脉冲波形的产生与整形

1、施密特触发器

（1）门电路组成的施密特触发器：将两级反相器串联，同时通过分压电阻将输出端的电压反馈到输入端就构成了下图所示的施密特触发器电路，右图是门电路构成的结构，左图是元件符号。

（2）集成施密特触发器：常见的集成施密特触发器有74LS13，由于输入部分附加了与门的逻辑电路，同时输出端附加了反相器，所以，又称为施密特触发的与非门，在集成电路手册中归为与非门一类中，元件符号如下图所示。

（3）应用

①波形变换：利用施密特触发器转换转换过程中的正反馈作用，可以将边沿缓慢变化的周期性信号转换为边沿很陡的矩形脉冲信号。

②脉冲整形：数字系统中，矩形脉冲经传输后容易发生畸变，采用施密特触发器将畸变的波形变换为较为标准的矩形脉冲。

③脉冲鉴幅：将一系列幅度不相同的脉冲信号加到施密特触发器的输入端，只有那些幅度大于某个值的脉冲才会在输出端产生输出信号。

2、单稳态触发器

（1）门电路组成的单稳态触发器：单稳态触发器的暂稳态通常都是依靠RC电路的充放电过程来维持的，根据RC电路的不同接法，又将单稳态触发器分为积分型和微分型两种。

①微分型单稳态触发器

②积分型单稳态触发器

（2）集成单稳态触发器：常用的集成单稳态触发器有74LS121。

3、多谐振荡器

多谐振荡器是一种自激振荡器，接通电源以后，不需要施加触发信号，就可以自动的产生矩形脉冲，由于矩形波中含有丰富的高次谐波，所以将矩形波振荡器称为多谐振荡器。

（1）对称式多谐振荡器

（2）非对称式多谐振荡器

（3）环形振荡器

（4）施密特触发器构成的多谐振荡器

（5）石英晶体多谐振荡器

4、555定时器及其应用

上面所提到的施密特触发器，单稳态触发器，多谐振荡器只给出了原理图并没有给出分析过程，因为在实际中，这种分立元件组成的电路会受到温度的影响（大多数由晶体管构成，晶体管受温度影响很大），所以在实际设计中比较难调试，一般波形产生电路的设计步骤都是采用集成芯片的形式，便与调试，受温度影响较小，成本较低。

   555是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用这个芯片可以构成施密特时触发器，单稳态触发器和多谐振荡器。自从Signetics推出这款产品以后，国际上主要的电子公司都相继生产了这款芯片，随后我国也生产出了双极型定时器CB555。

（1）电路结构与工作原理

（2）555构成施密特触发器

（3）555构成单稳态触发器

（4）555构成多谐振荡器

555构成的多谐振荡器是最常用的电路，因为可以将生成的矩形波用做系统时钟，计数脉冲，矩形波发生器，PWM控制等电路，所以555构成的多谐振荡器广泛用于电路设计当中。电路原理图如下图所示。

可以通过电路分析中的一阶电路的时域响应来计算输出的电压波形，理想状态下的输出波形如下图所示。