數(shù)字電路練習(xí)題及答案-施密特觸發(fā)器

一、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，要么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，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，R10；R20k；求其正向值電壓、負(fù)向閾值電壓及回差電壓題126分）解：（1）正向閾值電壓為分）（2）負(fù)向閾值電壓為分）（3）回差電壓為分）解：（1）正向閾值電壓為VT

RR2

1010)V)（2分）202（2）負(fù)向閾值電壓為VT

R1R2

1010)V)V分）20（3）回差電壓為：T

T

7.5VV（2分）2、在圖示的施密特觸發(fā)器電路中G1和為74LS系列與非門和反相器它

們的域值電

V，

，

,二極管的導(dǎo)通壓降

,試計算電路的正向閾值電壓

、負(fù)向閾值電壓

和回差電壓。3圖示是一微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器已知,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需要接多大的外接電容。

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圖所的施密器電中，已知和為CMOS相器，2RRk1

。（1計算電路的正向閾值電壓V負(fù)向閾值電V和回差電壓分）T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分）解正向閾值電壓為分）負(fù)向閾值電壓為分）回差電壓為分）（2畫出輸出電壓波形分）解：

（1正向閾值電壓為：V

10k151（2分）30負(fù)向閾值電壓為：V

10k（2分）30k2回差電壓為T

T

V（1分）（2畫出輸出電壓波形分）2、指出下圖所示電路是什么電路；在電路中，R=R=5KΩμF，V，試計12CC

算電路的振蕩頻率及占空比題10分）解）電路名稱分）（2）電路的振蕩頻率為分）（3）電路的占空比為分）解：（1）電路名稱：它是一個由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路分）（2）電路的振蕩頻率為分）1fT(R)ln233ln21（3）電路的占空比為分）(R)Cln2R52121(R)R533212

9.5kHz3、試用555定時器及電阻容構(gòu)成一個多諧振蕩器，畫出電路圖。若給定電阻

的阻值只有1kΩ，要求振蕩頻率為1kHz，則電容值和占空比各是多少？分）解：（1出電路：（2）、求電容：因為

1(RR)212

1000Hz而RR1所以(10001000)C

C2

12

0.48

（3占空比：Rq12R1

4、如圖所示電路為由COMS門電路組成的多諧振蕩器。（1）、

畫出

和

的波形圖（2）、求出振蕩周期T的表達(dá)式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工作波形。（2）寫出輸出脈寬

的表達(dá)式。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

和，試畫出

和

的波形，求出振蕩周期的表達(dá)式。

7、試判斷圖中的555定時構(gòu)成何種應(yīng)用電路？若V求V、V及△VCCT+T-

T的值。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＝RΩμF,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=RB=10kΩμf試問：（1）在Uk為高電平期間，由555定時器構(gòu)成的是什么電路，其輸出的頻率f0=?（2）分析由JK觸發(fā)器FF1、FF2、FF3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；（3）設(shè)Q3、Q2、Q1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)？解：（1）多諧振蕩器：f

1()Cln

（2）驅(qū)動方程：Q;12K13狀態(tài)方程：

JQ;2K2

JQ;32K3

Q3Q12Q3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：

iDDoiDDiDDooiDDDDT33iDDoiDDiDDooiDDDDT33（3）初態(tài)為000，五個周期后將保持在100態(tài)。10、分析如圖所示由555定時器構(gòu)成電路的工作原理。

6

U84u

TR

2

1

35

u

解：該電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器，由于555內(nèi)部比較器和C2的參考電壓不同，輸出電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)特性分）12從0逐漸升高的過程uU時U當(dāng)UU時，33312保持不變uU時U0在此變化方向上閾值電壓為U；33從高逐漸降程中，值電壓為i21UUU分）DDDDDD

13

U，故回電壓DD

數(shù)字電自題3案一、填空題每空1分，共20分）1．八進(jìn)制數(shù)(34.2

8

的等值二進(jìn)制數(shù)為11100.01；十進(jìn)制數(shù)98的8421BCD碼為10011000。2試寫出下列圖中各門電路的輸出分別是什么狀（高電平低電平（其為TTL門電路，而（C）為CMOS門電路）（A）（B）（C）Y=02Y=1Y=11233．一個JK觸發(fā)器有2

個穩(wěn)態(tài)，它可存儲1

位二進(jìn)制數(shù)。4．

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)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FFF分123別屬于何種常用邏輯門。同或，F(xiàn)與非門，12F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)門的輸出狀態(tài)有______0________、1、

ABFFF12001100101110011

3高阻

三種狀態(tài)。

111017序邏輯電路的輸出不僅和____輸入___有關(guān)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)，每題分，共20分)1.在四變量卡諾圖中，邏輯上不相鄰的一組最小項為）A．mC．m

15

與m與m

313

B．mD．m

42

與m與m

682．L=AB+C的對偶式為B）

A.A+BCB.(A+B)CC.A+B+CD.ABC3．屬于組合邏輯電路的部件是（AA．編碼器B．寄存器C．觸發(fā)器D．計數(shù)器4．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5．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（CA．JK觸發(fā)器C．移位寄存器

B．3/8線譯碼器D．十進(jìn)制計數(shù)器6．某電路的輸入波形u輸出波形u下圖所示，則該電路為（CIOA．施密特觸發(fā)器C．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

B．反相器D．JK觸發(fā)器7.三極管作為開關(guān)時工作區(qū)域是(D)A．飽和區(qū)+放大區(qū)C．放大區(qū)+擊穿區(qū)8．已知邏輯函數(shù)A.B.

B．擊穿區(qū)+截止區(qū)D．飽和區(qū)+截止區(qū)與其相等的函數(shù)為（DC.D.9.一個數(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．1610.用觸發(fā)器設(shè)計一個24進(jìn)制的計數(shù)器，至少需要D)個觸發(fā)器。A．3B．4

C．6D．5三、將下列函數(shù)化簡為最簡與或表達(dá)式（本題10分）1.解:

（代數(shù)法）(B)ACDBCDAACDA

2、F

（A,B,C,D）=∑m(0,1,2,4,5,9)+∑d(7,8,10,11,12,13)（卡諾圖法）2000111100010111110

111

1四、設(shè)計一個A、B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)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）YABC1．用四選一數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)（3分）設(shè)A=A，A=B，則D=D=0，D=C，D=11001232．用譯碼器來實現(xiàn)（3分）設(shè)A=A，A=B，A=C210

000011

001100

010101

000001Ym66

1

1

0

1用與非門來實現(xiàn)，邏輯圖略（2分）

1

1

1

1五、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分）（1）（2）（3）CPQ1Q2

33333332031Q3六、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

T+

、V

T-

和ΔV，并畫T出其輸出波形。（10分）211解：施密特觸發(fā)器VV，V（3分（5分）TTCC七、分析下圖所示電路為多少進(jìn)制計數(shù)器，并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。分)‘’CP

EP

DDDDT4LS160QQQQ

CLD

1

‘’CP

EP

DDDDT4LS160QQQQ

CLD

‘’解：

&YQY00010101QQQ001001110110

01221020122102都是九進(jìn)制計數(shù)器每個5分）八、分析下面電路的邏輯功。要求寫出驅(qū)動方程、狀態(tài)方程、輸出方程、填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、判斷電路能否自啟動、并說明電路功能（分）

Q

&