《数字电子技术》课件6.3施密特触发器

主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿陡峭的矩形波。

特点：⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平触发。⑵电压传输特性特殊，电路有两个转换电平（上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。6.3施密特触发器6.3.1由门电路构成的施密特触发器1.电路组成两个CMOS反相器，两个分压电阻。用集成门电路构成的施密特触发器（a）电路（b）逻辑符号2.工作原理（1）工作过程设CMOS反相器的阈值电压UTH=VDD/2，输入信号uI为三角波。当uI=0V时，G1截止、G2导通，输出为UOL，即uO=0V。只要满足uI1＜UTH，电路就会处于这种状态（第一稳态）。当uI上升，使得uI1=UTH时，电路会产生如下正反馈过程：电路会迅速转换为G1导通、G2截止，输出为UOH，即uO=VDD的状态（第二稳态）。此时的uI值称为施密特触发器的上限触发转换电平UT+。显然，uI继续上升，电路的状态不会改变。如果uI下降，uI1也会下降。当uI1下降到UTH时，电路又会产生以下的正反馈过程：

电路会迅速转换为G1截止、G2导通、输出为UOL的第一稳态。此时的uI值称为施密特触发器的下限触发转换电平UT－。uI再下降，电路将保持状态不变。（2）工作波形与电压传输特性施密特触发器将三角波uI变换成矩形波uO。施密特触发器的工作波形及电压传输特性（同相输出）（a）工作波形（b）电压传输特性3.重要参数上限触发转换电平UT+

下限触发转换电平UT－

回差ΔUT=UT+－UT－（通常UT+＞UT－）改变R1和R2的大小可以改变回差ΔUT

0uOuIUOL1/3VCC2/3VCCUOH当TH=TR=uI>2/3VCC时电压传输特性为反相输出的滞回特性uIuO当TH=TR=uI<1/3VCC时1/3VCC0当1/3VCC<TH=TR=uI<2/3VCC时当uI<1/3VCC时当uI由高电平逐渐下降，且1/3VCC<uI<1/3VCC时不变不变1截止11导通01导通00V状态OUTRD输出输入TRTH××0uOuIUOL1/3VCC2/3VCCUOHUT+=2/3VCCUT-

=1/3VCC

UT=UT+-

UT-

=1/3VCC6.3.2由555定时器构成的施密特触发器OuO/Vt[例]试对应输入波形画出下图中输出波形。184355557+12V0.01

FuIuO260uI/Vt246810THTRuIuO+12VUT+UT-abcdefUOH解：UT+=2/3VCC=8VUT-

=1/3VCC=4V因此可画出输出波形为

电路构成反相输出的施密特触发器6.3.3集成施密特触发器OuItuOUT+UT-Ot波形变换将三角波、正弦波和其它不规则信号变换成矩形脉冲。UOHUOL

uI>

UT+

后，uO=

UOL,只有当uI下降到经过UT-

时，uO才会发生跃变。

uI<UT-后，uO=UOH只有当

uI上升到经过

UT+时，uO才会发生跃变。6.3.4

施密特触发器的应用脉冲整形将受到干扰的或不符合边沿要求的信号整形成较好的矩形脉冲。OuI