东模拟开关型史密特触发器

2006-05-07 15:49:58来源: 电子产品世界

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

当输入信号UI=0或上升到阈值电压UIH之前,控制电压UC

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/(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,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

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)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

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,同时具有良好的开关特性,非常宽的温度范围,众多的产品型号,不难设计出满足要求的开关型史密特触发器。在总体电路设计时,就有可能减少所用器件品种,缩小电路板面积,可望它能得到广泛应用。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/fpgaandcpld/200605/2586.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部

小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 安防电子 医疗电子 工业控制

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved