schmitt trigger

Hey guys, Just think about this situation!

            对于一个理想运放，信号从正极输入的时候，如果信号大于0，超过了线性区域，输出的Vout是Vmax，同理输入小于线性输出Vmin，那么输出将是Vmin。

如果输入信号有时候会和0，“暧昧一下”，在受噪声的干扰情况下，会短暂和0V交越。

输出此时就会发生很短暂的跳跃，这种跳跃是不好的，这使得Op对于0V电压太过于敏感，如下图中最下面的红色输入信号。实际中我们往往会留取一定的阈值，这时候schmitt trigger就出现鸟。

figure 1

施密特触发器利用了正反馈。

figure 2

            注意，此时输入电压不再直接和Op的接口A接触(如figure 1所示)，此时如figure 2 中所示，这里相当于把输入电压“移”到了R1的前面。这是个很重要的技巧。

由于添加了正反馈，这里什么时候会反生输出的电压翻转呢？以前没有正反馈的时候是0V，现在呢？

figure 3

           当Va == 0 V，Vout == Vmax的时候，Vin = -(R1/R2)Vmax ,这里可以知道，当Vin是一个负电压的时候，由于R1 和R2的串联分压的作用就会使得Va电压为0，Vin小于这个值输出Vout就会翻转，否则Vout == Vmax。

当Va == 0 V，Vout == -Vmax的时候，只有当Vin是个正电压的时候，Va才会被串联分压为0V，继续增大才会使得Va大于0，从而使得Vout == Vmax

正是这种方式，实现了两个阈值电压，一个Vh，一个V l，大于Vh才跳转为Vmax，小于Vl才会跳转到-Vmax

简直是曲折，过了几天了，仿真才做好。。。之前输出结果一直不对

问题抛出去问了好多人。。。最后还是自己搞定了。

问题在于Multisim的virtual 模型有问题，用实物芯片模型即可，当然不同的芯片输出的效果可能也不同。

这里我用的LM741.很简单的运放

可以看出仿真效果还是很好的，输出电压的Vmax = 4V左右,(10K/40K)*Vmax = 1V 左右

不得不感叹。。。schmitt这家伙太聪明了。。。。

如果希望Vh 是负电压，而Vl是正电压呢？

可以对正反馈电路稍作修改。如图

figure 4

我用了两个1K的电阻，此时输出的Vmax在3.8V的样子，阈值电压 = Vmax * 1/(1+1) = 1.9V得到了很好的印证

如果希望移动对称阈值的中心点呢？

figure 5

              Rf 我用的5K，Vmax 用的 4V(实际输出的方波能达到3.9V)，用了1K和2K的电阻分别用来作为上图理论分析中的R1和R2.

于是Vh = 4*(1+1/5-1/2)/(1+1/5+1/2) = 1.647V（实际在1.53）

Vl = 4*(1-1/5-1/2)/(1+1/5+1/2) =  0.7059(实际在0.803) 可以看出还是吻合的很好的