[科普中国]-回差电压

回差电压属于施密特触发器的参数。

当输入信号电压上升到UK时，施密特触发器状态会从第1 种状态A转变为第2种状态B；当输入信号电压下降到UT时，它又会从第2种状态B翻转到第1种状态A。输入信号两次触 发电压是存在差距的，这种情况称为回差现象，这两个电压的差值称为回差电压 △U1。

通常将UK称为施密特触发器的上门限电压，UT则称为下门限电压。

施密特触发器与单稳态触发器相比，施密特触发器的最大特点是不仅具有两个稳定状态A 和B，而且使其从稳定状态A转换到稳定状态B和使其从稳定状态B转换到稳定状态A时需要的触发电平不一样。

施密物触发器可由分立元件构成，也可用门电路、运算放大器或电压比较器构成。目前，不同性能的专用集成施密特触发器也很多。

在基本RS触发器的基础上，增加一个非门G1和一个二极管VD组成的施密特触发器。

工作特点为了便于说明问题和突出施密特触发器的工作特点，假设其输入信号ui为三 角波，而且设定等于和大于1.4 V以上为高电平“1”，小于1.4 V为低电平“0”，二 极管VD的导通电压为0.7 V。 另外，和仍分别为基本 RS触发器的置“0”端和置“1”端。

在0～t1期间，输入电压ui由0V慢慢上升至0.7V，由于ui低于1.4 V，故电 路的输入电平为“0”，非门G1输出“1”。在ui由0V上升到0.7 V时，RS触发器 的S端由电压始终低于1.4 V(端电压比ui电压高0.7V)，即=0，基本RS触 发器被置“1”，输出端uo为高电平。

在t1～t2期间，输入电压ui由0.7 V慢慢上升但尚未达到1.4 V时，由于ui低于1.4 V，故非门G1的输入电平为“0”，其输出为“1”，即=1。 此期间，二极管 本身的压降为0.7 V，所以RS触发器的端电压始终高于1.4 V，即=1。 基本 RS触发器状态保持为“1”，输出端uo仍为高电平。在t2时刻u1达到1.4 V，非门 G1输出为“0”(即为0)，基本触发器置“0”，uo变为低电平“0”。

在t2～t3期间，从t2开始，输入电压ui将高于1.4 V，非门G1的输入电平始终 为“1”，其输出为“0”，即=0。 在此期间，RS触发器的端电压始终高于2.1 V， 即=1，因为=0，=1，基本RS触发器状态为“0”，输出端uo仍为低电平。在t3～t4期间，输入电压ui低于1.4 V但高于0.7 V，非门G1的输入电平为“0”，其 输出为“1”，即=1。 在此期间，RS触发器的端电压低于2.1 V但高于1.4 V，即= 1。因为=1，=1，基本RS触发器状态保持为“0”，输出端uo仍为低电平。

t4时刻后，从t4开始输入电压ui低于0.7 V，非门G1的输入电平始终为“0”， 其输出保持为“1”，即=1；与此同时，RS触发器的端电压开始低于1.4 V，即=0。 因为=1，=0，基本RS触发器状态在t4被置“1”，输出端uo变为高电平。

回差现象利用电路的翻转性,可以将边沿变化缓慢的信号，整形成边沿很陡的矩形波。

如果电路中不存在回差现象，则输出波形就会出现顶部受干扰而输出开口的波形。2

可以看出，输入信号两次触发电压是存在差距的，这种情况称为回差现象，这两个电压的差值称为回差电压 △U。

由上可见，施密特触发器将输入的三角波转变为矩形波。不难推知，如果施密 特触发器输入信号为一个正弦电压，其输出将是一个矩形波，这就是它的波形变换作用；如果其输入信号是不规则的矩形波，则其输出将是比较规则矩形波，这就是施密特触发器的脉冲整形作用。

脉冲整形显然，利用施密特触发器的这些特性，还可以 将升降变化缓慢的波形转化成上升沿、下降沿都很 陡峭的矩形波。另外，利用施密特触发器具有上门 限电压UK的特性，可以使低于UK的无用电压对 电路不起作用，从而起到抗干扰的作用。由于施密 特触发器的这些特点，在数字电路中尤其在脉冲产生和整形电路中得到了广泛应用。

实际使用中的集成施密特触发器由多个门电 路组成，例如，74LS13（74HC13）、74LS14 （74HC14）、74LS18（74HC18）、74LS24、CD4093、CD40106等。

以四输入双与非施 密特触发器74LS13为例。

该集成电路的逻辑功能是：只有当A、B、C、D四个输入端电平都大于上门限电压UK时，Y 才输出低电平，属“与非”逻辑关系;若其中一个输入端电平降到下门限电压UT，Y 便输出高电平。

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学