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施密特觸發(fā)器的作用 滯回比較器的設(shè)計(jì)方法

CHANBAEK ? 來源:硬件工程師技術(shù)干貨 ? 作者:硬件工程師技術(shù)干 ? 2023-08-23 15:35 ? 次閱讀

施密特觸發(fā)器的作用:

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當(dāng)把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)時(shí),輸入信號(hào)在臨界點(diǎn)(比較值)處波動(dòng)時(shí),輸出跟隨波動(dòng),輸出的方波包含很多雜波,這些雜波影響后級(jí)數(shù)字信號(hào)處理,如上圖綠色線條圈出的部分。

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施密特觸發(fā)器的作用,從這張圖中可以很直觀的看出,當(dāng)輸入信號(hào)逐漸增大,直至超過上限值,輸出翻轉(zhuǎn),當(dāng)輸入信號(hào)逐漸減小,直至低于下限值時(shí)輸出翻轉(zhuǎn)。施密特觸發(fā)器的輸入比較門限有兩個(gè)。兩個(gè)門限很好的防止了雜波的產(chǎn)生。

一般市場上能夠買到的施密特觸發(fā)器,或者帶有施密特觸發(fā)器功能的IC,這種IC有兩個(gè)門限都是正數(shù),而且是固定的正數(shù),例如,SN74LVC1G17單路施密特觸發(fā)緩沖器,門限值如下,使用時(shí)根據(jù)自己需要選擇即可。

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其實(shí)施密特觸發(fā)器是滯回比較器(遲滯比較器)的一個(gè)特例,滯回比較器的兩個(gè)門限需要自己配置,可以使用運(yùn)放或者三極管搭建。下面介紹一下滯回比較器的設(shè)計(jì)方法。

滯回比較器設(shè)計(jì)1——信號(hào)反相輸入

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此款芯片并非軌到軌類型,因此輸出最高電平不能達(dá)到5V,經(jīng)過仿真測量,這款運(yùn)放Umax為4V左右,根據(jù)以上電路中的阻值,計(jì)算得出兩個(gè)門限如下:

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仿真波形如下:

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滯回比較器設(shè)計(jì)2——信號(hào)同相輸入

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根據(jù)疊加定理計(jì)算同相端電壓公式,如下:

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滯回比較器兩個(gè)門限如下:

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根據(jù)以上電路中的阻值,計(jì)算兩個(gè)門限值如下:

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仿真波形如下:

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另外,注意一點(diǎn),反相端的波形是個(gè)動(dòng)態(tài)波形,如下紫色波形:

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滯回比較器設(shè)計(jì)3——使用LM339,信號(hào)反相輸入。

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像這種開漏輸出的比較器,輸出必須要有上拉電阻才能輸出高電平,計(jì)算閾值時(shí),要把上拉電阻考慮在內(nèi),在以上電路中,上拉電阻越小,運(yùn)放輸出高電平越接近5V,上拉電阻越小,運(yùn)放輸出高電平越低。R3=10K時(shí),如下圖所示:

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