第十章脉冲波形的产生和整形内容提要本章主要介绍矩形波的产生和整形电路。在矩形波产生电路中介绍几种常用的多谐振荡器－对称式和非对称多谐振荡器、环形振荡器以及用施密特触发器和555定时器构成的多谐振荡器等。此外对几种不同类型的压控振荡器也做了介绍。在整形电路中，介绍了施密特触发器和单稳态触发器。本章也讨论了最常用的555定时器及其所构成的施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器的电路及工作原理。1本章内容10.1概述10.2施密特触发器10.3单稳态触发器10.4多谐振荡器10.5555定时器及其应用210.1概述一、产生矩形脉冲的途径1.利用各种形式的多谐振荡器电路；2.通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换成符合要求的矩形脉冲。二、矩形脉冲特性的描述通常的矩形脉冲波形如图10.1.1所示。图10.1.13其中：脉冲周期T：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。有时也用频率f＝1/T表示单位时间内脉冲重复的次数。脉冲幅度Vm：脉冲电压的最大变化幅度。图10.1.14上升时间tr：脉冲上升沿从0.1Vm上升到0.9Vm所需要的时间脉冲宽度tW：从脉冲前沿到达0.5Vm起，到脉冲后沿到达0.5Vm为止的一段时间。下降时间tf：脉冲下降沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需要的时间图10.1.15占空比q：脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q＝tw/T注：在脉冲整型或产生电路用于数字系统时，有时对脉冲有些特殊要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，这时需要另增加一些参数来描述脉冲。图10.1.1610.2施密特触发器（SchmittTrigger）第一：输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同；第二：在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。注：利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢地信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形波脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，它具有下面两个性能特点：710.2.1用门电路组成的施密特触发器将两极反相器串接起来，通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端就够成施密特触发器电路，其电路及其图形符号如图10.2.1所示。设反相器G1和G2均为CMOS门，其阈值电压为VTH＝VDD/2，输出高低电平分别为VOH＝VDD，VOL＝0，且R1VTH时，电路状态维持在vo＝VOH＝VDD不变③当vI从高电平VDD逐渐下降到vA＝VTH时，由于也存在正反馈，即使电路迅速跳变到vo＝VOL≈0此时施密特触发器在vI下降时对应输出电压由高电平转为低电平时的输入电压为VT－，称为负向阈值电压，此时vo＝VDD，G1门的输入电压为12由于VTH＝VDD/2，故只要vI
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