施密特觸發器(施密特觸發器主要用途)

施密特觸發器（Schmidt trigger）是一種由電位觸發的觸發器（一般觸發器由時鐘沿觸發），它在輸入電壓的負向遞減和正向遞增兩種不同變化方向有不同的閾值電壓，從而使得它具有較強的抗干擾能力。

其原理圖符號如下圖所示：

如下圖所示為UTC的74HC04數據手冊功能框圖（六反相施密特觸發器）：

其輸入輸出電壓參數如下表：

對比如下表PhilipsSemiconductor的74HC04數據手冊功能框圖（六反相器）：

其輸入輸出電壓參數如下表：

其中，VOH與VOL表示輸出電壓的高電平值與低電平值，VIH與VIL表示輸入電壓的高電平與低電平值，在定義上兩者是完全一致的，另外，我們看看如下圖所示兩者邏輯功能：

是完全一樣的邏輯“非”，種種跡象表明，施密特觸發器是一種數字邏輯器件，但很遺憾，它是一種以比較器為核心的模擬電路，如下圖所示：

這好像是一個反相比例運算放大電路，waita minute! 不對，輸出電壓VO是經過電阻R1、R2反饋到比較器的同相端，是一個正反饋電路，我們簡單分析如下：

假設輸入電壓初始狀態為0V，則輸出電壓狀態為高電平VOH，為什么會是高電平？假設輸出電壓是低電平VOL（負電壓，比較器輸出只有兩個狀態），經過電阻R1、R2分壓之后還是負電壓，因此，同相端的電位為負電壓，比反相端電位要低，因此輸出電壓還是會轉換為高電平，如下圖所示：

當輸入電壓Vi逐漸增加時，只要輸入電壓不大于VIH，則輸出Vo是不會變化的，而VIH的公式如下式：

此時狀態如下圖所示：

當輸入電壓Vi超過VIH時，由于同相端電位小于反相端電位，因此輸出電壓轉換為低電平，則電阻R1、R2的分壓為：

如下圖所示：

此時無論輸入電壓Vi如何變化，只要不小于VIL，則比較器的輸出電壓仍然是不會變化的，只有當輸入小于VIL時，同相端電位高于反相端電位而翻轉為高電平VOH：

則有如下圖所示的波形：

這里我們把VIH與VIL當作施密特觸發器電路的輸入高電壓閾值與輸入低電壓閾值，亦即只有當輸入電壓Vi變化超過（VIL～VIH）范圍之外時，輸出電壓VO才會翻轉。

如果是單純的比較器，則輸出電壓VO如下圖所示：

可以看到，由于施密特觸發器電路的輸入電壓閾值VIH與VIL的存在，使其在抗干擾能力方面有了明顯的增強，亦即抑制了在0電平附近的噪聲。

施密特觸發器的電壓傳輸曲線（VTC）如下圖所示：

下圖為同相施密特觸發器電路：

其工作原理與反相施密特觸發器類似，讀者可自行分析輸入閾值電壓VIL與VIH，它的原理圖如下所示（輸出引腳少了一個代表非邏輯的圈圈）：

以上是雙電源供電的施密特觸發器電路，如果單電源供電時就無法使用了，VIH還說得通，但VIL就不行了，因為VIL接近0V，必須想辦法拉VIL一把，這樣它的VTC應該如下圖所示：

我們把雙電源供電系統改為單電源供電系統，如下圖所示單電源反相施密特觸發器：

在雙電源反相施密特觸發器電路的基礎上增加了一個上拉電阻R3，以便把同相端的VIL抬起來，當輸出為低電平VOL時，則電路等效如下圖所示：

則對應輸入高電壓閥值VIH的表達式如下：

當輸出為高電平VOH時，則電路等效如下圖所示：

則對應輸入低電壓閥值的表達式如下：

如下圖所示的單電源同相施密特觸發器：

讀者可自行分析其輸入低電平閾值與高電平閾值。