东模拟开关型史密特触发器

1、东模拟开关型史密特触发器        引言史密特触发器通常由比较器加正反馈电阻构成，或是制作成专门的集成电路，主要用于信号波形的整形和电压电平的监视，是应用极为广泛的基本电路。模拟开关也是数字电路的重要组成部分，它主要用作电子开关，但采用不同的接线方式，划是和其它器件作不同组合，都可以实现不同的功能。下面就介绍用它实现史密特触发器功能的电路。基本的模拟开关型史密特触发器基本的模拟开关型史密特触发器如图1所示，它主要由模拟开关G1和电阻器R1、R2等组成。模拟开关G1是一个单刀双置开关，其0输入端接地，1输入端接电

2、源电压E，输出端Q经电阻器R2反馈到控制端C，输入信号U2经电阻器R1也输入到控制端C。通常G1门的导通电阻及Ron为数欧姆数百欧姆，控制转换阈值电压UT为数伏，这两个参数取决于所选用的产品型号和工作电源电压E。为使电路工作正常，要选择R1+R2>>Ron，而且要R1/(R1+R2)E<UT。< P> 当输入信号UI=0或上升到阈值电压UIH之前，控制电压UC< P> 公式UC=R1/(R1+R2)UIH=UTLL (1)G1门发生开关转换，输出端Q接通1输入端，使UQ=E，由于正反馈作用，Uc跳变到Uc=R1/(R1+R2)×UIH+R1/

3、(R1+R2)E。UI继续上升，虽然UC也继续上升，但UQ=E不变。当UI转为上降，直到下降到UIL之前，UQ=E都基本不变。一旦UI=UIL,此时公式Uc=R2/(R1+R2)UIL+R1/(R1+R2)E=UTLL (2)G1门又发生相反的开关转换，输出端Q再接通0输出端，使UQ=0，UC又跳变到R1/(R1+R2)UIL。UI继续下降，UQ=0基本不变。由（1）和（2）式可以得到输入信号UI使电路上下转换的阈值电压，公式UIH=(1+R1/R2)UTLL (3)公式UIL=(1+R1/R2)UT-(R1/R2)ELL (4)带偏置控制电路的模拟开关型史密特触发器从（3）和（4）式不难看出

4、，由于G1门控制电压阈值UT的存在，图1电路只适用于输入信号U1较大的场合。针对这种情况，图2示出了改进电路。电源电压E通过电阻器R3也加在控制端C，给模拟开关G1提供了偏置控制电压。为使电路工作正常，仍需R1>>Ron,R2>>Ron,R3>>Ron，并且（R1R2+R1R3）/（R1R2+R1R3+R2R3）E<UT。此时输入信号UI使电路发生转换的阈值电压为：< 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)从（5）和（6

5、）式中可以看出，改变R3的阻值，就会改变图2电路输入信号UI的阈值UIH和UIL。阈值电压可单独调整的模拟开关型史密特触发器从（3）、（4）、（5）、（6）式中可以看出，图1和图2电路中调整哪一只电阻器都会同时影响到输入信号阈值UIN和UIL，有时这给应用带来不便。图3示出了阈值UIH和UIL可以单独调整的模拟开关型史密特触发器电路。相对于图2电路，图3电路增加了一个单刀双置模拟开关G2.G2的控制端接到G1的输出端，输出端Q2接到G1的控制端，0和1输入端分别经电阻器R2和R3接电源电压E。为了使电路工作正常，要选择R1+R2>>Ron,R1+R3>>Ron,R3>R2,R1/(R1+R2)E<UT。随着输入电压信号UI的上升和下降变化，在UI=UIH和UI=ULL时，G1开关相应发生由0到1和1到0的状态转换，进而又驱动G2开关也做0到1和1到0的状态转换，UI的转移阈值电压为：公式UIH=UT-R1/R3(E-UT)LL (7)公式UIL=UT-R1/R2(E-UT)LL (8)结语因为模拟开关是一种微功耗电压控制型器件，同时