大多數 CMOS、BiCMOS 和 TTL 器件在其輸入的高低電平轉換時需要快速邊沿。如果邊沿過慢，可能會導致過大的電流、振蕩，還有可能損壞器件。

緩慢或嘈雜的邊沿

在上電或使用按鈕或手動開關（具有濾波所需的較大電容器）時，很難避免緩慢邊沿。重負載輸出還會導致后續器件輸入的上升和下降時間超出規格。對于正常（非施密特觸發）輸入，器件在上升沿和下降沿上的同一點開關。對于緩慢上升沿，器件在閾值處開關。發生開關時，需要來自 V_CC 的電流。

從 VCC 強制輸出電流時，VCC 電平可能會下降并導致閾值發生變化。當閾值發生變化時，將再次超過輸入，導致器件再次開關。這種模式會繼續導致振蕩，從而導致電流過大。如果輸入中有噪聲，也會出現這種模式。噪聲可能會多次超過閾值，并導致振蕩或多次計時。

遲滯

針對這些問題的設計方案是使用施密特觸發器件，使緩慢或嘈雜的邊緣更快轉換，滿足后續器件的輸入上升和下降規范要求。真正的施密特觸發沒有上升和下降時間限制。

具有施密特觸發操作的器件具有少量遲滯，有助于抑制噪聲，但也具有了輸入上升和下降時間限制。這些器件通常在數據表中沒有 VT 規格，并且在建議的運行條件下為輸入指定了上升和下降時間限制。

真正的施密特觸發輸入調整了開關閾值，器件將在上升沿的較高點 (Vt+) 和下降沿的較低點 (Vt–) 進行開關。這些開關點的差異被稱為遲滯 (^Vt)。以下是施密特觸發規格的示例：

請務必記住 (Vt+ max) = Vih，(VT– min) = Vil。在規格中，有多個限制與施密特觸發輸入相關。由于各種原因，所有這些限制都很重要。在輸入上升沿，器件在 (Vt+ min) 和 (Vt+ max) 之間開關。在下降沿，器件在 (Vt– max) 和 (Vt– min) 之間開關。器件不會在 (Vt– max) 和 (Vt+ min) 之間開關。這對于噪聲抑制很重要。

遲滯是器件在上升沿和下降沿開關區域之間的差值。遲滯至少為最小值，不超過最大 (^Vt) 規格。

圖 1 遲滯開關時間

在 圖 1 中，輸入電平 Vih 和 Vil 必須大于 (VT+ max) 且小于 (VT– min)，以便確保器件正常開關。上圖中的開關點是分開的，可提供更清晰的視覺效果。實際上 (VT+ min) 和 (VT– max) 可能會重疊。

輸入電壓

一種常見的誤解是，將慢速信號切換為施密特觸發時，電流消耗將減少。這種誤解有一部分是正確的，因為施密特觸發可防止會消耗大量電流的振蕩；但是，由于輸入未在電源軌上的時間，I_CC 電流仍然可能更高。這是 I_CC 增量。I_CC 增量即輸入不在電源軌上，而上部或下部驅動晶體管處于部分導通狀態。下圖展示了整個輸入電壓范圍中的 I_CC。

圖 2 作為輸入電壓函數的電源電流

正弦波

使用施密特觸發將正弦波轉換為方波，如該振蕩器應用中所示。此外，使用施密特觸發可加快緩慢或嘈雜輸入，或清理輸入，在開關去抖動器電路中就是如此。

圖 3 使用施密特觸發逆變器的振蕩器應用

圖 4 使用施密特觸發逆變器的開關去抖動器

結語

施密特觸發可用于將正弦波更改為方波，清理嘈雜信號，并將慢速邊沿轉換為快速邊沿。

圖 5 正弦波到方波

圖 6 清理嘈雜信號

圖 7 轉換慢速邊沿

我們指定器件在 (VT+ min) 和 (VT+ max) 之間的上升沿開關。我們指定器件在 (VT– max) 和 (VT– min) 之間的下降沿開關。

在 (VT+ min) 和 (VT– max) 之間，我們指定器件不會開關。此規范可用于抑制噪聲。這兩個限制可以重疊。

我們將最小遲滯量指定為最小 ΔVT。

• Vih = (VT+ max)
• Vil = (VT– min)

從 30 年前的 74xx 系列到最新的 AUP1T 系列，德州儀器 (TI) 施密特觸發功能可用于大多數技術系列。這兩項施密特觸發功能適用于大多數系列：

• 14 用于反相施密特觸發
• 17 用于非反相施密特觸發

德州儀器 (TI) 還擁有全系列具有施密特觸發輸入的小尺寸邏輯產品。

配置

SN74LVC1G57、SN74LVC1G58、SN74LVC1G97、SN74LVC1G98、SN74LVC1G99、SN74AUP1G57、SN74AUP1G58、SN74AUP1G97、SN74AUP1G98、SN74AUP1G99

低至高轉換器

SN74AUP1T02、SN74AUP1T04、SN74AUP1T08、SN74AUP1T14、SN74AUP1T157、SN74AUP1T158、SN74AUP1T17、SN74AUP1T32、SN74AUP1T86