東模擬開關(guān)型史密特觸發(fā)器

1、東模擬開關(guān)型史密特觸發(fā)器        引言史密特觸發(fā)器通常由比較器加正反饋電阻構(gòu)成，或是制作成專門的集成電路，主要用于信號波形的整形和電壓電平的監(jiān)視，是應(yīng)用極為廣泛的基本電路。模擬開關(guān)也是數(shù)字電路的重要組成部分，它主要用作電子開關(guān)，但采用不同的接線方式，劃是和其它器件作不同組合，都可以實現(xiàn)不同的功能。下面就介紹用它實現(xiàn)史密特觸發(fā)器功能的電路。基本的模擬開關(guān)型史密特觸發(fā)器基本的模擬開關(guān)型史密特觸發(fā)器如圖1所示，它主要由模擬開關(guān)G1和電阻器R1、R2等組成。模擬開關(guān)G1是一個單刀雙置開關(guān)，其0輸入端接地，1輸入端接電

2、源電壓E，輸出端Q經(jīng)電阻器R2反饋到控制端C，輸入信號U2經(jīng)電阻器R1也輸入到控制端C。通常G1門的導(dǎo)通電阻及Ron為數(shù)歐姆數(shù)百歐姆，控制轉(zhuǎn)換閾值電壓UT為數(shù)伏，這兩個參數(shù)取決于所選用的產(chǎn)品型號和工作電源電壓E。為使電路工作正常，要選擇R1+R2>>Ron，而且要R1/(R1+R2)E<UT。< P> 當(dāng)輸入信號UI=0或上升到閾值電壓UIH之前，控制電壓UC< P> 公式UC=R1/(R1+R2)UIH=UTLL (1)G1門發(fā)生開關(guān)轉(zhuǎn)換，輸出端Q接通1輸入端，使UQ=E，由于正反饋作用，Uc跳變到Uc=R1/(R1+R2)×UIH+R1/

3、(R1+R2)E。UI繼續(xù)上升，雖然UC也繼續(xù)上升，但UQ=E不變。當(dāng)UI轉(zhuǎn)為上降，直到下降到UIL之前，UQ=E都基本不變。一旦UI=UIL,此時公式Uc=R2/(R1+R2)UIL+R1/(R1+R2)E=UTLL (2)G1門又發(fā)生相反的開關(guān)轉(zhuǎn)換，輸出端Q再接通0輸出端，使UQ=0，UC又跳變到R1/(R1+R2)UIL。UI繼續(xù)下降，UQ=0基本不變。由（1）和（2）式可以得到輸入信號UI使電路上下轉(zhuǎn)換的閾值電壓，公式UIH=(1+R1/R2)UTLL (3)公式UIL=(1+R1/R2)UT-(R1/R2)ELL (4)帶偏置控制電路的模擬開關(guān)型史密特觸發(fā)器從（3）和（4）式不難看出

4、，由于G1門控制電壓閾值UT的存在，圖1電路只適用于輸入信號U1較大的場合。針對這種情況，圖2示出了改進(jìn)電路。電源電壓E通過電阻器R3也加在控制端C，給模擬開關(guān)G1提供了偏置控制電壓。為使電路工作正常，仍需R1>>Ron,R2>>Ron,R3>>Ron，并且（R1R2+R1R3）/（R1R2+R1R3+R2R3）E<UT。此時輸入信號UI使電路發(fā)生轉(zhuǎn)換的閾值電壓為：< P> 公式UIH=(1+R1/R2)UT-R1/R3(E-UT)LL (5)公式UIL=(1+R1/R2)UT-R1/R2(E-UT)-R1/R2ELL (6)從（5）和（6

5、）式中可以看出，改變R3的阻值，就會改變圖2電路輸入信號UI的閾值UIH和UIL。閾值電壓可單獨調(diào)整的模擬開關(guān)型史密特觸發(fā)器從（3）、（4）、（5）、（6）式中可以看出，圖1和圖2電路中調(diào)整哪一只電阻器都會同時影響到輸入信號閾值UIN和UIL，有時這給應(yīng)用帶來不便。圖3示出了閾值UIH和UIL可以單獨調(diào)整的模擬開關(guān)型史密特觸發(fā)器電路。相對于圖2電路，圖3電路增加了一個單刀雙置模擬開關(guān)G2.G2的控制端接到G1的輸出端，輸出端Q2接到G1的控制端，0和1輸入端分別經(jīng)電阻器R2和R3接電源電壓E。為了使電路工作正常，要選擇R1+R2>>Ron,R1+R3>>Ron,R3>R2,R1/(R1+R2)E<UT。隨著輸入電壓信號UI的上升和下降變化，在UI=UIH和UI=ULL時，G1開關(guān)相應(yīng)發(fā)生由0到1和1到0的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而又驅(qū)動G2開關(guān)也做0到1和1到0的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，UI的轉(zhuǎn)移閾值電壓為：公式UIH=UT-R1/R3(E-UT)LL (7)公式UIL=UT-R1/R2(E-UT)LL (8)結(jié)語因為模擬開關(guān)是一種微功耗電壓控制型器件，同時