施密特觸發(fā)器是包含正反饋的比較器電路，主要是將輸入電壓和兩個參考電壓進(jìn)行比較并產(chǎn)生等效輸出電壓。無論輸入情況是怎樣的，施密特觸發(fā)器的輸出始終是方波或者矩形波。

通常情況下，施密特觸發(fā)器可以由555定時器構(gòu)成。除了定時操作外，555定時器的其它一些功能就包括利用內(nèi)部的兩個比較器作為獨(dú)立的單元，組成一個施密特觸發(fā)器。

不過，由555定時器構(gòu)建的施密特觸發(fā)器的一般操作都是反相的，但本文主要介紹555定時器作為施密特觸發(fā)器的同向操作原理。

555定時器電路作為施密特觸發(fā)器

以下電路顯示了用作施密特觸發(fā)器的555定時器的簡單結(jié)構(gòu)圖：

其中，引腳4和8連接到電源 (VCC)。引腳2和6連接在一起，輸入通過電容器C提供給該公共點(diǎn)。在電阻器R1和R2形成的分壓器電路的幫助下，該公共點(diǎn)被提供VCC/2的外部偏置電壓。

施密特觸發(fā)器的重要特征是滯后。如果輸入電壓大于上限閾值，施密特觸發(fā)器的輸出為高電平，如果輸入電壓低于下限閾值，施密特觸發(fā)器的輸出為低電平。

當(dāng)輸入在兩個閾值之間時，輸出保持其值。使用兩個閾值稱為滯后，施密特觸發(fā)器用作存儲元件(雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器或觸發(fā)器)。

在這種情況下，閾值為2/3VCC和1/3VCC，即較高的比較器在2/3VCC時觸發(fā)，而較低的比較器在1/3VCC時觸發(fā)。輸入電壓通過各個比較器與這些閾值進(jìn)行比較，并相應(yīng)地SET或RESET觸發(fā)器。基于此，輸出變?yōu)楦呋虻汀?/p>

當(dāng)在輸入端施加幅度大于VCC/6的正弦波時，觸發(fā)器在正周期和負(fù)周期交替置位和復(fù)位。輸出為方波，輸入正弦波和輸出方波的波形如下圖所示：

反相施密特觸發(fā)器

555定時器作為施密特觸發(fā)器的正常操作，其本質(zhì)上是反相的。當(dāng)與外部輸入相同的觸發(fā)輸入低于1/3VCC閾值時，底層比較器的輸出變?yōu)楦唠娖剑|發(fā)器為SET，引腳3的輸出變?yōu)楦唠娖健?/p>

同樣，當(dāng)與外部輸入相同的閾值輸入上升到閾值2/3VCC以上時，上層比較器的輸出變?yōu)楦唠娖剑|發(fā)器為RESET，引腳3的輸出變?yōu)榈碗娖健?/p>

反相施密特觸發(fā)器的波形如下圖所示：

總結(jié)

眾所周知，施密特觸發(fā)器作為一種特殊類型的比較器，主要用于避免不夠快速邊緣的信號，因?yàn)槭┟芴赜|發(fā)器可作為波形整形電路，能將模擬信號波形整形為數(shù)字電路能夠處理的方波波形。

此外，555定時器是最受歡迎和使用最廣泛的IC產(chǎn)品之一，它是一種通用且極其堅固的集成電路，可用于許多應(yīng)用，如定時器、波發(fā)生器(脈沖)和振蕩器，其中就包括作為施密特觸發(fā)器的應(yīng)用。