回差電壓

回差電壓

回差電壓屬於施密特觸發器的參數。

當輸入信號電壓上升到UK時,施密特觸發器狀態會從第1 種狀態A轉變為第2種狀態B;當輸入信號電壓下降到UT時,它又會從第2種狀態B翻轉到第1種狀態A。輸入信號兩次觸 發電壓是存在差距的,這種情況稱為回差現象,這兩個電壓的差值稱為回差電壓 △U。

通常將UK稱為施密特觸發器的上門限電壓,UT則稱為下門限電壓。

基本介紹

  • 中文名:回差電壓
  • 外文名:回差電壓Hysteresis voltage
  • 特點:抖動能力越強,但是靈敏度也越低
  • 屬性:施密特觸發器的參數
  • 對象:電壓
施密特觸發器,工作特點,回差現象,脈衝整形,

施密特觸發器

與單穩態觸發器相比,施密特觸發器的最大特點是不僅具有兩個穩定狀態A 和B,而且使其從穩定狀態A轉換到穩定狀態B和使其從穩定狀態B轉換到穩定狀態A時需要的觸發電平不一樣。
施密物觸發器可由分立元件構成,也可用門電路、運算放大器電壓比較器構成。目前,不同性能的專用集成施密特觸發器也很多。
回差電壓回差電壓
在基本RS觸發器的基礎上,增加一個非門G1和一個二極體VD組成的施密特觸發器。

工作特點

為了便於說明問題和突出施密特觸發器的工作特點,假設其輸入信號ui為三 角波,而且設定等於和大於1.4 V以上為高電平“1”,小於1.4 V為低電平“0”,二 極管VD的導通電壓為0.7 V。 另外,
仍分別為基本 RS觸發器的置“0”端和置“1”端。
施密特觸發器施密特觸發器
在0~t1期間,輸入電壓ui由0V慢慢上升至0.7V,由於ui低於1.4 V,故電 路的輸入電平為“0”,非門G1輸出“1”。在ui由0V上升到0.7 V時,RS觸發器 的S端由電壓始終低於1.4 V(端電壓比ui電壓高0.7V),即
=0,基本RS觸 發器被置“1”,輸出端uo為高電平。
在t1~t2期間,輸入電壓ui由0.7 V慢慢上升但尚未達到1.4 V時,由於ui低於1.4 V,故非門G1的輸入電平為“0”,其輸出為“1”,即
=1。 此期間,二極體 本身的壓降為0.7 V,所以RS觸發器的端電壓始終高於1.4 V,即=1。 基本 RS觸發器狀態保持為“1”,輸出端uo仍為高電平。在t2時刻u1達到1.4 V,非門 G1輸出為“0”(即
為0),基本觸發器置“0”,uo變為低電平“0”。
在t2~t3期間,從t2開始,輸入電壓ui將高於1.4 V,非門G1的輸入電平始終 為“1”,其輸出為“0”,即
=0。 在此期間,RS觸發器的端電壓始終高於2.1 V, 即=1,因為
=0,
=1,基本RS觸發器狀態為“0”,輸出端uo仍為低電平。在t3~t4期間,輸入電壓ui低於1.4 V但高於0.7 V,非門G1的輸入電平為“0”,其 輸出為“1”,即
=1。 在此期間,RS觸發器的端電壓低於2.1 V但高於1.4 V,即
= 1。因為
=1,
=1,基本RS觸發器狀態保持為“0”,輸出端uo仍為低電平。
回差電壓回差電壓
t4時刻後,從t4開始輸入電壓ui低於0.7 V,非門G1的輸入電平始終為“0”, 其輸出保持為“1”,即
=1;與此同時,RS觸發器的端電壓開始低於1.4 V,即
=0。 因為
=1,
=0,基本RS觸發器狀態在t4被置“1”,輸出端uo變為高電平。

回差現象

利用電路的翻轉性,可以將邊沿變化緩慢的信號,整形成邊沿很陡的矩形波。
如果電路中不存在回差現象,則輸出波形就會出現頂部受干擾而輸出開口的波形。
可以看出,輸入信號兩次觸發電壓是存在差距的,這種情況稱為回差現象,這兩個電壓的差值稱為回差電壓 △U。
回差電壓回差電壓
由上可見,施密特觸發器將輸入的三角波轉變為矩形波。不難推知,如果施密 特觸發器輸入信號為一個正弦電壓,其輸出將是一個矩形波,這就是它的波形變換作用;如果其輸入信號是不規則的矩形波,則其輸出將是比較規則矩形波,這就是施密特觸發器的脈衝整形作用。

脈衝整形

顯然,利用施密特觸發器的這些特性,還可以 將升降變化緩慢的波形轉化成上升沿、下降沿都很 陡峭的矩形波。另外,利用施密特觸發器具有上門 限電壓UK的特性,可以使低於UK的無用電壓對 電路不起作用,從而起到抗干擾的作用。由於施密 特觸發器的這些特點,在數字電路中尤其在脈衝產生和整形電路中得到了廣泛套用。
實際使用中的集成施密特觸發器由多個門電 路組成,例如,74LS13(74HC13)、74LS14 (74HC14)、74LS18(74HC18)、74LS24、CD4093、CD40106等。
以四輸入雙與非施 密特觸發器74LS13為例。
脈衝整形脈衝整形
該積體電路的邏輯功能是:只有當A、B、C、D四個輸入端電平都大於上門限電壓UK時,Y 才輸出低電平,屬“與非”邏輯關係;若其中一個輸入端電平降到下門限電壓UT,Y 便輸出高電平。

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