數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案第8章習(xí)題答案

PAGEPAGE92思考題：題8.1.1集成555電路在CO端不使用時，比較器Cl的基準(zhǔn)電壓為，C2的基準(zhǔn)電壓為（A）2UDD/3（B）UDD/3（C）UDD（D）UDD/2答：A、B題8.1.2集成7555電路在控制電壓端CO處加控制電壓UCO，則C1和C2的基準(zhǔn)電壓將分別變?yōu)椋ˋ）2UCO/3（B）UCO/3（C）UCO（D）UCO/2答：C、D題8.1.3為使集成555電路輸出OUT為低電平，應(yīng)滿足（A）為低電平（B）<UDD/3（C）TH<2UDD/3（D）TH>2UDD/3答：A、D題8.1.4集成555電路在輸出OUT前端設(shè)置了緩沖器G2的主要原因是（A）提高高電平（B）減低低電平（C）提高驅(qū)動負(fù)載能力（D）放電端（D）電平和輸出端（OUT）保持一致答：C、D題8.2.1（A）電平觸發(fā)（B）邊沿觸發(fā)（C）脈沖觸發(fā)（D）鎖存器答：A題8.2.2施密特觸發(fā)器的稱為正向閾值電壓，稱為負(fù)向閾值電壓，且＞，二者的差值稱回差為。（A）+（B）-（C）（D）答：B題8.2.3（A）正反饋（B）線性（C）負(fù)反饋（D）輸出正飽和值與負(fù)飽和值答：A、D題8.2.4施密特觸發(fā)器主要作用是、（A）信號整形（B）波形變換（C）提高驅(qū)動負(fù)載能力（D）幅度鑒別答：A、B、D題8.2.（A）大于（B）等于（C）等于（D）小于答：A題8.2.6（A）單穩(wěn)態(tài)電路（B）施密特觸發(fā)器（C）觸發(fā)器（D）鎖存器答：B題8.3.1單穩(wěn)態(tài)電路從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)取決于（A）脈沖寬度（B）R和C（C）閾值電壓（D）輸入脈沖信號答：D、B題8.3.2單穩(wěn)態(tài)電路可應(yīng)用于以下哪種情況（A）加法器（B）定時電路（C）振蕩器（D）移位寄存器答：B題8.3.3將一脈沖寬度為5ms方波信號變換為相同周期的脈沖寬度為（A）施密特觸發(fā)器（B）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（C）五進(jìn)制計數(shù)器（D）移位寄存器答：B題8.3.4（A）倍周期（B）正弦（C）高電平（D）低電平答：C、D題8.3.5可將脈沖高電平（A）施密特觸發(fā)器（B）多諧振蕩器（C）單穩(wěn)態(tài)電路（D）鎖存器答：C題8.3.6（A）暫穩(wěn)態(tài)時間的0.7倍（B）穩(wěn)態(tài)時間（C）穩(wěn)態(tài)時間的0.7倍（D）暫穩(wěn)態(tài)時間答：D題8.4.1（A）脈沖寬度（B）R和C（C）閾值電壓（D）輸入脈沖信號答：B題8.4.2用石英晶體多諧振蕩器代替對稱多諧振蕩器中的一個電容，另一個電容之值應(yīng)（A）加大（B）減小（C）不變（D）也換成石英晶體諧振器答：A題8.4.3多諧振蕩器的電路結(jié)構(gòu)可歸納為（A）正反饋的延時環(huán)節(jié)（B）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（C）施密特觸發(fā)器（D）開關(guān)器件答：A、D題8.4.4（A）2ntpd（B）6tpd（C）2tpd（D）3ntpd答：A題8.4.（A）單穩(wěn)態(tài)電路（B）集成555（C）對稱多諧振蕩器（D）石英晶體振蕩器答：D題8.4.6欲使集成555電路組成的振蕩器停止振蕩，應(yīng)按（A）復(fù)位端接高電平（B）復(fù)位端接低電平（C）CO接高電平（D）CO懸空答：B習(xí)題與自檢題習(xí)題8.1如題圖8.1所示單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，穩(wěn)態(tài)時uo=0.3V。試回答如下問題：1.穩(wěn)態(tài)時T處于什么狀態(tài)？如何設(shè)計電路參數(shù)，以保證這一狀態(tài)？2.定性畫出在觸發(fā)信號作用下，A、B兩點與輸出電壓uo的波形。3.計算暫穩(wěn)態(tài)期間的時間常數(shù)τ。AABTRBRcuOuI≥1UCCC題圖8.1習(xí)題8.1圖AB題圖8.1答圖ABuIUOHUOLuO解：1.由于穩(wěn)態(tài)uo=0.3V，因此T處于飽和狀態(tài)。為了保證穩(wěn)態(tài)時晶體管的飽和狀態(tài)，電路參數(shù)應(yīng)滿足≥，其中，是晶體管電流放大倍數(shù)。2.在觸發(fā)信號作用下，A、B兩點與輸出電壓uo的波形如題圖8.1答圖所示。3.計算暫穩(wěn)態(tài)維持時間tWB點初始電壓uB（0+）=0.7-（UOH-UOL）B點終止電壓uB（∞）=UCC時間常數(shù)τ=RBC可得B點電壓瞬時值uB（t）=uB（∞）+[uB（0+）-uB（∞）]≈UCC-（UCC+UOH）設(shè)uB（t）達(dá)到0V時，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束0=UCC-（UCC+UOH）tW=τln=習(xí)題8.2分析題圖8.3所示電路的工作原理，設(shè)門電路均為TTL電路，閾值電壓為Uth，二極管導(dǎo)通電壓UD。說明電路的功能，畫出電路的電壓傳輸特性。QQR題圖8.3習(xí)題8.2圖1uiDG1SQ&Q&G2G3UOHUOHUOLuiUOLuiUthUth–UDUthUth–UDO題圖8.題圖8.3答圖解：當(dāng)輸入電壓ui=0時，二極管D導(dǎo)通，門3輸出高電平，門2輸出低電平，Q=UOH。假設(shè)ui開始上升，如果ui小于Uth，門電路的輸出狀態(tài)不會改變，Q維持不變，Q=UOH。ui逐漸升高，當(dāng)ui大于等于Uth時，門1輸出低電平，使門2輸出高電平，門3輸出翻轉(zhuǎn)到低電平，Q=UOL。如果ui繼續(xù)升高，門電路的輸出狀態(tài)不會改變，Q=UOL。當(dāng)ui逐漸降低，當(dāng)ui小于等于Uth時，輸出仍然維持不變。如果ui繼續(xù)降低，當(dāng)ui小于等于Uth-UD時，門1輸出高電平，使門2輸出低電平，門3輸出翻轉(zhuǎn)到高電平，Q=UOH?；夭钍荱D。電壓傳輸特性如題圖8.3答圖所示。習(xí)題8.3題圖8.5是由兩個CMOS非門組成的施密特電路。已知R1=100kΩ，R2=200kΩ，UDD=6V，ui為0～6V的三角波。試分析其工作原理并畫出ui、u1、u2和uo的波形。R2R2R1u1u2uiuo11題圖8.5習(xí)題8.3圖題圖8.5答圖ui4.5VuO1.5VR2R1解：當(dāng)輸入電壓ui=0時，u1=0，經(jīng)反相器u2=UOH=UDD，則uO=UOL=0。當(dāng)輸入電壓ui逐漸升高，當(dāng)u1大于等于Uth時，反相器的輸出電壓發(fā)生改變，u2由高電平UDD跳變?yōu)榈碗娖剑?jīng)反相器后，uO由低電平跳變?yōu)楦唠娖経DD。求輸出發(fā)生跳變時，對應(yīng)的輸入電壓。由電路已知，設(shè)，代入已知參數(shù)，求得。使門2輸出高電平，門3輸出翻轉(zhuǎn)到低電平，Q=UOL。如果ui繼續(xù)升高，輸出維持高電平不變。當(dāng)ui逐漸降低，當(dāng)ui使u1等于Uth時，反相器的輸出電壓發(fā)生改變，u2由低電平跳變到高電平UDD，uO經(jīng)反相器后由高電平跳變?yōu)榈碗娖健Ｓ呻娐芬阎?，設(shè)，代入已知參數(shù)，求得。如果ui繼續(xù)降低，當(dāng)uO維持低電平不變。該電路是同相輸出的施密特觸發(fā)器。各點電壓波形圖如題圖8.5答圖所示。RR題圖8.7習(xí)題8.4圖&1FCCAR習(xí)題8.4如題圖8.7電路中，R=1kΩ，RR題圖8.7習(xí)題8.4圖&1FCCAR1.輸入端A有何作用？2.電路輸出脈沖的周期是多少？3.電路的頻率穩(wěn)定性如何？怎樣提高其頻率穩(wěn)定度？解：1.A信號為低電平時，與門電路輸出始終為高電平，因此F信號不變，電路不產(chǎn)生輸出脈沖。只有當(dāng)A信號為高電平時，電路才會產(chǎn)生脈沖信號，A信號是產(chǎn)生脈沖的控制信號。2.電路輸出的脈沖周期T≈1.4RC，代入已知參數(shù)，R=1kΩ,C=2μF，求得T≈2.8ms。3.該電路的頻率主要取決于門電路的輸入電壓在充放電過程中達(dá)到電平轉(zhuǎn)換所需要的時間，所以電路的頻率穩(wěn)定性不高。提高頻率穩(wěn)定度的最佳途徑是在振蕩電路中接入石英晶體，構(gòu)成石英晶體振蕩器。習(xí)題8.5兩電路分別如題圖8.9（a）和（b）所示，這兩個電路均由與非門構(gòu)成首尾相連形成閉環(huán)電路。請回答下列問題：1.題圖8.9（a）和（b）兩個電路哪個是穩(wěn)定的?它有幾個穩(wěn)定狀態(tài)？這是什么電路？2.題圖8.9（a）和（b）兩個電路哪個是不穩(wěn)定的?振蕩產(chǎn)生什么形狀波形?題圖8.9習(xí)題8.5圖題圖8.9習(xí)題8.5圖(b)&&&111(a)&&11解：1.題圖8.9（a）是穩(wěn)定的，它有2個穩(wěn)定狀態(tài)，這是RS鎖存器電路。2.題圖8.9（b）是不穩(wěn)定的，環(huán)型振蕩器產(chǎn)生方波。u1u2uo111題圖8.10習(xí)題8.6圖A∞RRRCu1u2uo111題圖8.10習(xí)題8.6圖A∞RRRCC11DQ題圖8.10答圖uOtOu1tOu2tO解：電路分為三個組成部分：多諧振蕩器輸出u1：產(chǎn)生矩形脈沖信號。D觸發(fā)器輸出Q：二進(jìn)制計數(shù)器。反相積分器輸出uo：三角波發(fā)生器。依據(jù)上述分析，定性畫出u1、u2和uo的波形，如題圖8.10答圖。2U2UCC/3UCC/3UCC0VtW1tW2T0VUCC題圖8.12答圖UCCUCC84R184R1uo37uo37R255556R255556C112C112CC題圖8.12習(xí)題8.7圖題圖8.12習(xí)題8.7圖解：在接通電源的瞬間，電容起始電壓為零，因此引腳2和6的電位uc=0V，輸出電壓uO為高電平，引腳7截止，電源Ucc經(jīng)R1、R2對C充電，充電時間常數(shù)充=（R1+R2）·C，uc逐漸升高，這是電路的一個暫態(tài)。當(dāng)uc逐漸升高到≥時，u0由高電平變?yōu)榈碗娖剑_7與接地端導(dǎo)通，電容C經(jīng)電阻R2放電，放電時間常數(shù)放=R2C，uc逐漸降低，這是電路的另一個暫態(tài)。當(dāng)uc逐漸降低到≤時，u0由低電平變?yōu)楦唠娖剑_7截止，電源經(jīng)R1、R2再次對C充電，重復(fù)上述過程，在u0端得到矩形波脈沖如題圖8.12答圖所示。多諧振蕩器的振蕩周期T為T=tw1+tw2≈0.7(R1+2R2)C振蕩頻率f為f=習(xí)題8.8集成555電路組成的邏輯電平檢測裝置如題圖8.14所示，其中uC調(diào)到2.4V。試回答以下問題：1.555定時器接成了什么電路？2.可檢測的邏輯高、低電平各是多少？3.檢測到高、低電平后，兩個發(fā)光二極管如何點亮？uuC47kΩ題圖8.14習(xí)題8.8圖1kΩ76248135555CLED15VLED2ui解：1.由題圖8.14可知集成555電路的兩個輸入端引腳2和6連在一起作為輸入信號端ui，引腳5的電壓控制端連接uC=2.4V，引腳3是555的輸出與發(fā)光二極管相連。分析ui從零逐漸變大時信號的變化過程如下：當(dāng)時，低電平觸發(fā)端2和高電平觸發(fā)端6均小于，定時器輸出高電平。當(dāng)時，2和6端電壓均在～uC范圍內(nèi)變化，定時器輸出狀態(tài)保持高電平不變。當(dāng)ui>uC時，2和6端電壓均大于uC，555輸出高電平變?yōu)榈碗娖?。分析ui從高于uC逐漸變小時輸出信號的變化過程如下：當(dāng)時，555輸出狀態(tài)保持低電平不變。當(dāng)時，555輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?。由此分析可知，該電路是施密特觸發(fā)器，其正向閾值電壓=uC，負(fù)向閾值電壓，回差電壓。2.該電路可檢測的邏輯高、低電平各是uC和。3.檢測到高電平后，555輸出由高電平變?yōu)榈碗娖剑訪ED1亮、LED2滅。檢測到低電平后，555輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑訪ED1滅、LED2亮。習(xí)題8.9分析題圖8.15所示用集成555電路組成的防盜報警器，說明電路原理。解：電路主體部分由集成555電路組成多諧振蕩器。當(dāng)AB導(dǎo)線連接時，直接將復(fù)位端引腳4復(fù)位，電路的輸出無脈沖輸出信號，揚聲器不發(fā)出響聲，電容C4上的電壓為零，三極管T工作在導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)AB導(dǎo)線被人斷開時，電源UCC經(jīng)R3、，對C4充電到高電平，使引腳4復(fù)位端高電平，多諧振蕩器開始振蕩，振蕩頻率為f==1kHz，題圖8.17題圖8.17習(xí)題8.10圖uCuO176248135555（1）C5UCCC110μFRB1RA1100kΩ1ＭΩuCuO276248135555（2）C5UCCC20.1μFRB2RA21kΩ4.7kΩ題圖8.15習(xí)題8.9圖uO176284135555C3UCCC10.047μFR2R18.2kΩ10kΩ47μF0.01μFC2R3R4C40.01μFABTuuO1tOuO2tOUCCUCC7.7s…題圖8.17答圖習(xí)題8.10分析題圖8.17所示用集成555電路工作原理，并計算uO1和uO2的頻率，定性畫出uO1和