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施密特触发器磁滞可提供无噪声的开关和输出
施密特触发器的寿命比一些工程师还活着，并且就像比较器一样，它们一直是跟踪两个电压状态之间切换的基本组件。如今，施密特触发器已集成到IC设计中，或者它们可在中压电路中用作简单的模拟比较器。随着市场上各种运算放大器的推出，很容易为各种模拟应用创建施密特触发电路。
就像比较器一样，施密特触发器可以设计成具有滞后特性，从而对噪声不敏感。为了确保在切换过程中不受噪声干扰，需要仔细设计施密特触发器滞后窗口，以适应输入触发信号上的任何噪声。以下是在施密特触发器电路中设计滞后窗口的方法，以及为什么您可能想在模拟系统中使用施密特触发器而不是比较器电路。
为什么使用施密特触发器而不是比较器？
施密特触发器与比较器电路密切相关。施密特触发器和比较器基本上是相同的电路。当向电路中添加一些正反馈时，任何比较器都将成为施密特触发器，从而增加磁滞。换句话说，所有的施密特触发器都是比较器，由于增加了迟滞，它们被配置为以不同的转换电压进行切换。
有时将具有滞后的比较器与施密特触发器区别开来，因为它们是完全不同的电路，但是它们本质上是相同类型的电路，并提供非常相似的功能。所有比较器都有一些内置的磁滞，而施密特触发器由于电路中的正反馈环路而具有额外的磁滞。下表简要比较了施密特触发器和比较器电路的输出和磁滞特性。
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滞后窗口大小是决定施密特触发器电路抗噪声能力的最重要参数；这将在下面更详细地讨论。为了了解这些特性是如何产生的，有助于分解施密特触发器的常见拓扑，通常使用运算放大器来实现。
施密特触发器滞后运算放大器
与不带迟滞的典型基于运算放大器的比较器电路相比，施密特触发器将具有一些额外的组件。通过正反馈环路增加一些滞后，可以提供施密特触发器电路可以实现的抗噪声能力。下面的电路图中显示了增加磁滞和控制阈值电压电平的示例方法。该图显示了反相施密特触发器电路，其中正反馈施加于同相输入。
施密特触发器电路具有滞后作用。
在该电路图中，输出电压取决于阈值电压值V hi和V lo。只需使用反馈回路中三个电阻的值即可计算输出电压。这些电阻形成一个分压器，通过改变同相输入端的参考电压来同时设置上限和下限阈值电压。上下阈值电压的等式如下所示。
反馈环路中的分压器设置施密特触发器滞后。
在上述分压电路中，在同相输入端看到的电压是阈值电压；这相当于比较器电路中的参考电压。一旦输出电压切换，在同相输入端看到的阈值电压也会切换状态。这应该可以解释为什么上限和下限阈值电压取决于施密特触发器电路的输出。
总而言之，当输入电压升至高于V hi时，输出电压将从V +切换至V _。类似地，当输入电压降至V lo以下时，输出电压从V _切换至V +。对于同相施密特触发器，从高到低的切换动作发生在相反的方向。通过在上述电路图中选择电阻，可以完全设置磁滞的属性。对于同相施密特触发器电路，输入仅连接到运算放大器上的同相输入网络。
输出波形
上述电路的输出波形如下所示。在此波形中，我们可以看到有无磁滞情况之间的比较。如果波形没有迟滞，则输入上的噪声会导致输出在电源电压值之间反弹。这就是为什么我们在比较器电路中添加一些磁滞以创建施密特触发器的原因。通过将切换阈值移动到上升沿值以下（下降沿反之亦然），输入上的少量噪声将不会影响输出电压。
施密特触发器输出无迟滞（左）和有迟滞（右）。
施密特触发器可以容忍的输入信号上的噪声电平与滞后窗口大致相同。在查看时域中的噪声时，RMS噪声水平通常是比较的合适度量。如果需要对照电路中的预期噪声水平检查施密特触发器滞后窗口，则需要正确的电路设计和仿真工具集。
模拟施密特触发器滞后
模拟施密特触发器行为的主要工具是直流分析（用于设计反馈回路）和瞬态分析（用于检查输出波形）。当由运算放大器或晶体管构建这些电路时，您需要为这些子电路使用标准模型，以通过直流扫描和时域仿真产生准确的行为。