数字电路与数字电子技术课后答案

1、第八章 脉冲电路1 图P8.1为TTL与非门构成的微分型单稳态电路,试画出在输入信号v1作用下,a,b,d,e,v0各点波形,求出输出v0的脉冲宽度. 图P8.1VI 3.6V0 0.3V tVa 4.7V 0 1.4V tVb 3.6V 0 0.3V tVc 3.6V 0 .0.3V 1.4V tVd 3.6V 0 0.3V tVe 3.6V0 tw 0.3V t解:(1) 静止期R1=5.1K>Ronva=1.4VR=100<Roff,vd=0.3V;ve=3.6Vvb=0.3V,V0=0.3V 电路处于G1门开,G2门关的状态.(2) 工作期当v1由3.6V下跳到0.3V时

2、图P8.A1(a)电路产生正反馈积累过程,电路变化为G1关,G2开的暂稳态,这时各点波形变化如下:va(0+)=1.4-3.3=-1.9Vvb()=1.4V=R1C1<<v1的脉宽vb=3.6Vvd(0+)=0.3V+3.3V=3.6Vvd()=0V=RC=1S 图P8.A1 ( b )一旦vdvTH=1.4V时，电路产生反向正反馈积累过程，又回到G1开，G2关的稳态vd(tw) = 1.4Vtw = RC= 0.9RC = 0.9Sve = 0.3V，v0 = 3.6V(3) 恢复期G1开,G2关vd(0+)=1.4-3.3= -1.9Vvd()=0.3V=(R1/R)C=RC图

3、P8.A1(c)tre= (35)vb=0.3V,ve=3.6V,vO=0.3V当v1由0.3V上跳到3.6V时,在va产生一上跳脉冲,对电路工作无影响va(0+)=1.4+3.3=4.7Vva()=1.4V=R1C12.图P8.2所示为TTL与非门构成的积分型单稳态电路,若输入v1为宽度为20S的正脉冲,画出a,b,c,d,v0的波形.为使积分型单稳态电路能正常工作,对输入脉冲有什么要求?图P8.A2 解:当 v1=0.3V时, G1,G2门关va=3.6V, vd=3.6Vvb=3.6V, vo=0.3VVI 1.4V0 0.3V tV 3.6V 0 0.3V tV 3.6V 0 1.4V

4、 tV 3.6V0 tw tV 0 0.3V t当v1由0.3V上跳到3.6V时,va由3.6V下跳到0.3V,电容C放电vb(0+)=3.6Vvb()=0.3V=RC=0.26s(35)后达到稳态. 图P8.A2 ( a ) 图P8.A2 ( b )G2的输入v1和vb,当它们之值均大于3.6V时，G2门打开，vd=0,当vb1.4V后，G2门关vb(0+)=3.6Vvb()=0.3V=RC=0.26Svb(tw)=1.4Vtw=RC=1.1RC=0.29S当v1由3.6V下跳到0.3V时,va由0.3V上跳到3.6V 图P8.A2 ( c )vb(0+)=0.3Vvb()=3.6Vtw=(

5、35)RC=RC3. 由两级积分型单稳所组成的电路如图P8.3 (a)所示，输入信号为图P8.3 (b )，假论输入信号中所有正向脉冲足够宽，两级单稳均能正常工作，问:(1) 与v1对应的v01 ，v02 ，v03波形如何，请画出：(1) 要改变输出v03的正脉冲的宽度，应调整电路中哪些参数。( a )VI0 t( b )图P8.3解:(1)tw1=1.1R1C1tw2=1.1R2C2VI0 tV01 tw1 tw1 tw1 0 tV02 tw2 tw2 tw2 tw2 0 tV03 tw3 tw3 tw3 tw3 0 t图P8.A3(2) 从v03的波形可看出其正脉冲宽度为1.1R2C2，所

6、以应调整R2,C24. 利用集成单稳态触发器CT74121，要得到输出脉冲宽度等于3mS的脉冲，外接电容C应为多少?假定内部电阻Rint (2K)为微分电阻.解:由于tw = 0.7RC Rint = 2KC=2.14f5. 设某零件加工过程中需要加热处理，先在50oC的炉温下预热3秒钟，停2秒后再送100oC的炉温下加热10秒钟，加热完毕后要求报警。试用单稳态触发器CT74121实现以上控制。解:取四片单稳,逐级串接,然后用它们输出端产生的脉冲去控制各道工序的执行机构,各工序的时间通过RC调节,这样,只要在适当时刻加入启动脉冲,系统就能自动按设计要求工作,它们时序关系如图所示.Q1 3SQ2

7、 2SQ3 10S 1SQ4图P8.A5 ( a )电路图如下：图P8.A5 ( b )6. 电路图P8.4所示,已知石英晶体的振荡频率为1MHZ,试画出v0和Q3的波形关系,并计数它们的频率.图P8.41 2 3 4 5 6 7 8 9CP0Q0Q1Q2Q38u S图P8.A6解:晶体稳频的多谐振荡器的振荡频率取决于晶体谐振频率即为1106HZ，其周期为1S，所以输出v0 = CP0的周期为1S.CT74LS90接成为8421BCD的9进制计数器Q3的周期为8S，频率为1/8 = 0.125106HZ =125HZ7. 在使用555定时器组成的单稳态触发器(图8.2.12)时，对输入脉冲的宽

8、度有无限制？当输入脉冲的低电平持续过长时，电路应作何修改?解:输入脉冲低电平宽度不能太宽,否则电路回翻转不回原来的稳态,改进方法应在输入端加一微分电路,使负脉冲宽度变窄.8. 在图8.1.20(a)所示的环形振荡器电路中,试说明:S各起什么作用?(2) 为降低电路的振荡器频率可以调哪些参数?是加大还是减小?(3) 若R=200，C = 0.01F，求电路振荡频率为多少?解:(1) R,C为定时元件,RS为隔离电阻.(2) 带有RC定时元件的环形振荡器的周期.T=2.3RCf =从上式可见为降低电路的振荡频率可加大R或者加大C(3) f =217KHZ9. 用555定时器接成的施密特触发器电路如

9、图8.2.10(a)所示，试问:(1) 当VCC = 12V,而且没有外接控制电压时，VT+,VT-及VT各为多少伏?(2) 当VCC = 9V，控制电压VCO=5V时，VT+,VT-及VT各为多少伏?解:(1) 当VCC=12V时, 没有外接控制电压VT+ =VCC = 8V, VT -=VCC = 4V VT = 8V-4V = 4V(2) 当VCC = 9V，控制电压VCO = 5V时VT+ = 5V， VT- =VCO = 2.5V VT = 5V-2.5V = 2.5V10. 在图8.2.14 (a)所示电路中，若R1 = R2 = 5.1K，C = 0.01f,VCC = 12V，

10、试计算电路的振荡频率。解:555定时器组成的多谐振荡器的频率为f = 9.3KHZ11. 试用555定时器设计一个多谐振荡器，要求输出脉冲的振荡频率为20KHZ,占空比等于75%.解:由555定时器组成的多谐振荡器，在电容充电时，暂稳态持续时间为tw1 = 0.7(R1+R2)C在电容C放电时,暂稳态持续时间为tw2 = 0.7R2C所以T = tw1+tw2 = 0.7占空比q = 0.75 f =20KHZ电容C取为0.01MF,则求出R1 = 2R2, R2 =1.8K, R1 =3.6K12. 图P8.5为电子门铃电路，根据555定时器的功能分析它的工作原理（图中S为门铃按钮).图P8.5解:555定时器构成了多谐振荡器，当按钮S不合上时，清零端4上的电压为0，所以不可能发生振荡，当门铃按钮S合上后VCC通过R3对C2充电使清零端4上的电压为VCC，多谐振荡器开始振荡，推动喇叭发生,当按钮打开时，C2通过R4放电，使清零端上电压仍为0，门铃不响。13. 图P8.6是用555定时器接成的延迟报警器.当开关S断开后，经过一定的延迟时间td后喇叭开始发出声音，如果在延迟时间内将S重新闭合，喇叭不会发出声音，在图中给定的参数下，试求延迟时间td以及喇叭发出的声音的频率。图P8.6解:图P8.6中555(1)接成了施密特触发器