施密特觸發(fā)器最重要的特點是能夠把變化緩慢的輸入信號整形成邊沿陡峭的矩形脈沖。同時，施密特觸發(fā)器還可利用其回差電壓來提高電路的抗干擾能力。它是由兩級直流放大器組成，電路如圖2-64所示。

　　兩只晶體管的發(fā)射極連接在一起。該電路也有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，但它是靠電位觸發(fā)的。它的兩個穩(wěn)態(tài)分別為vrrl飽和、VT2截止與VT2飽和、VT1截止。兩個穩(wěn)態(tài)的相互轉(zhuǎn)換取決于輸入信號的大小，當(dāng)輸入信號電位達到接通電位且維持在大于接通電位時，電路保持為某一穩(wěn)態(tài)；如果輸人信號電位降到斷開電位且維持在小于斷開電位時，電路迅速翻轉(zhuǎn)且保持在另一狀態(tài)，該電路常用于電位鑒別、幅度鑒別以及對任意波形進行整形。

　　施密特觸發(fā)器作用

　　1.施密特的主要作用是使得的小幅值干擾不會對反相器產(chǎn)生影響，從而避免了誤動作的發(fā)生。因些斯密特觸發(fā)器的最主要應(yīng)用主要是為了提高抗干擾能力。如果剛好設(shè)定在5V的話，那么當(dāng)電源在5V附近小范圍的波動時，就會導(dǎo)致檢測電路不停的動作。如果加上一個施密特觸發(fā)器的話，就可以設(shè)定一個范圍了。例如電壓跌落到4.7V就斷開，但要回升到5V才能接通。

　　2.另外也可以將它用在復(fù)位電路中。

　　3.些外還經(jīng)常用于觸發(fā)，波形整形，濾波，用作反向器等。

　　下面介紹幾例施密特觸發(fā)器的典型應(yīng)用及原理。

　　利用施密特觸發(fā)器可以將非矩形波變換成矩形波

　　圖1 用施密特觸發(fā)器實現(xiàn)波形變換

　　利用施密特觸發(fā)器可以恢復(fù)波形

　　圖2 用施密特觸發(fā)器對脈沖整形

　　利用施密特觸發(fā)器可以進行脈沖鑒幅

　　圖3 用施密特觸發(fā)器鑒別脈沖幅度

　　施密特觸發(fā)器電路工作原理詳解

　　什么叫觸發(fā)器

　　施密特觸發(fā)電路（ 簡稱）是一種波形整形電路，當(dāng)任何波形的信號進入電路時，輸出在正、負飽和之間跳動，產(chǎn)生方波或脈波輸出。不同于比較器，施密特觸發(fā)電路有兩個臨界電壓且形成一個滯后區(qū)，可以防止在滯后范圍內(nèi)之噪聲干擾電路的正常工作。如遙控接收線路，傳感器輸入電路都會用到它整形。

　　施密特觸發(fā)器

　　一般比較器只有一個作比較的臨界電壓，若輸入端有噪聲來回多次穿越臨界電壓時，輸出端即受到干擾，其正負狀態(tài)產(chǎn)生不正常轉(zhuǎn)換，如圖1所示。

　　圖1 （a）反相比較器 （b）輸入輸出波形

　　施密特觸發(fā)器如圖2 所示，其輸出電壓經(jīng)由R1 、R2 分壓后送回到運算放大器的非反相輸入端形成正反饋。因為正反饋會產(chǎn)生滯后（Hysteresis）現(xiàn)象，所以只要噪聲的大小在兩個臨界電壓（上臨界電壓及下臨界電壓）形成的滯后電壓范圍內(nèi)，即可避免噪聲誤觸發(fā)電路，如表1 所示

　　圖2 （a）反相斯密特觸發(fā)器 （b）輸入輸出波形

　　表1施密特觸發(fā)器的滯后特性

　　反相施密特觸發(fā)器

　　電路如圖2 所示，運算放大器的輸出電壓在正、負飽和之間轉(zhuǎn)換：

　　νO= ±Vsat 。輸出電壓經(jīng)由R1 、R2 分壓后反饋到非反相輸入端：ν+= βνO，

　　其中反饋因數(shù)=

　　當(dāng)νO為正飽和狀態(tài)（+Vsat ）時，由正反饋得上臨界電壓

　　當(dāng)νO 為負飽和狀態(tài)（- Vsat ）時，由正反饋得下臨界電壓

　　VTH 與VTL 之間的電壓差為滯后電壓：2R1

　　圖3 （a）輸入、輸出波形 （b）轉(zhuǎn)換特性曲線

　　輸入、輸出波形及轉(zhuǎn)換特性曲線如圖3（b）所示。

　　當(dāng)輸入信號上升到大于上臨界電壓VTH 時，輸出信號由正狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

　　負狀態(tài)即： νI ＞VTH→νo = - Vsat

　　當(dāng)輸入信號下降到小于下臨界電壓VTL 時，輸出信號由負狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

　　正狀態(tài)即： νI ＜VTL→νo = + Vsat

　　輸出信號在正、負兩狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，輸出波形為方波。

　　非反相施密特電路

　　圖4 非反相史密特觸發(fā)器

　　非反相施密特電路的輸入信號與反饋信號均接至非反相輸入端，如圖4所示。

　　由重迭定理可得非反相端電壓

　　反相輸入端接地： ν- = 0，當(dāng)ν+ = ν- = 0 時的輸入電壓即為臨界電壓。

　　將ν+ = 0 代入上式得

　　整理后得臨界電壓

　　當(dāng)νo 為負飽和狀態(tài)時，可得上臨界電壓

　　當(dāng)νo為正飽和狀態(tài)時，可得下臨界電壓，

　　VTH與VTL之間的電壓差為滯后電壓：

　　圖5 （a）計算機仿真圖 （b）轉(zhuǎn)換特性曲線

　　輸入、輸出波形與轉(zhuǎn)換特性曲線如圖5所示。

　　當(dāng)輸入信號下降到小于下臨界電壓VTL 時，輸出信號由正狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

　　負狀態(tài)：νo 《 VTL →νo = - Vsat

　　當(dāng)輸入信號上升到大于上臨界電壓VTH 時，輸出信號由負狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

　　正狀態(tài)： νo ＞ VTL →νo = + Vsat

　　輸出信號在正、負兩狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，輸出波形為方波。

　　施密特觸發(fā)器電路原理實驗

　　如圖6，當(dāng)Vi 大于VR 時運算放大器的輸出會得到一個正向電壓輸出；若VR 大于Vi 時則會得到一個負電壓。電壓的大小則由兩個齊紊二極管來限壓。理想的運算放大器其輸出上升時間為0，而在實際的電路上是上可能得到這么理想的曲線，一般從負壓上升到正壓需要一小段的上升時間。換言之，運算放大器并上能立刻反應(yīng)Vi 及VR 所形成的電壓差。

　　如果參考電壓VR 固定，那么當(dāng)Vi 慢慢增加時，僅在Vi-VR》=V1 時。運算放大器的輸出達到Vmax；而當(dāng)Vi 漸漸減小時卻必須于Vi-VR《=V1 伏特時，輸出才為Vmin。也即，欲達Vmax 及Vmin 輸出電壓的條件上一樣，兩者Vi-VR值相差V1，這種情形稱為遲滯（hysteresis）現(xiàn)象。史密特觸發(fā)器便是利用這種現(xiàn)象而做成的電路。反相的史密特觸發(fā)器，輸出電壓經(jīng)由分壓電路回授至運算放大器，參考電壓則加在R1 及R2 的末端。回授β 值為R2/（R1+R2），此電路為正回授，如果輸出增加了V，則有回授βV 到運算放大器。

　　當(dāng)Vi《V+時，

　　V+=VR+（R2/R1+R2）（Vmax-VR）

　　當(dāng)Vi=V+時，輸出轉(zhuǎn)為Vmin。

　　當(dāng)Vi》V+

　　V+=VR-（R2/R1+R2）（Vmin+VR）

　　若此時V+漸漸小至V2，則輸出又轉(zhuǎn)為Vmax。由于遲滯現(xiàn)象，使得觸發(fā)輸出電壓轉(zhuǎn)相的電壓有所上同，輸入電壓增加產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)相時所的電壓，要比輸入電壓降低時所產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)相所需電壓來得大（V1》V2）。

　　555定時器組成施密特觸發(fā)器

　　一、電路結(jié)構(gòu)

　　圖1 用555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器

　　二、工作原理

　　㈠ 上升過程

　　㈡ 下降過程

　　（三）回差電壓

　　（四） 電壓傳輸特性

　　下面給出了施密特觸發(fā)器的工作波形及電氣傳輸特性。

　　圖2 施密特觸發(fā)器的工作波形

　　圖3 施密特觸發(fā)器的電氣傳輸特性

　　由該特性可看出，該電路具有反相輸出特性。