如何减少施密特触发振荡器的振铃

施密特触发器是学生们将在电子学课上构建的基本电路之一，但它们并不总是在以后使用。有些电路对模拟设计和特殊逻辑都很重要，包括施密特触发器。Schmitt触发器的一种用途没有得到显著的关注是用于时钟生成，并且该方法已在一些微控制器中使用。这涉及到形成一个施密特触发振荡器电路，以产生具有快速边缘的方波。

就像任何具有快速边缘的电路一样，施密特触发电路可以表现出一些欠阻尼振荡，更好地称为振铃。它可以在不直接测量的情况下自行完成，尽管振荡可能在系统的其他地方被注意到。然而，如果直接探测振荡器，探头会影响预期方脉冲的频率，以及在电路中观察到的振铃。

由于测量应该对所测量的系统产生最小的影响，我们将检查电路设计和测量中可能在施密特触发振荡器中产生不良振荡行为的因素。

施密特触发振荡

基本的施密特触发振荡器电路如下图所示。当初始激励时，电路将使输入电容充电，当电容电压超过高阈值时，输出电压将沿轨道到V+电压。然后，电容器将开始放电，输出将下降到V电压。这重复并有效地将指数波转换为方波。

在此电路图中，反馈电阻和输入电容确定重复频率。当然，在这个电路中，会有寄生影响其运行，导致实际电学行为偏离理论行为。这在实际操作和用示波器探头测量电路时都会发生。

运行中的振荡

振荡可以在施密特触发振荡器(或任何振荡器)的输出上看到，由于振荡器电路输出上的过量电感。实际上，反馈回路和输入开始像一个RLC电路这是由快速边激发的。如果在输入电源引脚上有足够的电感和低电容，这将产生欠阻尼振荡，在振荡器输出上出现振铃。

为了抑制这些振荡，有一些简单的高速设计技术可以帮助你消除这些振荡:

• 使用一个地平面下面的电路去除电感
• 使用地面的线路电源连接
• 直接在电源引脚上使用SMD帽

测量中的振荡

在测量和评估施密特触发振荡器时，您所使用的探针可能会在无意中改变电路行为。所有示波器探头都是等效的RC电路，探头的引线也提供一些额外的电感。当用于测量振荡器输入侧的输出和反馈时，探针的电容将增加到施密特触发振荡器中有意放置的电容。

结果是探针中的寄生改变了振荡器的频率。带宽越高的探头电容越低，当寄生电容改变振荡器频率时，就应该使用这些探头。然而，这些探头也会有更高的衰减，因此它们不能测量可能用于某些振荡器的较低信号电平。下面的电路图显示了这种电容性负载在测试电路中可能出现的位置。

在这里，由于电容平行出现，加载到电路中的总电容更大，因此我们可以期望方波重复率更小。从频率测量，你可以计算出振荡器的真实电容和频率。

施密特触发振荡器与3个不同的加载条件从示波器探头。探头电容越大，重复频率越小。

由于电容和负载电感，探针引线也可以改变振铃。这是很难预测的，因为它取决于物理布局的振荡器电路．振荡器电路下面缺少地是造成高电感和互感的最大因素，这会在输出和反馈回路中产生振铃。

因此，在探头连接中有几个简单的步骤，可以防止这些测量中的过量电感:

• 使用短的直接探测点，尽量减少探测连接中的环路
• 使用具有较低电容的高带宽探头来解决更快的边缘速率
• 遵循上面列出的设计要点

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