施密特

施密特触发器是一种由电位触发的触发器(通常由时钟边沿触发)。它在输入电压负向下降和正向上升两个不同的变化方向上具有不同的阈值电压，使其具有很强的抗干扰能力。

其示意符号如下图所示:

下图显示了UTC 74hc 04数据表的功能框图(六个反相施密特触发器):

输入和输出电压参数如下:

例如，下表显示了PhilipsSemiconductor 74hc 04数据手册的功能框图(六个逆变器):

输入和输出电压参数如下:

其中，VOH和VOL代表输出电压的高电平和低电平值，VIH和VIL代表输入电压的高电平和低电平值，它们在定义上完全一致。另外，我们来看看它们的逻辑功能，如下图所示:

这是完全相同的逻辑否定。种种迹象表明施密特触发器是一个数字逻辑器件，但很遗憾，它是一个以比较器为核心的模拟电路，如下图所示:

这好像是反比例运算放大器电路，等一下！不是，输出电压VO通过电阻R1和R2反馈到比较器的同相端，是一个正反馈电路。我们简单分析如下:

假设初始输入电压状态为0V，输出电压状态为高电平VOH，为什么是高电平？假设输出电压为低电平vol(负电压，比较器输出只有两种状态)，经电阻R1和R2分压后仍为负。因此，同相端的电位为负，低于反相端的电位，因此输出电压仍将转换为高电平，如下图所示:

当输入电压Vi逐渐增加时，只要输入电压不大于VIH，输出Vo就不会改变，VIH公式如下:

状态如下图所示:

当输入电压Vi超过VIH时，输出电压转换为低电平，因为同相端的电位小于反相端的电位，电阻R1和R2的分压为:

如下图所示:

此时，无论输入电压Vi如何变化，只要不小于VIL，比较器的输出电压就不会变化。只有当输入小于VIL时，同相端的电位高于反相端的电位，转为高电平VOH:

波形如下图所示:

这里把ViH和VIL看作施密特触发电路的输入高压阈值和输入低压阈值，即只有当输入电压VI的变化超出(VIL~VIH)的范围时，输出电压VO才会发生翻转。

如果是简单的比较器，输出电压VO如下图所示:

可以看出，由于施密特触发电路输入电压阈值VIH和VIL的存在，其抗干扰能力得到了明显的增强，即0电平附近的噪声得到了抑制。

施密特触发器的电压转移曲线(VTC)如下图所示:

下图显示了同相施密特触发器电路:

其工作原理类似于反相施密特触发器。读者可以自己分析输入阈值电压VIL和VIH。其原理图如下(输出引脚少了一个表示非逻辑的圆圈):

以上是双电源施密特触发器电路。如果单一电源不能使用，VIH仍然有意义，但VIL不能。因为VIL靠近0V，必须想办法帮助VIL，所以它的VTC应该如下图所示:

我们将双电源系统改为单电源系统，单电源反施密特触发器如下图所示:

在双电源反相施密特触发器电路的基础上增加上拉电阻R3，提升同相端的VIL。当输出为低电平VOL时，电路等效如下图所示:

对应于输入高电压阈值VIH的表达式如下:

当输出为高电平VOH时，等效电路如下图所示:

对应于输入低电压阈值的表达式如下:

下图所示的单电源同相施密特触发器:

读者可以自行分析其输入的低级阈值和高级阈值。

触发器的原理(施密特触发器电路的工作原理！)