簡介

波形發(fā)生器是一種數(shù)據(jù)信號發(fā)生器，在調(diào)試硬件時，常常需要加入一些信號，以觀察電路工作是否正常。本文利用施密特反相器實現(xiàn)一種簡單的方波波形發(fā)生器。

施密特反相器

施密特反相器是邏輯電路上常見的一種高速CMOS器件。常見的施密特觸發(fā)器的型號有74LS14、74LS18、CD4093、HEF4093、HCF4093等。一般應(yīng)用于波形轉(zhuǎn)換，諧振電路等邏輯電路中。

施密特觸發(fā)反相器邏輯符號

在使用施密特觸發(fā)器時，需要特別注意兩個電氣特性參數(shù)：正向輸入閾值電壓VT+和負向輸入閾值電壓VT-。

74hc14閾值電壓參數(shù)。有圖可見，閾值電壓受溫度影響較大

這兩項參數(shù)會對輸出波形的頻率產(chǎn)生很大的影響。

施密特觸發(fā)器方波發(fā)生電路

簡單的施密特觸發(fā)器方波發(fā)生電路如下圖：

方波發(fā)生簡單電路

施密特觸發(fā)器輸入輸出波形

這種簡易的方波發(fā)生器本質(zhì)上RC諧振電路加上施密特觸發(fā)器的特性實現(xiàn)的，所以方波輸出頻率和RC諧振頻率計算原理是一樣的，即充放電時間。

電容充放電時間公式：

T=RC*[(Vu-V0)/(Vu-Vt)]

-V0 為電容上的初始電壓值

-Vu 為電容充滿終止電壓值

-Vt 為任意時刻t，電容上的電壓值

在常規(guī)的RC電路中，我們一般認為3~4*RC電容就會充電或者放電完成。但在施密特觸發(fā)方波放生電路中：

充電時間為：T1=RC*ln[(VH-VT-)/(VH-VT+)]

放電時間為：T2=RC*ln[([(0-VT+)/(0-VT-)]

則整個周期T=T1+T2，可見閾值電壓會對方波頻率產(chǎn)生影響。由于不同器件的閾值電壓以及溫度對閾值電壓有較大影響，因此對需要可靠精準方波信號的場合，這種電路肯定是不合適的。但由于這種電路結(jié)構(gòu)簡單廉價，對于應(yīng)用于一般場合的產(chǎn)品來說，這種電路確實十分實用的。

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