回差電壓施密特觸發(fā)器

與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器相比，施密特觸發(fā)器的最大特點(diǎn)是不僅具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)A 和B，而且使其從穩(wěn)定狀態(tài)A轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定狀態(tài)B和使其從穩(wěn)定狀態(tài)B轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定狀態(tài)A時(shí)需要的觸發(fā)電平不一樣。

施密物觸發(fā)器可由分立元件構(gòu)成，也可用門電路、運(yùn)算放大器或電壓比較器構(gòu)成。不同性能的專用集成施密特觸發(fā)器也很多。

在基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)非門G₁和一個(gè)二極管VD組成的施密特觸發(fā)器。

為了便于說明問題和突出施密特觸發(fā)器的工作特點(diǎn)，假設(shè)其輸入信號(hào)u_i為三 角波，而且設(shè)定等于和大于1.4 V以上為高電平“1”，小于1.4 V為低電平“0”，二 極管VD的導(dǎo)通電壓為0.7 V。 另外，

在0～t₁期間，輸入電壓u_i由0V慢慢上升至0.7V，由于u_i低于1.4 V，故電 路的輸入電平為“0”，非門G₁輸出“1”。在u_i由0V上升到0.7 V時(shí)，RS觸發(fā)器 的S端由電壓始終低于1.4 V(端電壓比u_i電壓高0.7V)，即

在t₁～t₂期間，輸入電壓u_i由0.7 V慢慢上升但尚未達(dá)到1.4 V時(shí)，由于u_i低于1.4 V，故非門G₁的輸入電平為“0”，其輸出為“1”，即

在t₂～t₃期間，從t₂開始，輸入電壓u_i將高于1.4 V，非門G₁的輸入電平始終 為“1”，其輸出為“0”，即

t₄時(shí)刻后，從t₄開始輸入電壓u_i低于0.7 V，非門G₁的輸入電平始終為“0”， 其輸出保持為“1”，即

利用電路的翻轉(zhuǎn)性,可以將邊沿變化緩慢的信號(hào)，整形成邊沿很陡的矩形波。

如果電路中不存在回差現(xiàn)象，則輸出波形就會(huì)出現(xiàn)頂部受干擾而輸出開口的波形。

可以看出，輸入信號(hào)兩次觸發(fā)電壓是存在差距的，這種情況稱為回差現(xiàn)象，這兩個(gè)電壓的差值稱為回差電壓 △U。

由上可見，施密特觸發(fā)器將輸入的三角波轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦尾?。不難推知，如果施密 特觸發(fā)器輸入信號(hào)為一個(gè)正弦電壓，其輸出將是一個(gè)矩形波，這就是它的波形變換作用；如果其輸入信號(hào)是不規(guī)則的矩形波，則其輸出將是比較規(guī)則矩形波，這就是施密特觸發(fā)器的脈沖整形作用。

顯然，利用施密特觸發(fā)器的這些特性，還可以 將升降變化緩慢的波形轉(zhuǎn)化成上升沿、下降沿都很 陡峭的矩形波。另外，利用施密特觸發(fā)器具有上門 限電壓U_K的特性，可以使低于U_K的無用電壓對(duì) 電路不起作用，從而起到抗干擾的作用。由于施密 特觸發(fā)器的這些特點(diǎn)，在數(shù)字電路中尤其在脈沖產(chǎn)生和整形電路中得到了廣泛應(yīng)用。

實(shí)際使用中的集成施密特觸發(fā)器由多個(gè)門電 路組成，例如，74LS13（74HC13）、74LS14 （74HC14）、74LS18（74HC18）、74LS24、CD4093、CD40106等。

以四輸入雙與非施 密特觸發(fā)器74LS13為例。

該集成電路的邏輯功能是：只有當(dāng)A、B、C、D四個(gè)輸入端電平都大于上門限電壓U_K時(shí)，Y 才輸出低電平，屬“與非”邏輯關(guān)系;若其中一個(gè)輸入端電平降到下門限電壓U_T，Y 便輸出高電平。

1．系統(tǒng)的供電電壓允許偏差。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》GB 12325-2008規(guī)定：

（1）35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過額定電壓的10%。若供電電壓上下偏差同號(hào)（均為正或負(fù)）時(shí)，按較大的偏差絕對(duì)值作為衡量依據(jù)。

（2）10kV及以下供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%。

（3）0.22kV單相供電電壓允許偏差為 7%、-10%。

2．用電設(shè)備端電壓允許偏差。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-95規(guī)定：

（1）電動(dòng)機(jī)允許電壓偏差為額定電壓的±5%。

（2）照明時(shí)，允許電壓偏差在一般工作場(chǎng)所為額定電壓的±5%；對(duì)于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)所，難以滿足上述要求時(shí)，可為額定電壓的 5%、－10%：應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為額定電壓的 5%、－10%。

3．其他用電設(shè)備當(dāng)無特殊規(guī)定時(shí)允許電壓偏差為額定電壓的±5%。

產(chǎn)生電壓偏差的根本原因是電流通過系統(tǒng)元件時(shí)造成的電壓損失。對(duì)于供配電系統(tǒng)來說。如果系統(tǒng)中用電負(fù)荷不變，區(qū)域變電站提供的母線電壓也不變，則系統(tǒng)沿線的電壓損失小變，這時(shí)沿線各點(diǎn)電壓偏差就不會(huì)改變。但事實(shí)上系統(tǒng)中的實(shí)際負(fù)荷是在最大負(fù)荷和最小負(fù)荷之間不斷變化的，因此沿線某點(diǎn)電壓偏差也就在電壓偏蔗最大值和電壓偏差最小值之間變動(dòng)。

（一）供配電系統(tǒng)供電端的高壓方式

供配電系統(tǒng)要將電壓限制在規(guī)定的范圍內(nèi)．必須進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。對(duì)于電力系統(tǒng)來說，應(yīng)采取合適的調(diào)壓方式保證向用戶供應(yīng)電壓合格的電能。常用的調(diào)壓方式有：

1．逆調(diào)壓。逆調(diào)壓就是負(fù)荷大時(shí)電網(wǎng)電壓向高調(diào)，負(fù)荷小時(shí)電網(wǎng)電壓向低調(diào)。以恰當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償電網(wǎng)的損失。110/35/10kV變壓器為調(diào)壓變壓器，變壓器二次側(cè)母線電壓，利用變壓器的有載調(diào)壓分接頭，隨著負(fù)荷的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)負(fù)荷大時(shí)，線路電壓損失大，為保證用戶端的電壓偏差不超過規(guī)定值，將母線電壓調(diào)高；當(dāng)負(fù)荷小時(shí)，線路電壓損失小，為保證用戶端的電壓不超過規(guī)定值。將母線電壓調(diào)低。

2．穩(wěn)壓（常調(diào)壓）。無論負(fù)荷如何變化，均保持調(diào)壓的樞紐點(diǎn)的電壓不變。這種方法既很困難，也不經(jīng)濟(jì)，只有在線路長(zhǎng)度、負(fù)荷配置到比較理想的情況下，才易達(dá)到。

3．不調(diào)壓。不作有載調(diào)壓處理，這時(shí)，對(duì)于相同的系統(tǒng)。負(fù)荷大時(shí)，由于線路上電壓損失大，電壓負(fù)偏差就大；負(fù)荷小時(shí)，由于線路上電壓損失小，電壓正偏差就大。因此電壓偏差不易滿足要求．

（二）中低壓系統(tǒng)電壓偏差的改善措施

中低壓系統(tǒng)限制和減少電壓偏差的系統(tǒng)措施有：正確選擇變壓器的電壓分接頭；降低系統(tǒng)阻抗；采用無功功率補(bǔ)償措施；平衡三相負(fù)荷等。

1．正確選擇變壓器的電壓分接頭．系統(tǒng)中各點(diǎn)電壓水平高低不一，合理選擇變壓器的分接頭，可對(duì)電壓水平進(jìn)行調(diào)整，將實(shí)際電壓與額定電壓的偏差限制在一定的范圍。

2．降低系統(tǒng)阻抗。電壓偏差與電壓損失有極大的相關(guān)性，電壓損失越大，電壓偏差的限制越困難。而供電元件的電壓損失又與阻抗大小成正比，因此，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理時(shí)，采用如下措施，可減少電壓損失。

（1）減少變壓級(jí)數(shù)，可降低變壓器產(chǎn)生的電壓損失。

（2）增加線路截面，可減小線路阻抗，減少線路電壓損失。

（3）因?yàn)殡娎|線路的電抗值比相同截面的架空線路和普通絕緣導(dǎo)線小得多，用電纜線路替代架空線路或普通絕緣導(dǎo)線，可有效減少電壓損失。

3．采取無功功率補(bǔ)償措施。從電壓損失的計(jì)算公式可知，電壓損失的大小取決于元件阻抗和有功功率、無功功率的大小。有功功率大小不能改變，而無功功率可以通過補(bǔ)償措施減小。因此，合理采用無功功率補(bǔ)償措施，使用以高壓為主要目的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，相應(yīng)調(diào)整電容器的接入容量，可有效降低系統(tǒng)電壓損失，從而在一定程度上縮小電壓偏差的范圍。

4．平衡三相負(fù)荷。在三相四線制時(shí)，如三相相負(fù)荷分布不均，將產(chǎn)生零序電壓，使零點(diǎn)移位，一相電壓降低，另一相電壓升高，增大了電壓偏差。同樣，線間負(fù)荷不平衡，則引起線間電壓不平衡，增大電壓偏差。所以，在分配單相負(fù)荷時(shí)，應(yīng)盡量做到三相平衡。 2100433B

供配電系統(tǒng)改變運(yùn)行方式和負(fù)荷緩慢地變化會(huì)使供配電系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓也隨之變化，這時(shí)各點(diǎn)的實(shí)際電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓之差△U稱為電壓偏差。電壓偏差△U也常用與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分比表示。即：

式中：△U--電壓偏差百分比；U一實(shí)際電壓：U_N電網(wǎng)標(biāo)稱電壓。