施密特触发器的工作特性仿真分析

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在Pspice的Schematics绘图编辑器中，555定时器的图形符号及管脚图如图1所示，其中管脚1是公共端，管脚2为触发端，管脚3为输出端，管脚4为复位端，管脚5是控制电压输入端，管脚6为阈值端，管脚7是内部三极管的放电端，管脚8是电源端。
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利用PSPICE的Schematics绘图编辑器绘制的555定时器构成的施密特触发器电路如图2所示。输入信号V1为三角波，用分段线性源VPWL来实现，其幅值在0V与5V之间线性变化，管脚8接直流电压源Vcc=5V。利用PSPICE的瞬态分析功能进行仿真，瞬态分析(Time Domain Transient)是指在给定输入激励信号的作用下，计算电路输出端的瞬态响应，其实质就是计算时域响应。设置瞬态分析参数为从零时刻开始记录数据，到4s结束，最大步长为5ms，得到555的输出端Vout 的电压波形与输入电压波形如图3所示。由图3可见，该电路能将输入三角波转换成方波输出，且当输入三角波电压升高，输出电平发生转换时所对应的门限电压约为3.33 V，而当输入三角波电压降低，输出电平发生转换时所对应的门限电压约为1.67 V，即上门限电压与下门限电压不同，输入与输出问具有迟滞特性。将输入信号换成正弦信号后，得到输入输出电压的波形(如图4所示)，依然表现出迟滞特性，且上门限电压与下门限电压仍分别为3.33 V和1.67 V，而这正是施密特触发器电路的工作特性。仿真结果与理论计算结果的上门限电压2Vcc/3、下门限电压Vcc/3相符。显然，利用555定时器构成的施密特触发器电路具有结构简单、使用方便的优点。
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PSPICE作为著名的电路设计与仿真软件之一，具有仿真速度快、精度高等优点，并且集成了几乎所有电子电路设计和分析所需的器件、信号源、电源、万用表和示波器。
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不仅可以对模拟电子线路进行不同输入状态的时间响应、频率响应、噪声和其它性能的分析优化，以达到电路最优的性能指标设计，还可以分析数字电子线路和模数混合电路。
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