尹其畅 第7章 习题解答.doc

7 习题参考答案7.1 RC环形多谐振荡电路如图7.32所示。试分析电路的振荡过程。定性画出uO1、uO2、um及uO的波形。图7.32 题7.1图解：（1） 定性分析设在t0时刻，uO3=0，则uO1=1，uO2=0，uO=1。即门G1、G4截止，门G2、G3饱和导通。电容C充电，等效电路如图A（a）所示。随着充电过程的进行，充电电流逐渐减小，m点的电压也相应减小，当um=UTH时，G3由导通变为截止，uO3=1，且uO1=0，uO2=1，uO=0。电路进入另一个暂稳态。此时电容C先放电，后反方向充电，放电回路如图A（b）所示。电容上电压值逐渐增大，当um=UTH时，电路状态转换为： uO3 =0，uO1=1，uO2=0，电路进入另一个暂稳态，又开始新一轮的充电过程。在电路状态转换过程中，m点的电位出现了2次跳变，一次是正跳变，一次是负跳变，其幅度与uO1的变化幅度相同。图A 图7.32电路的充放电等效电路（2） 波形分析参照定性分析的结论，可做出图7.32电路的工作波形如图B所示。图B 图7.32电路工作波形7.2 图7.33所示电路为由CMOS或非门构成的单稳态触发器。试分析电路的工作原理，画出加入触发脉冲后，uO1、uO2及uR工作波形，并写出输出脉宽tw表达式。图7.33 题7.2图 解：电路的稳态是：uI=0，uR=0，uO1=1，uO2=0，电容上电压为0。当uI出现正跳变脉冲时（窄脉冲），电路进入暂稳态，uO1=0，uO2=1，电容开始充电，随着充电的进行，uR逐渐减小，当uR=UTH时，电路状态转换进入稳态，uO1=1，uO2=0。电容放电恢复，电路等待下次触发。按照上述分析，作波形图如下：充电等效电路如图示：由充电等效电路可见： 当ttW时，代入上式并整理有：7.3 分别分析图7.34(a)、(b)具有什么功能？画出其工作波形图。图(b)中的uI波形可自己给定。图7.34 题7.3图解：图（a）为具有迟滞特性的反相器和RC积分电路组成的多谐振荡器。图（b）的功能类同于单稳态触发器，但对输入窄脉冲有滤除作用。波形如图示： 7.4 图7.35是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路。试分析它的转换电平UT+、UT及回差电压U与控制电压uCO的关系。图7.35 题7.4图解：依据图7.35，应用叠加原理求ui的表达式： (1)由于uo与ui同相，因此，当ui较小时，uo处于低电平（0V）此时： （2）ui增加时，uI1也增加, 当时，出现下述正反馈过程：正反馈的结果，使uo1=0，uo=1，此时，uo= UCC= uo (3)ui增加时，uI1也增加, 但电路状态维持不变。ui减小时，uI1也减小, 当减小到时，电路再次出现正反馈过程：正反馈的结果，使电路进入uo1=1，uo=0。由（2）式有： (4)由（3）有：7.5 由555定时器接成的单稳态电路如图7.29所示，UCC=5V，R=10k，C=50F。试计算其输出脉冲宽度tw。解：电路为由555定时器组成的单稳态一般形式，因此：7.6 由555定时器接成多谐振荡器如图7.31（a）所示，UCC=5V，R1=10 k，R2=2k，C = 470PF。试计算输出矩形波的频率及占空比。解：电路为由555定时器组成的多谐振荡器的一般形式，因此：7.7 用2级555构成单稳态电路，实现图7.36所示输入电压uI和输出电压uO波形的关系。并标出定时电阻R和定时电容C的数值。图7.36 题7.7图解：从所给波形可见，第一级单稳态作延时用，第二级单稳态作定时用。电路图如下:取C1=0.01uF，则R1=181.8也可另外选取R1C1的值。取C2=0.01uF，则 取Cd=0.01uF，Rd=10k7.8 分析下图7.37所示电路，简述电路的组成及工作原理。若要求扬声器在开关S按下后，以1.2kHZ的频率持续响10s，试确定图中R3、R4的阻值。图7.37 题7.8图解：电路组成：图示电路可划分为四个部分：开关触发输入电路、可宽脉冲触发的单稳态触发器、可控多谐振荡器、扬声器输出部分。工作原理：当开关S闭合时，电容C1充电，单稳态触发器的第2脚出现负脉冲，使单稳态电路输出高电平，多谐振荡器开始振荡，扬声器发出声响。在单稳态输出高电平期间，电源经R3给C2充电，uc2上升，当时，单稳态触发器返回稳态，输出低电平，多谐振荡器停止工作，扬声器停止鸣叫。电路恢复到初始状态，等待下次触发输入。7.9 图7.38是用两个555定时器接成的延迟报警器。当开关S按下时，经过一定的延迟时间后扬声器开始发出声音。如果在延迟时间内S重新闭合，扬声器不发出声音。在图中给定的参数下，试求延迟时间的具体数值和扬声器发出的声音频率。图中的G是CMOS反相器，输出的高低电平分别为UOH=12V、UOL=0V。图7.38 题7.9图解：7.10 图7.39是救护车扬声器的发音电路。在图中给出的电路参数下，试计算扬声器发出声音的高、低频率及高、低音的持续时间。当UCC=12V时，555定时器输出的高低电平分别为11V和0.2V，输出电阻小于100。图7.39 题7.10图解：电路由两个多谐振荡器组成，第一个多谐振荡器的输出用于控制第2个多谐振荡器的振荡频率（调频电路）。第一个多谐振荡器的输出信号频率为：高电平输出时间：低电平输出时间：第二个多谐振荡器，其参考电压是变化的，即第5脚的电压分别为11V和0.2V。当uo1=11V时，对应的uT2=5.5V， uT6=11V，此时多谐振荡器充放电过程分析如下.充电时 当，代人上式计算有：放电时 当，代人上式计算有：当uo1=