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在上一節(jié) 運(yùn)放教程1-入門 中，我們學(xué)習(xí)了運(yùn)放的基礎(chǔ)知識(shí)、運(yùn)放比較器電路，知道了該電路是一個(gè)無反饋（開環(huán)）運(yùn)放電路。今天我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)運(yùn)放。
問題
下面是一個(gè)輸入信號(hào)接在反相輸入引腳，參考電壓為 1 伏的運(yùn)放比較器電路：
下面是上面電路的波形圖：
可以看到，當(dāng)輸入信號(hào)大于 1 伏時(shí)，輸出為低電平；當(dāng)輸入信號(hào)小于 1 伏時(shí)，輸出為高電平。
我們給信號(hào)加點(diǎn)干擾，看看會(huì)怎么樣：
可以看到，隨著輸入信號(hào)噪音的逐漸增加，輸出信號(hào)最終出現(xiàn)了雜波：
我們?nèi)绾谓鉀Q上面的問題，以實(shí)現(xiàn)即使輸入信號(hào)有一定的干擾，也不會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)跳變？
施密特觸發(fā)器電路
我們可以使用一種叫做施密特觸發(fā)器（Schmitt Trigger）的運(yùn)放電路來解決上面的問題:
下面是輸入與輸出的關(guān)系動(dòng)畫：
上圖中，移動(dòng)的黑點(diǎn)表示輸入信號(hào)，移動(dòng)的綠點(diǎn)表示輸出信號(hào)，紅點(diǎn)表示 LTP, 藍(lán)點(diǎn)表示 UTP, 注意觸發(fā)點(diǎn)在 Vin 超過了 UTP 后發(fā)生了跳變。
施密特觸發(fā)器電路中用電阻 R2 將輸出和運(yùn)放同相輸入引腳連接了起來，這會(huì)將輸出信號(hào)反饋到運(yùn)放的輸入引腳。在這里輸出被反饋到同相引腳，屬于正反饋，如果將輸出反饋到反相引腳，則是負(fù)反饋。運(yùn)放施密特觸發(fā)器電路屬于一種正反饋電路。
由于輸出電壓 Vout 將會(huì)在正飽和電壓 Sat（接近正電源電壓Vcc）和 負(fù)飽和電壓(接近負(fù)電源點(diǎn)Vee)之間來回切換，并且 Vout 通過由 R1 和 R2 構(gòu)成的電阻分壓器反饋到參考電壓。所以參考電壓將會(huì)在兩個(gè)不同的值之間來回切換，所以最終會(huì)有兩個(gè)觸發(fā)點(diǎn)，而不是只有一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)。當(dāng)只有一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，如果輸入信號(hào)上有噪音，會(huì)導(dǎo)致輸入信號(hào)在觸發(fā)點(diǎn)附近來回跳變，這會(huì)引起輸出信號(hào)來回跳變。
假設(shè)開始時(shí) Vin 為零伏，然后它逐漸增加接近上觸發(fā)點(diǎn)。一旦 Vin 超過這個(gè)上觸發(fā)點(diǎn)，Vout 將會(huì)立即從高電平變?yōu)榈碗娖?，這也同時(shí)改變了參考電壓，使參考電壓變?yōu)樨?fù)值，即下觸發(fā)點(diǎn)（LTP）。此時(shí)如果輸入信號(hào)在上限觸發(fā)電壓（UTP）附近來回跳變，只要這個(gè)跳變不超過下觸發(fā)點(diǎn)（LTP）, 那么輸出信號(hào) Vout 不會(huì)改變，一直是低電平：
參考電壓變?yōu)橄孪抻|發(fā)電壓（LTP）后，要想讓輸出電壓 Vout 重新變?yōu)楦唠娖?，輸入信?hào) Vin 得一路下降到低于 LTP 才行：
上圖中，移動(dòng)的黑點(diǎn)表示輸入信號(hào)，移動(dòng)的紅點(diǎn)或藍(lán)點(diǎn)表示輸出信號(hào)。
一旦 Vin 下降到 LTP 以下，那么輸出電壓會(huì)變成高電平，同時(shí)，參考電壓也會(huì)變成上限觸發(fā)電壓 UTP。
總結(jié)：
當(dāng)觸發(fā)電壓為 UTP 時(shí)，在輸入信號(hào)逐漸變大的過程中，一旦其值超過 UTP, 則觸發(fā)電壓會(huì)變?yōu)?LTP，此時(shí)輸入信號(hào)如果在 UTP 附近跳動(dòng)，只要不低于 LTP, 不會(huì)引起輸出變動(dòng)；
當(dāng)觸發(fā)電壓為 LTP 時(shí)，在輸入信號(hào)逐漸變小的過程中，一旦其值低于 LTP, 則觸發(fā)電壓會(huì)變?yōu)?UTP， 此時(shí)輸入信號(hào)如果在 LTP 附近跳動(dòng)，只要不超過 UTP, 不會(huì)引起輸出變動(dòng)。
舉個(gè)例子
上圖電路中，運(yùn)放電源為正負(fù) 12 伏。由一個(gè) 1kΩ 電阻和 11kΩ 電阻組成分壓電路。上限觸發(fā)電壓為 1 伏，下限觸發(fā)電壓為 -1 伏。
坐標(biāo)系中藍(lán)線表示輸入信號(hào)。其值從低于 -1 伏開始逐漸增加，此時(shí)輸出為高電平，觸發(fā)電平為 UTP(1伏)。當(dāng)輸入信號(hào)逐漸增加并且超過 LTP 時(shí)，輸出無變化。再增加，一旦其值超過 UTP 時(shí)，輸出電平會(huì)迅速從高電平變?yōu)榈碗娖剑瑫r(shí)，參考電壓由較大的 UTP 變?yōu)檩^小的 LTP, 此后，即使輸入信號(hào)有很強(qiáng)的噪音，導(dǎo)致其值在 UTP 附近上下抖動(dòng)，但由于此時(shí)參考電壓已經(jīng)變?yōu)榱溯^小的 LTP, 輸出電平不會(huì)變動(dòng)。
非對(duì)稱閾值
上面的電路中，兩個(gè)觸發(fā)電平是在 0 伏附近的。如果想讓兩個(gè)觸發(fā)電平不在零伏附近，需要用3個(gè)電阻, 電路圖如下：
觸發(fā)電平計(jì)算公式如下：
網(wǎng)上有一個(gè)反相施密特觸發(fā)器計(jì)算器，可以根據(jù)輸入的上下限觸發(fā)電壓計(jì)算電路中需要的電阻值，網(wǎng)址是：
https://www.random-science-tools.com/electronics/inverting-schmitt-trigger-calculator.htm
這里，假設(shè)我們想讓上限電壓為 1.1 伏，下限觸發(fā)電壓為 0.9 伏，參考電壓就用正電源電壓 9 伏，輸入后計(jì)算結(jié)果如下：
它計(jì)算出的電阻為：
R1 = 16kΩ
R2 = 2kΩ
R3 = 160kΩ
調(diào)試后，我使用下面的參數(shù)：
R1=20k
R2=2.7k
R3=180k
在電路板上組裝后，測(cè)得波形如下：
可以看到 UTP = 1.07伏，LTP = 0.69 V。帶有如此大噪音的輸入信號(hào)并沒有引起輸出意外跳變，問題得到解決。
總結(jié)
今天我們一起了學(xué)習(xí)了正反饋運(yùn)放電路，即反相施密特觸發(fā)器電路。知道了該電路可以產(chǎn)生兩個(gè)觸發(fā)電壓，進(jìn)而解決輸入信號(hào)的噪音引起的輸出意外跳變的問題。
該電路是人類智慧的一次集中體現(xiàn)，向先行者 Otto Herbert Schmitt（1934年發(fā)明施密特觸發(fā)器電路） 致敬！
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LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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驅(qū)動(dòng)電源
在工業(yè)自動(dòng)化蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，工業(yè)電機(jī)作為核心動(dòng)力設(shè)備，其驅(qū)動(dòng)電源的性能直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中，反電動(dòng)勢(shì)抑制與過流保護(hù)是驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，集成化方案的設(shè)計(jì)成為提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能的關(guān)鍵。
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工業(yè)電機(jī)
驅(qū)動(dòng)電源
LED 驅(qū)動(dòng)電源作為 LED 照明系統(tǒng)的 “心臟”，其穩(wěn)定性直接決定了整個(gè)照明設(shè)備的使用壽命。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，LED 驅(qū)動(dòng)電源易損壞的問題卻十分常見，不僅增加了維護(hù)成本，還影響了用戶體驗(yàn)。要解決這一問題，需從設(shè)計(jì)、生...
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驅(qū)動(dòng)電源
照明系統(tǒng)
散熱
電動(dòng)汽車(EV)作為新能源汽車的重要代表，正逐漸成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一是電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，而絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，其性能直接影響到電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能和...
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電動(dòng)汽車
新能源
驅(qū)動(dòng)電源
在現(xiàn)代城市建設(shè)中，街道及停車場(chǎng)照明作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其質(zhì)量和效率直接關(guān)系到城市的公共安全、居民生活質(zhì)量和能源利用效率。隨著科技的進(jìn)步，高亮度白光發(fā)光二極管(LED)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸取代傳統(tǒng)光源，成為大功率區(qū)域...
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發(fā)光二極管
驅(qū)動(dòng)電源
LED
在LED照明技術(shù)日益普及的今天，LED驅(qū)動(dòng)電源的電磁干擾(EMI)問題成為了一個(gè)不可忽視的挑戰(zhàn)。電磁干擾不僅會(huì)影響LED燈具的正常工作，還可能對(duì)周圍電子設(shè)備造成不利影響，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此，采取有效的硬件措施來解決L...
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LED照明技術(shù)
電磁干擾
驅(qū)動(dòng)電源
開關(guān)電源具有效率高的特性,而且開關(guān)電源的變壓器體積比串聯(lián)穩(wěn)壓型電源的要小得多,電源電路比較整潔,整機(jī)重量也有所下降,所以,現(xiàn)在的LED驅(qū)動(dòng)電源
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LED
驅(qū)動(dòng)電源
開關(guān)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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LED
隧道燈
驅(qū)動(dòng)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源在LED照明系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，使得LED照明在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，LED的電流、電壓特性需要特定的驅(qū)動(dòng)電源才能正常工作。本文將介紹常用的LED驅(qū)動(dòng)電...
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LED驅(qū)動(dòng)電源
led照明
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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驅(qū)動(dòng)電源
高壓工頻交流
崧盛股份9日發(fā)布投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表，就植物照明發(fā)展趨勢(shì)、行業(yè)壁壘等問題進(jìn)行分享。植物照明未來市場(chǎng)需求廣闊崧盛股份指出，植物照明將會(huì)走向長(zhǎng)期產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。主要原因有三：第一，LED植物照明賦能終端種植更具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于LE...
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崧盛股份
驅(qū)動(dòng)電源
在當(dāng)今高度發(fā)展的技術(shù)中，電子產(chǎn)品的升級(jí)越來越快，LED燈技術(shù)也在不斷發(fā)展，這使我們的城市變得豐富多彩。 LED驅(qū)動(dòng)電源將電源轉(zhuǎn)換為特定的電壓和電流，以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流電(即...
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驅(qū)動(dòng)電源
高壓直流
人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如LED電源。
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LED
驅(qū)動(dòng)電源
低壓直流
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟?。LED驅(qū)動(dòng)電源實(shí)際上是一種電源，但是它是一種特定的電源，用于驅(qū)動(dòng)LED發(fā)射帶有電壓或電流的光。 因此，LE...
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驅(qū)動(dòng)電源
電流
LED燈作為一種新型節(jié)能和無污染光源，由于其特有的發(fā)光照明特性，在現(xiàn)代照明應(yīng)用中發(fā)揮著革命性的作用。作為 LED 照明產(chǎn)業(yè)鏈中最為核心的部件之一，LED 驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)所存在的可靠性低、成本高等典型問題一直制約著...
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LED
驅(qū)動(dòng)電源
隨著社會(huì)的快速發(fā)展，LED技術(shù)也在飛速發(fā)展，為我們的城市的燈光煥發(fā)光彩，讓我們的生活越來越有趣，那么你知道LED需要LED驅(qū)動(dòng)電源嗎?那么你知道什么是LED驅(qū)動(dòng)電源嗎?
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驅(qū)動(dòng)電源
早前有新聞稱，Cree在2018年開始宣布轉(zhuǎn)型高科技半導(dǎo)體領(lǐng)域，并一邊逐漸脫離照明與LED相關(guān)業(yè)務(wù)，一邊持續(xù)投資半導(dǎo)體。在今日，Cree宣布與SMART Global Holdings, Inc.達(dá)成最終協(xié)議，擬將LED...
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