波形發(fā)生器是一種數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器，在調(diào)試硬件時(shí)，常常需要加入一些信號(hào)，以觀察電路工作是否正常。本文利用施密特反相器實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)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(jiàn)的一種高速CMOS器件。常見(jiàn)的施密特觸發(fā)器的型號(hào)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(hào)

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

　　74hc14閾值電壓參數(shù)。有圖可見(jiàn)，閾值電壓受溫度影響較大

　　這兩項(xiàng)參數(shù)會(huì)對(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)單電路

　　施密特觸發(fā)器輸入輸出波形

　　這種簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)的，所以方波輸出頻率和RC諧振頻率計(jì)算原理是一樣的，即充放電時(shí)間。

　　電容充放電時(shí)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(shí)刻t，電容上的電壓值

　　在常規(guī)的RC電路中，我們一般認(rèn)為3~4*RC電容就會(huì)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(shí)間為：T1=RC*ln[(VH-VT-)/(VH-VT+)]

　　放電時(shí)間為：T2=RC*ln[([(0-VT+)/(0-VT-)]

　　則整個(gè)周期T=T1+T2，可見(jiàn)閾值電壓會(huì)對(duì)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(duì)閾值電壓有較大影響，因此對(duì)需要可靠精準(zhǔn)方波信號(hào)的場(chǎng)合，這種電路肯定是不合適的。但由于這種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單廉價(jià)，對(duì)于應(yīng)用于一般場(chǎng)合的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這種電路確實(shí)十分實(shí)用的。