7.1.1脉冲信号的特点
脉冲信号是一种持续时间极短的电压或电流波形。图7.1.1所示为几种常见的脉冲波形。在图7.1.1中，（a）是矩形波，（b）是方波，（c）是尖顶脉冲，（d）是钟形脉冲，（e）是锯齿波，（f）是梯形波。这些波形的共同特点是整个波形都是由若干个暂态过程段所组成。因此广义来说，凡不具有连续正弦波形状的信号，都可以称之为脉冲信号。
最常用的脉冲信号是矩形波和方波，如图7.1.1（a）和（b）所示。理想情况下，矩形波和方波突变部份是瞬间的，不占用时间。在实际波形中，脉冲电压（或电流）从零值升到最大值时，或从最大值降到零值时，都需要经历一定的时间。图7.1.2所示为矩形脉冲电压信号的实际波形图。图中，
是脉冲信号的电压幅度；
是脉冲信号的上升时间，也称为脉冲前沿，它是指脉冲信号由0.1上升至0.9所经历的时间；
是脉冲信号的下降时间，也称为后沿，是脉冲信号由0.9下降至0.1所经历的时间；T称为脉冲信号的周期；
是脉冲信号持续时间，又称为脉宽，是指脉冲信号从上升到0.5处到下降到0.5之间的时间间隔。在一个周期中，
称为脉冲休止期；
称为脉冲占空比。
7.1.2脉冲产生与整形电路的基本分析方法
获得脉冲信号的方法通常有两种，一种是用脉冲产生电路直接产生，另一种是对已有的信号进行整形，然后变换成所需要的脉冲信号。
脉冲产生电路能够直接产生矩形脉冲或方波，它由开关元件（或开关电路）和惰性电路组成，开关元件的通断使电路实现不同状态的转换，而惰性电路则用来控制暂态变化过程的快慢。图7.1.3是典型的暂态电路，其中K为开关（可以是电子开关）设初始时刻（
）开关K与端点a相连，开关接通瞬间电容器两端电压不能突变，满足开关定理
，此时电源
通过电阻
向电容
充电，若
，则电容两端电压
随时间的变化曲线如图7.1.4（a）所示。电阻两端
随时间变化曲线如图7.1.4（b）所示。经过足够长的时间后，暂态过程结束，流过电容
的电流
，电容相当于开路，
，
。电路的时间常数
决定了暂态时间的长短。根据三要素公式，可以得到暂态电路中电压（或电流）随时间变化的方程
（7.1.1）
式中的
可以是或，比如对，只要知道了
、
和
三个参数（三要素）的值，由式（7.1.1）就完全确定。由图7.1.4（a）所示为随时间变化曲线，若
是
和之间的某一转换值，那么从暂态过程的初始值变到
所经历的时间
可用下式计算
（7.1.2）
对图7.1.3所示的
电路，在电容充满电（
）的某个时刻开关K由a投向b，电容器两端电压不能突变，随时间的变化曲线如图7.1.4（b）所示。图7.1.3所示电路中的开关K由a端投向b端或由b端投向a端，电路均会从一个状态过渡到另一个状态，利用惰性电路的这种特性使电路从一个状态到另一个状态就可获取我们所需的脉冲波形。也可以由三要素公式确定其变化方程。
典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发器、单稳态触发器和多谐振荡电路三种类型。
双稳态触发电路是有两个稳定状态，两个稳定状态的转换都需要在外加触发脉冲的推动下才能完成。
单稳态触发电路只有一个稳定状态，另一个是暂时稳定状态，从稳定状态转换到暂稳态时必须由外加触发信号触发，由暂稳态转换到稳定态是由电路自身完成的。暂稳态的持续时间取决于电路本身的参数。
多谐振荡电路能够自激产生脉冲波形，它的状态转换不需要外加触发信号触发，而完全由电路自身完成。因此它没有稳定状态，只有两个暂稳态。
脉冲整形电路能够将其他形状的信号，如正弦波、三角波和一些不规则的波形变换成矩形脉冲。常用的整形电路有二极管限幅电路，各种类型的整流电路和施密特触发器。本章主要介绍由555定时器构成的施密特触发器，它有两个触发电平，当输入信号达到某一额定值时，电路从一个状态转换到另一个状态，属于电平触发的双稳态电路。施密特触发器能将变化缓慢的输入信号变换成数字电路所需的矩形脉冲信号。