达阈值时才能触发。

正向触发和负向触发在实际应用中有不同的使用场景。

正向触发常用于与门电路和计数器电路中，可以实现特定的逻辑功能。

负向触发常用于时钟电路和触摸开关等应用中，可以实现稳定的触发效果。

施密特触发器的触发方式对于数字电路的设计和应用具有重要的意义。

它可以实现信号的稳定触发和逻辑的精确控制，提高数字电子设备的性能和可靠性。

因此，在数字电路设计和应用中，对于施密特触发器的触发方式需要充分理解和应用。

总结起来，施密特触发器有两种触发方式，即正向触发和负向触发。

正向触发是在输入信号上升到达阈值时触发，负向触发是在输入信号下降到达阈值时触发。

这两种触发方式在数字电路的设计和应用中扮演着重要的角色。

了解和掌握这两种触发方式，对于提高数字电子设备的性能和可靠性具有重要意义。

施密特触发器原理施密特触发器（Schmitt Trigger）是一种非线性电路，广泛应用于信号调节和数字电路中。

本文将介绍施密特触发器的原理和工作方式。

1. 施密特触发器的概述施密特触发器是一种具有双阈值的比较器电路，能够将输入信号从模拟域转换为数字域的电路。

它通过正反馈实现了滞回特性，可以抑制输入信号中的噪声和抖动，从而提供了可靠的输出信号。

2. 施密特触发器的工作原理施密特触发器由一个比较器和一个正反馈网络组成。

正反馈网络使得比较器的阈值有两个水平：一个是正向阈值（高电平阈值），另一个是负向阈值（低电平阈值）。

当输入信号超过正向阈值时，输出变为高电平；当输入信号低于负向阈值时，输出变为低电平。

施密特触发器的工作过程可以分为两个阶段：上升沿和下降沿。

•上升沿：当输入信号从低电平变为高电平时，触发器的输出保持低电平，直到输入信号超过正向阈值才将输出切换为高电平。

•下降沿：当输入信号从高电平变为低电平时，触发器的输出保持高电平，直到输入信号低于负向阈值才将输出切换为低电平。

在施密特触发器中，正反馈网络起到了关键作用。

当输出为低电平时，在正反馈网络中的电压分压导致比较器的阈值提高，使得输入信号必须超过一个值才能使输出切换为高电平。

同样地，当输出为高电平时，正反馈网络使比较器的阈值降低，输入信号必须低于另一个值才能使输出切换为低电平。

3. 施密特触发器的应用施密特触发器在数字电路和信号调节中有广泛的应用。

•输入信号消抖：施密特触发器能够抑制输入信号上的噪声和抖动，使输出信号更加稳定，可用于消抖电路的设计。

•信号波形整形：施密特触发器能够将输入信号波形整形为方波信号，便于后续的数字处理。

•触发器设计：施密特触发器本身可以作为一个触发器，用于时序电路的设计。

4. 施密特触发器的优缺点施密特触发器的主要优点在于它能够通过滞回特性抑制输入信号中的噪声和抖动，提供可靠的输出信号。

然而，施密特触发器也有一些缺点：•边沿速度较慢：由于滞回特性的存在，施密特触发器的边沿速度相对较慢，对于高频信号可能会出现失真。

施密特触发器实验 3.9 施密特触发器及其应⽤⼀、实验⽬的1．掌握施密特触发器的特点。

2．学会测试集成施密特触发器的阈值电压。

3．了解施密特触发器的应⽤。

⼆、实验原理1．施密特触发器施密特触发器⼜称施密特反相器，是脉冲波形变换中经常使⽤的⼀种电路。

它在性能上有两个重要的特点：第⼀，输⼊信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输⼊电平，与输⼊信号从⾼电平下降过程中对应的输⼊转换电平不同。

第⼆，在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。

利⽤这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，⽽且可以将叠加在矩形脉冲⾼、低电平上的噪声有效地清除。

施密特触发器可以由门电路构成，也可做成单⽚集成电路产品，且后者最为图3.9.1 CMOS施密特触发器逻辑符号及施密特电路的电压传输特性曲线226227常⽤。

图3.9.1是CMOS 集成施密特触发器CD40106逻辑符号与电压传输特性曲线。

2．施密特触发器的应⽤⑴⽤于波形变换利⽤施密特触发器状态转换过程中的正反馈作⽤，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。

图3.9.2的例⼦中，输⼊信号是由直流分量和正弦分量叠加⽽成的，只要以信号的幅度⼤于V T+即可在施密特触发器的输出端得到同频率的矩形脉冲信号。

图3.9.2 ⽤施密特触发器实现波形变换⑵⽤于脉冲的整形在数字系统，常常需要将窄脉冲进⾏展宽，图3.9.3是⽤CD40106来展宽脉冲宽度的电路及输⼊、输出波形，它是利⽤R 、C 充电延时的作⽤来展宽输出脉冲的，改变R 、C 的⼤⼩，即可调节脉宽展宽的程度。

V I V t （ms ）t （ms ）228图图 3.9.3 施密特触发器实现窄脉冲展宽电路及其波形⑶⽤于单稳态触发器单稳态触发器的⼯作特性具有如下的显著特点：第⼀，它有稳态和暂稳态两个不同的⼯作状态；第⼆，在外界触发脉冲作⽤下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持⼀段时间以后，再⾃动返回稳态；第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本⾝的参数，与触发脉冲的宽度和幅度⽆关。

施密特触发器特点及应用施密特触发器是一种经典的数字电路元件，常用于多种数字电路中。

它具有以下特点和应用。

特点：1. 可逆性：施密特触发器具有可逆性，即当触发器的输入电压变化时，输出也会相应地变化，然后再次回到原始状态。

这种特性使得施密特触发器在数字电路中能够有效地进行逻辑运算。

2. 非线性特性：施密特触发器具有明确的阈值电平，当输入电平超过这个阈值时出现反转，而低于阈值时又会返回原始状态。

这种非线性特性使得施密特触发器在数字电路中能够实现常用的开关行为。

3. 噪声抑制能力强：施密特触发器通过设置上下阈值电平可以提高其抗噪声能力。

在输入信号噪声较大的情况下，可通过施密特触发器来消除噪声，提高信号的稳定性。

4. 可设置触发门限：施密特触发器可以通过调节输入电平的高低阈值来实现不同触发门限。

这使得它可以适应不同的电路需求，灵活地应用于各种数字电路中。

应用：1. 触发器电路：施密特触发器可用于构建各种触发器电路，如RS触发器、JK触发器、D触发器等。

这些触发器电路常用于存储和处理数字信息，广泛应用于计算机、通信系统等领域。

2. 时钟电路：施密特触发器可用于构建时钟电路，实现时序控制功能。

时钟信号在数字系统中起到同步和定时的作用，施密特触发器可以将连续的输入信号转换为离散的时钟脉冲信号，用于触发其他逻辑电路的工作。

3. 电平检测：施密特触发器可用于电平检测电路，用于检测输入信号是否超过某个阈值。

例如，可以通过施密特触发器实现温度、湿度传感器等模拟信号的数字化。

4. 信号整形：施密特触发器可用于信号整形电路，将输入信号整形成符合逻辑门要求的信号。

通过设置适当的阈值电平，可以将输入信号的噪声和干扰滤除，并保证输出信号的稳定性和准确性。

5. 频率分带：施密特触发器可以用于频率分带电路，根据输入频率的高低将输入信号分为两个不同的频率范围。

这种应用可以用于音频处理、频率调制等领域。

总之，施密特触发器具有可逆性、非线性特性和噪声抑制能力强等特点，广泛应用于数字电路中。