《数字电子技术基础》2版习题答案6章习题解答

1、解集成施密特触发器输出 uo的波形如图解所示。图解6.16章习题题解6.1集成施密特触发器及输入波形如图 题6.1所示，试画出输出uo的波形图。施密 特触发器的阈值电平 Ut+和Ut-如下图。图题所示为数字系统中常用的上电复位电路。试说明其工作原理，并定性画出UI与UO波形图。假设系统为高电平复位，如何改接电路?解工作原理分析如下(1)当Vcc刚加上时，由于电容C上的电压不能突变，ui为低电平，输出uo为低电平;随着电容充电，ui按指数规律上升，当uiUT时，输出uo变为高电平，完成了低电平复位功 能。波形如图解所示。(2)假设系统为高电平复位，仅将图中R, C互换位置即可。图题是用TTL与非

2、门、反相器和RC积分电路组成的积分型单稳态触发器。该电路用图题所示正脉冲触发，R R off。试分析电路工作原理，画出uo1、ui2和uo的波形图。解工作原理分析如下触发信号未到来时，Ui为低电平，输出UO为高电平；正触发脉冲到来时，UO1翻为低电平, 此时由于UI2仍为高电平，输出UO为高电平不变，电容通过 R放电，当UI2下降到Ut时UI 仍为高电平，输出Uo翻为高电平，暂稳态过程结束。 UO1、UI2和UO的波形见图解。图解6.4所不，%匕k门图题6.46.4集成单稳态触发器 74121组成的延时电路如图题(1)计算输出脉宽的调节范围；(2)电位器旁所串电阻有何作用？解(1)输出脉宽：t

3、w 0.7RextCext 0.7(R 的调节范围为：3.6mS tW 19mS。(2)电阻R起保护作用。假设无 R,当电位 器调到零时，假设输出由低变高，那么电容 C瞬间相当于短路，Vcc将直接加于内部门 电路输出而导致电路损坏。6.5集成单稳态触发器 74121组成电路如图 题6.5所示，要求(1)计算UO1、UO2的输出脉冲宽度；(2)假设ui如图中所示，试画出输出uoi、Rw),分别代入Rw=0和22k 计算，可得tw99 图题6.5UO2的波形图。解(1)直接套用单稳态触发器74121计算脉冲宽度tw的公式，有tW1 0.7RC1 0.7 0.1 10 6 30 103 2.1mS

4、tw2 0.7R2c2 0.7 0.1 10 6 15 103 1.1mS(2)输出UO1、UO2的波形见图解。6.6假设集成单稳74121的输入信号A1、 波形。A2、B的波形如图题6.6所示，试对应画出Q的图解解Q的波形如图解6.6所示。控制系统为了实现时序配合，要求输入、输出波形如图题所示，9可在199s之间变化，试用CMOS精密单稳态触发器 4538和电阻R、电位器Rw和电容器C构成电路，并计 算R、Rw和C的值。解此题要求实现的是脉冲延时电路，可用4538双单稳态触发器实现。第一级tW1 3 199S可调，其输出作为第二级的触发脉冲；第二级tW2 = 1s,电路如图解6.7所示。又因

5、为 tW1minRCi1S,tW1max (RRw)Ci 99 S, tq2&。2 1S,所以，取 C1=10 然 I那么 R1=100k , RW=9.9M; C2=10 mF,那么 R2=100k电路如图题所示：(1)分析S未按下时电路的工作状态。U0处于高电平还是低电平？电路状态是否可以保持 稳定？(2)假设C=10 0，按一下启动按钮 S,当要求输出脉宽tw=10S时，计算R值。(3)假设CF,要求暂稳时间tw =5ms时求R值。此时假设将 C改为1科F R不变，那么 时间tw又为多少？_L GND -LI-IT题6.8图放电管导通，UTH=0V,根据555的功C充电，UTH = UC

6、上升，当UTHUTH=0V。综上所述，UO处于低电平，(2)因为tW 1.1RC,所以R1.1C101.1 1010 6910k6.9tw1.1Ctw5 1031.1 0.1 10 645.5k31.1RC 1.1 45.5 1031 10 650mS电路图所示。假设C 20 户,R100kVCC 12 V,试计算常闭开关S断开以后解(1) S未闭合时，UTR=VCC，假设输出为低电平, 能表知输出保持低电平；假设输出为高电平，放电管截至, 2/3 Vcc时，输出跃变为低电平，同时放电管导通，使 电路状态可保持稳定。经过多长的延迟时间，UO才能跳变为高电平。【解】延迟时间等于从 S断开瞬间到电

7、阻上的电压降至VtVc DlTHX氐OUT555GNDuo- 0.01 I1F1一，、 一1VCC的时间，即TdRCln 0 VCCRCln3 1.1 100 103 20 10 6 2.2s10 3Vcc TOC o 1-5 h z 用555定时器和逻辑门设计一个控制电路，要求接收触发信号后，延迟 22ms后继 电器才吸合，吸合时间为11ms。解略试用集成定时器 555设计一个100Hz,占空比为60%的方波发生器。 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document _ _1 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document

8、 解Tot1t20.7充 0.7放 0.7(R 2R2)C0.01Sf010kHz50kHz ,频率可占空比：D卜0.7(R R2)C丛皿0.6%0.7(R 2R2)C R 2R2由得：70(R1 2R2)C 1S由得：R2 2R取C =1 mF,再将代入得：R1 2.86k , R2 5.72k2试用555集成定时器和适当的电阻、电容元件设计一个频率为 调的矩形波发生器。解略3.试设计一个间隔2s振荡3s的多谐振荡器，其振荡频率为200Hz。解略用双定时器组成的脉冲发生电路如图题6.14所示，设555输出高电平为5V ,输出低电平为0V,二极管D为理想二极管。(1)每一个555组成什么电路?

9、(2)假设开关S置于1,分别计算uoi和U02的频率;(3)画出开关置于 2时，画出uoi和U02波形图。OUT33klDISTRGNDTHloci 11F图题6.14解(1)每个555各自组成多谐振荡器电路。（2）开关S置于1时，二极管始终反偏截止，振荡器正常工作。f10.7(R1 2R2)0.7 (33 2 27) 103 0.082 10 6200HZ ，f20.7限 2R4)10 fl 2000Hz。开关S置于2时，假设U01为高电平，那么二极管截止，第二级 555振荡；假设UO1为低 电平，那么二极管导通，UC2被钳制在0.7V 1/3VCC , uo2为高电平。波形图如 图解。其中

10、，T10.7（RR2）C13.4mS,T20.7（R32R4）C20.5mS , 17T2,所以，uo1高电平对应于UO2的7个周期。由两个集成单稳态触发器 74121构成多谐振荡器如图题 6.15所示。试分析电路的工 作原理，并求出电路的振荡频率。图题解（1）触发脉冲到来前，单稳态电路处于稳态。Ui1负触发脉冲到来时，单稳 （I片）被触发而进入暂稳态，Q1由0跃变为1 ,而Q2保持0不变。到单稳（I）暂态结束时，Q1由1回到0, 单稳（II片）及 1被触发进入暂态，Q2由0跃变为1,同时Q2由1跃变为0。此时段， 单稳（I片）保持稳态，直到单稳（II片）暂态结束时，Q2由0跃变为1,单稳（I

11、片）被触发进入暂稳态。单稳（I片）暂稳态结束时，Qi的负跃变又触发单稳（II片）；单稳（II片）暂稳态结束时， 又触发单稳（I）。如此周而复始，该电路通过互触发，维持输出状态不断变化，在 Qi与Q2产生矩形脉冲输出。因此，该电路构成了多谐振荡电路。多谐振荡电路的周期 T为两个单稳暂稳时间之和，即T tW1tW2RGR2C26.16图题6.16所示电路为两个多谐振荡器构成的模拟声响发生器, 理，并定性地画出 Uoi、UO2的工作波形。试分析电路的工作原【解】图题所示电路是由两个多谐振荡器组成的模拟声响电路。适中选择定时元件，假设振荡器A的振荡频率为fA,振荡器B的振荡频率为fB，假定fAfB。由

12、于低频振荡器 A的 输出接至高频振荡器 B的复位端Rd,当uo1输出高电平时，B振荡器才能振荡，uo1输出低 电平时，B振荡器被复位，停止振荡，因此使扬声器发出频率为fB的间歇声响。其工作波形如图解6.16所示。I - 图题6.17所示电路为两个555定时器构成的频率可调而脉宽不变的方波发生器，试说明电路的工作原理，确定频率变化范围和输出脉宽，解释二极管D在电路中的作用。解略图题6.18电路中石英晶体的谐振频率为10 MHz,试分析电路的逻辑功能。指出该电路的时钟频率是多少？画出CP、Qi、Q2和Q3的波形。io wn解电路的逻辑功能为 3位环形存放器，电路的时钟频率为 10 MHz。工作波形如图解 6.18 )2 J 456ajmAfLTLTL0 rri 修 n ii 鼻 rn L* * |由555定时器、计数器74LS193和单稳态触发器4538组成的电路如图题 6.19所 示。% 4k ,Cext 0.02 式。(1)说明电路各局部的功能；(2)假设 R 10k ,R2 20k ,C 0.01F ,求 uo的周期 T;74LS193芯片CO和CP脉冲的分频比为多少；4) 4538芯片的输出脉宽tw为多少；(5)画出uo1、CO和uo的波形。图题.20为区分单稳、双稳和施密特电路单元，用相同的信号输入到各电路，再