數(shù)字電路練習(xí)題及答案-施密特觸發(fā)器

1、、簡答題：1、獲取矩形脈沖波形的途徑有哪兩種？（1）一種方法是利用各種形式的多諧振蕩器電路直接產(chǎn)生所需要的矩形脈沖。（2）另一種方法是通過各種整形電路把已有的周期性變化波形變換為符合要求的矩形脈沖。其前提條件是，能夠找到頻率和幅度都符合要求的一種已有的電壓信號。2、施密特觸發(fā)器在性能上有哪兩個重要特點？（1）輸入信號從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的輸入電平，與輸入信號從高電平下降過程中對應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。（2）在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變得很陡。3、施密特觸發(fā)器有哪些用途？（1）可以將邊沿變化緩慢的信號波形整型為邊沿陡峭的矩形波。（2）可以將疊

2、加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。4、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特性具有哪些顯著特點？（1）它具有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。單穩(wěn)只有一個穩(wěn)定的狀態(tài)。這個穩(wěn)定狀態(tài)要么是0，要么是1。在沒有受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器保持在穩(wěn)態(tài)；（2）在外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，（假設(shè)穩(wěn)態(tài)為0，則暫穩(wěn)態(tài)為1）。在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間以后，再自動返回穩(wěn)態(tài)。（3）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在暫穩(wěn)態(tài)維持的時間長短僅僅取決于電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。二、計算題：1、如圖所示為一個用CMOS門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器，已知電源電壓為10V,R=10k。；R=20kQ；求其正向閾值電壓、負(fù)

3、向閾值電壓及回差電壓。（本題126分）解：（1）正向閾值電壓為：（2分）（2）負(fù)向閾值電壓為：（2分）（3）回差電壓為：（2分）解：R1010正向閾值電壓為：V二(1+)V二(1+)二7.5V(2分)T+Rth2022負(fù)向閾值電壓為：V二(1-乞)V二(1-巴)巴二2.5V(2分)T-Rth2022回差電壓為：AV=VV=7.5V2.5V=5V(2分)TT+T2、在圖示的施密特觸發(fā)器電路中，若G1和G2為74LS系列與非門和反相器，它們的域值電壓Vth1.1V，氏廣1疋。，錢疋二極管的導(dǎo)通壓降給7試計算電路的正向閾值電壓嚀+、負(fù)向閾值電壓嚀和回差電壓。%丄3、圖示是一微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，已知E

4、=1疋=以月，試求其輸出脈沖寬度。4、為了得到輸出脈沖寬度等于3ms的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在使用集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121時需要接多大的外接電容啦假定這時的微分電阻用集成電路的內(nèi)部電阻三、做圖題:1、已知輸入信號波形如圖所示，試畫出其輸出波形。四、綜合題:1、在下圖所示的施密特觸發(fā)器電路中，已知G和G為CMOS反相器，12R=10kG;R=30kG;V=15V。12DD（1）、試計算電路的正向閾值電壓V負(fù)向閾值電壓V和回差電壓AV。（5分）T+T-T（2）、若施密特觸發(fā)器的輸入電壓波形如圖所示，試畫出其輸出電壓波形。（5分）解：（1）、正向閾值電壓為：（2分）負(fù)向閾值電壓為：（2分）回差電壓為：（1

5、分）（2）、畫出輸出電壓波形。（5分）解:rr）匚10k。)V=V=1+T+LrJ27THL30kQ丿(1)、正向閾值電壓為:負(fù)向閾值電壓為:x字=10V（2分）V=rr）V=（10kQ）1-1T-LR丿27THL30kQ丿x耳=5V（2分）=V-V=10V-5V=5V（1分）T+T-回差電壓為：AVT(2)、畫出輸出電壓波形。(5分)2、指出下圖所示電路是什么電路；在電路中，若R=R=5KQF,V=12V,試計12CC算電路的振蕩頻率及占空比。（本題10分）o.oi/j-y-r丫0解：（1）電路名稱：（2分）（2）電路的振蕩頻率為：（4分）（3）電路的占空比為：（4分）解：（1）電路名稱：它

6、是一個由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路。（2分）1(R+2R)Cln212（2）電路的振蕩頻率為：（4分）沁9.5kHz(5x103+2x5x103)0.01x10-6In2（3）電路的占空比為：（4分）T(R+R)Cln2R+R5x103+5x1032q二=12=1=T(R+2R)Cln2R+2R5x103+2x5x103312123、試用555定時器及電阻電容構(gòu)成一個多諧振蕩器，畫出電路圖。若給定電阻(20的阻值只有l(wèi)kQ，要求振蕩頻率為1kHz，則電容值和占空比各是多少？分)解：、畫出電路：5(2)、求電容:因為f二(R+2R)Cln2二血12而R=R=1000012所以1000X(1

7、000+2X1000)Cln2二1;3x106Cln2二1C=pF沁0.48F3ln2(3)、求占空比：R+R2R2q二一14二=R+2R3R3124、如圖所示電路為由COMS門電路組成的多諧振蕩器。(1)、畫出心嶺L和2的波形圖5、如圖所示電路為由CMOS或非門構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。(1)畫出加入觸發(fā)脈沖V1后，Vo1及Vo2的工作波形。寫出輸出脈寬w的表達式。GIG?6、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩電路如圖所示，其閾值電壓分別為耳+和心-,試畫出丘和町的波形，求出振蕩周期的表達式。RHF1viVoIc7、試判斷圖中的555定時器構(gòu)成何種應(yīng)用電路？若V=12V,求V、V及心CCT+T-T的值。

8、ktc84r6315解：施密特觸發(fā)器8V4V4V8、判斷圖示由555定時器構(gòu)成了何種應(yīng)用電路？若R=RQF,V=12V,試計12CC算電路的振蕩頻率。（本題5分）解:9、電路如圖6所示，其中RA二RB=10kQf,試問：在Uk為高電平期間，由555定時器構(gòu)成的是什么電路，其輸出U0的頻率f0=?分析由JK觸發(fā)器FF1、FF2、FF3構(gòu)成的計數(shù)器電路，要求：寫出驅(qū)動方程和狀態(tài)方程，畫出完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；設(shè)Q3、Q2、Q1的初態(tài)為000,Uk所加正脈沖的寬度為Tw=5/f0，脈沖過后Q3、Q2、Q1將保持在哪個狀態(tài)？RARE555Ut1TV!yU0Q2Q3Q二To.01F解:(1)多諧振蕩器:1=

9、481Hz0(RA+2RB)Cln2(2)驅(qū)動方程：J二Q;2丄K二Q21H1二Q2；1K1二Q3狀態(tài)方程：J二Q;3_2_K二Q32Qn+1=QQ+QQ32323Qn+1=QQ+QQ2_1212Qn+1=QQ+QQ12113狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：（3）初態(tài)為000,五個周期后將保持在100狀態(tài)。10、分析如圖所示由555定時器構(gòu)成電路的工作原理。QUDDTHOUT解：該電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器，由于555內(nèi)部比較器C1和C2的參考電壓不同，輸出電壓u由高電平變?yōu)榈碗娖?，或由低電平變?yōu)楦唠娖剿鶎?yīng)的U值不同，oi形成施密特觸發(fā)特性。（4分）112U從0逐漸升高的過程，當(dāng)u-U時，U二1；當(dāng)Uu-U時,ii3

10、DDo3DDi3DD1-U二1保持不變；當(dāng)u-U時，U二0，故在此變化方向上閾值電壓為-U；oi3DDo3DDU從高逐漸下降的過程中，閾值電壓為-U，故回差電壓為i3DD-11AU=UU=U。（4分）T3DD3DD3DD數(shù)字電路自測題3答案一、填空題：（每空1分，共20分）八進制數(shù)（34.2）的等值二進制數(shù)為11100.01；十進制數(shù)98的8421BCD碼8為10011000。試寫出下列圖中各門電路的輸出分別是什么狀態(tài)（高電平、低電平）？（其中（A）（B）為TTL門電路，而（C）為CMOS門電路）Y1(A)1(C)Y=0213.個JK觸發(fā)器有Y=2-個穩(wěn)態(tài)，它可存儲1位二進制數(shù)。4.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

11、器有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)狀態(tài)。施密特觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)、有兩個不同的觸發(fā)電平，具有回差特性。多諧振蕩器沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。以上三種電路均可由555定時器外接少量阻容元件構(gòu)成。5.常用邏輯門電路的真值表如右圖所示，則F、F、F分123ABF1F2F別屬于何種常用邏輯門。F同或，F(xiàn)與非門，1200110F或非。36.OC門的輸出端可并聯(lián)使用，實現(xiàn)線與功能；三態(tài)01011門的輸出狀態(tài)有0、1、10011高阻三種狀態(tài)。111017.時序邏輯電路的輸出不僅和輸入_有關(guān)，而且還與電路原來狀態(tài)有關(guān)。二、選擇題：（選擇一個正確答案填入括號內(nèi)，每題2分，共20分）1在四變量卡諾圖中，邏輯上不相鄰的

12、一組最小項為：（D）m與m13C.m與m513m與m46D.m與m282.L=AB+C的對偶式為：（B）A.A+BCB.(A+B)CC.A+B+CD.ABC屬于組合邏輯電路的部件是（A）。A.編碼器B.寄存器C.觸發(fā)器D.計數(shù)器T觸發(fā)器中，當(dāng)T=1時，觸發(fā)器實現(xiàn)（C）功能。A.置1B.置0C.計數(shù)D.保持指出下列電路中能夠把串行數(shù)據(jù)變成并行數(shù)據(jù)的電路應(yīng)該是（C）。A.JK觸發(fā)器B.3/8線譯碼器移位寄存器D.十進制計數(shù)器某電路的輸入波形u和輸出波形u下圖所示，則該電路為（C）。IOUiU0A.施密特觸發(fā)器B.反相器C.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D.JK觸發(fā)器三極管作為開關(guān)時工作區(qū)域是（D）A.飽和區(qū)+放大區(qū)

13、B.擊穿區(qū)+截止區(qū)C.放大區(qū)+擊穿區(qū)D.飽和區(qū)+截止區(qū)8.已知邏輯函數(shù)Y=AB+1C+EC與其相等的函數(shù)為（D）A.血B.朋+疋C.朋+比D.朋+匚一個數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入端有3個時，最多可以有（C）個數(shù)據(jù)信號輸出。A.4B.6C.8D.16用觸發(fā)器設(shè)計一個24進制的計數(shù)器，至少需要（D）個觸發(fā)器。A.3B.4C.6D.5三、將下列函數(shù)化簡為最簡與或表達式（本題10分）i（代數(shù)法）片f=A（B+C）+bc+ACD=ABC+bc+ACD解：I_=A+bc+ACD=A+bc2、F2(A,B,C,D)二刀m(0,l,2,4,5,9)+刀d(7,8,10,11,12,13)(卡諾圖法)00011110

14、001110111X11XX10X1XX四、設(shè)計一個A、B、C三人表決電路，以表決某一提案是否通過，如多數(shù)贊成，則提案通過，同時A有否決權(quán)。（10分）1.用4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153來實現(xiàn)，連線時可附加適當(dāng)門電路。2.用3/8線譯碼器74LS138來實現(xiàn)，連線時可附加適當(dāng)門電路。ABCY解:真值表（2分）0000Y=ABC+ABC+ABC00101.用四選數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)（3分）0100設(shè)A=A，A=B，貝VD=D=0，D=C，D=110012301102.用譯碼器來實現(xiàn)（3分）1000設(shè)A=A，A=B，A=C2101011貝UY=m+m+m=mmm1101567567用與非門來實現(xiàn)，邏輯圖略（2分）1111五、如下圖所示，根據(jù)CP波形畫出Q波形。（設(shè)各觸發(fā)器的初態(tài)均為1）（6分）(1)(2)(3)Q3六、試說明如下圖所示的用555定時器構(gòu)成的電路功能，求出V七、圖CCT3CC并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。（10分）T+3CCT-3分析下圖所示電路為多少進制計數(shù)器,、VT-和AV,T并畫解:（5分）都是九進制計數(shù)器。