数字电子技术基础二版张克农6章习题解答docx.docx
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数字电子技术基础二版张克农6章习题解答docx
图题6」
6章习题题解
6」集成施密特触发器及输入波形如图题6.1所示,试画出输出妬的波形图。
施密特触发器的阈值电平S+和Ut-如图所示。
［解］集成施密特触发器输出如的波形如图解6」所示。
JT
图解6」
6.2图题6.2所示为数字系统屮常用的上电复位电路。
试说明其工作原理，并定性画岀⑷与心波形图。
若系统为高电平复位，如何改接电路？
1
JT
R\\
C丄
I
0
图解6.2
图题6.2
［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，尙为低电平，输出“（）为低电平；随着电容充电，血按指数规律上升，当QUt时，输出仇（）变为高电平，完成了低电平复位功能。
波形如图解6.2所示。
（2）若系统为高电平复位，仅将图中R,C互换位置即可。
6.3图题6.3是用TTL与非门、反相器和肚积分电路组成的积分型单稳态触发器。
该电路用图题6.3所示正脉冲触发，R«i2和坎）的波形图。
［解］工作原理分析如下
6.4集成单稳态触发器74121组成的延时电路如图丿
（1）计算输出脉宽的调节范圉；
（2）电位器旁所串电阻有何作用？
呼5」kQ~22kQ
+?
cc
CcxtCcxl/Rcxt
BQ
At74121
触发信号未到来时，⑷为低电平，输出问为高电平；正触发脉冲到来时，问I翻为低电平此时由于均2仍为高电平，输出如为高电平不变，电容通过尺放电，当⑷2下降到S时仙仍为高电平），输出“（）翻为高电平，暂稳态过程结束。
”（）i、”】2和〃（）的波形见图解6.3。
图解6.3
图题6.4
图题6.5
"02的波形图。
［解］⑴直接套用单稳态触发器74121计算脉冲宽度心的公式，有rWI=0.7/?
］^=0.7x0.1xl0_6x30xl03=2.1mSrW2=0.77?
2C2=0.7x0」xl0“xl5xl03=LlmS
（2）输11!
wOI>w02的波形见图解6.5。
B
Q
图解6.6
6.6若集成单稳74121的输入信号A】、去、B的波形如图题6.6所示，试对应画出Q的波形。
~I__I~I_I~1—〃・~I_I~I__I~~L
■
图题6.6
［解］Q的波形如图解6.6所示。
6.7控制系统为了实现吋序配合，要求输入、输出波形如图题6.7所示，办可在1〜99s
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］本题要求实现的是脉冲延时电路，对用4538双单稳态触发器实现。
第一级
&=4=1〜99S可调，其输出作为第二级的触发脉冲；第二级心2=©电路如图解6.7所示。
又因为twimin=RG=1S,rwlmax=（/?
!
+7?
w）Cj=99S,rW2=R2C2=1S,所以，取G=10|iF,
则R=100kQ,Rw=9.9MQ；C2=10pF,则7?
2=100kQo
A
_100S
{E
6.8电路如图题6.8所示：
（1）分析S未按下时电路的工作状态mo处于高电平还是低电平？
电路状态是否可以保持稳定？
（2）若C=10pF,按一下启动按钮S,当要求输出脉宽rw=10S时，计算R值。
（3）若C=O.lpF,要求暂稳时间rw=5ms时求R值。
此时若将C改为lpF（/?
不变），则时间&又为多少？
［解］
（1）S未闭合时，〃tr=Vcc，若输出为低电平，放电管导通，«th=OV,根据555的功能表知输出保持低电平；若输出为高电平，放电管截至，C充电，mTh=^c上升，当«th^2/3Vcc时，输出跃变为低电平，同时放电管导通，使nTH=OVc综上所述，"处于低电平，电路状态
可保持稳定。
⑶^=Tjc=i.ixo.ixio-6=45-5kQ,
t^=\ARC=1」x45.5xl03xlxl0^-50mS
断开以后经过多长的延迟时间，％才能跳变为高电平。
=20,01
+殳
TH555
DISOUT
R
TRC-U
GND
6.9电路如图题6.9图所示。
若C=20pF,R=100kQ,Vcc=12V,试计算常闭开关S
题6.9图
【解】
延迟时I'可等于从s断开瞬间到电阻上的电压降至vT_=-vcc的吋I'可，即
7^=/?
Cln-^y^=/?
Cln3=l.lxl00xl03x20xl0_6=2.2s°-Jcc
6.10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22n）s后继电器才吸合，吸合时间为11ms。
［解］略
6.11试用集成定时器555设计一个100Hz,占空比为60%的方波发生器。
[解]
乙=片+$=0.7万充+0.7%=0.7（/?
!
+2R2）C=—=0.01S
fo
占空匕
由①得：
70（K+2/?
2）C=lS③
由②得：
R2=2R}④
取C=lpF,再将④代入③得：
R}=2.86kQ,/?
2=5.72kQo
6.12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10kHz〜50kHz,频率可调的矩形波发生器。
［解］略
6.13.试设计一个I'可隔2s振荡3s的多谐振荡器，其振荡频率为200Hzo
［解］略
6.14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？
（2）若开关S置于1,分别计算知和"02的频率;
（3）
33kQ
27kQ[j/?
2|-c
VccRd
DISOUT
TR555
c-u
・GND
1_[0.082pF
HF
2
28C0
c-u
GND
0.01pF
D1SOUT
TR555
D立
lo.QlpF
33kQ
R3
“02
画出开关置于2吋，画出血1和处2波形图。
图题6.14
［解］⑴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。
/==:
-200H
0.7（片+2心）0.7x（33+2x27）x103x0.082x10_6
开关S置于2吋，若“1为高电平，则二极管截止，第二级555振荡；若moi为低电平,则二极管导通，叱被钳制在O.7VS1/30C，畑为高电平。
波形图如图解6.9。
-—八―-
▲卜
1
1
1
1
T?
!
T/«
nr
JU
bJU'1
图解6.9
其中,£=0.7（K+/?
2）G=3.4mS,T2=0.7（/?
3+2/?
4）C2«0.5mS,7；-77；,所以,wOi高电平对应于«02的7个周期。
6.15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。
1片
图题6.15
［解］
（1）触发脉冲到来前，单稳态电路处于稳态。
知负触发脉冲到来时，单稳（I片）被触发而进入暂稳态，0由0跃变为1,而0保持0不变。
到单稳（I）暂态结束时，0由1回到0,单稳（II片）（如=1）被触发进入暂态，@由0跃变为1,同时@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，@由0跃变为1，单稳（I片）被触发进入暂稳态。
单稳（I片）暂稳态结束时，0的负跃变乂触发单稳（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0与©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丁为两个单稳暂稳时间Z和，即
T=心+》W2=+R2G
6.16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，试分析电路的工作原理，并定性地画出血1、畑的工作波形。
【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。
适当选择定时元件，若振荡器A的振荡频率为広，振荡器B的振荡频率为用，假定（A<^B）o由于低频振荡器A的输出接至高频振荡器B的复位端Rd,当“01输出高电平时，B振荡器才能振荡，“1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.他的间歇声响。
其工作波形如图解6.16所示。
Wo.—II_—
图解6」6
6.17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I韦I和输出脉宽，解释二极管D在电路屮的作用。
丄
［解］略
IOMQ
6.18图题6.18电路中石英晶体的谐振频率为10MHz,试分析电路的逻辑功能。
指出该电路的时钟频率是多少？
画fl!
CP.0、@和@的波形。
35/4pF
图题6.18
［解］电路的逻辑功能为3位坏形寄存器，电路的时钟频率为lOMHzc工作波形如图解6.18
所示。
123456
^_TLTiAAjrirL
©rnrn©□rn
0nI-
图解6」8
6」9**|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。
已知砥严4kQ,Ccxl=0.02pF。
（1）说明电路各部分的功能；
⑵若=1OkQ,R2=20kQ,C=0.0lgF，求"o的周期口
（3）74LS193芯片CO和CP脉冲的分频比为多少;
⑷4538芯片的输出脉宽心为多少；
（5）画出細、CO和血的波形。
冃示波器观，源电压为
［解］框I屮为施密特电路。
因施密特电路输出周期与输入信号周期相同，而输出脉宽取决于输入信号到达施密特电路上限阈值电压和下限阈值电圧的时间。
框II屮为单稳触发器。
因单稳电路输出脉宽取决于其暂稳态时间，而输出周期取决于触发信号周期。
框III中为二分频电路。
因它输出周期为触发脉冲周期的2倍，且为方波输出。
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