数字电子技术章 (7)
阎石《数字电子技术基础》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(7-11章)【圣才出品】
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存储矩阵中选出指定单元，并把其中数据送到输出缓冲器。 （3）输出缓冲器的作用是提高存储器带负载能力，实现对输出状态的三态控制，便与 系统的总线连接。
图 7-1 ROM 的电路结构框图
2．可编程只读存储器（PROM） PROM 初始时所有存储单元中都存入了 1，可通过将所需内容自行写入 PROM 而得到 要求的 ROM。PROM 的总体结构与掩模 ROM 一样，同样由存储矩阵、地址译码器和输出 电路组成。 PROM 的内容一经写入以后，就不可能修改了，所以它只能写入一次。因此，PROM 仍不能满足研制过程中经常修改存储内容的需要。
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分组成，如图 7-4 所示。 ①存储矩阵由许多存储单元排列而成，每个存储单元能存储 1 位二值数（1 或 0），既 可以写入 1 或 0，又可以将存储的数据读出； ②地址译码器一般都分成行地址译码器和列地址译码器。行地址译码器将输入地址代码 的若干位译成某一条字线的输出高、低电平信号，从存储矩阵中选中一行存储单元；列地址 译码器将输入地址代码的其余几位译成某一根输出线上的高、低电平信号，从字线选中的一 行存储单元中再选 1 位（或几位），使这些被选中的单元经读/写控制电路与输入/输出端接 通，以便对这些单元进行读、写操作；
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第 7 章 半导体存储器
7.1 复习笔记
一、概述 半导体存储器是一种能存储大量二值信息（或称为二值数据）的半导体器件。半导体存 储器的种类很多，从存、取功能上可以分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。 只读存储器在正常工作状态下只能从中读取数据，不能快速地随时修改或重新写入数 据。ROM 的优点是电路结构简单，而且在断电以后数据不会丢失。它的缺点是只适用于存 储那些固定数据的场合。只读存储器中又有掩模 ROM、可编程 ROM（PROM）和可擦除 的可编程 ROM（EPROM）几种不同类型。 随机存储器与只读存储器的根本区别在于，正常工作状态下就可以随时快速地向存储器 里写入数据或从中读出数据。根据所采用的存储单元工作原理的不同，又将随机存储器分为 静态存储器（SRAM）和动态存储器（DRAM）。
(数字电子技术)第7章数模与模数转换
第7章 数/模与模/数转换
7.1 概述 7.2 数/模转换 7.3 模/数转换 7.4 本章小结 7.5 例题精选 7.6 自我检测题
第7章 数/模与模/数转换
7.1 概 述
随着以数字计算机为代表的各种数字系统的广泛普及和 应用，模拟信号和数字信号的转换已成为电子技术中不可或 缺的重要组成部分。数/模转换指的是把数字信号转换成相 应的模拟信号，简称D/A转换，同时将实现该转换的电路称 为D/A转换器，简称DAC；模/数转换指的是把模拟信号转 换为数字信号，简称A/D转换，并将实现该转换的电路称为 A/D转换器，简称ADC。
当Rf=R时
uo＝
uR 2n
n-1
di zi
i＝ 0
由上式可以看出，此电路完成了从数字量到模拟量的转 换，并且输出模拟电压正比于数字量的输入。
第7章 数/模与模/数转换
2. 集成DAC电路AD7524 AD7524(CB7520)是采用倒T型电阻网络的8位并行D／A 转换器，功耗为20 mW，供电电压UDD为5～15 V。 AD7524典型实用电路如图7.2.5所示。
第7章 数/模与模/数转换
7.3.4 常见的ADC电路
1. 逐次逼近型ADC 逐次逼近型ADC是按串行方式工作的，即转换器输出 的各位数码是逐位形成的。图7.3.6为原理框图，该电路由电 压比较器、逻辑控制器、D/A转换器、逐次逼近寄存器等组 成。
第7章 数/模与模/数转换
图 7.3.6 பைடு நூலகம்次逼近型ADC原理图
第7章 数/模与模/数转换
(2) 四舍五入法：取最小量化单位Δ＝2Um/(2n－1－1)， 量化时将0～Δ/2之间的模拟电压归并到0·Δ，把Δ/2～3·Δ/2之 间的模拟电压归并到1·Δ，依此类推，最大量化误差为Δ/2。 例如，需要把0～+1 V之间的模拟电压信号转换为3位二进制 代码，这时可取Δ＝(2/15)V，那么0～(1/15)V之间的电压就 归并到0·Δ，用二进制数000表示；数值在(1/15)～(3/15)V之 间的电压归并到1·Δ，用二进制数001表示，并依此类推，如 图7.3.5(b)
数电电子第7章 数模(DA)和模数(AD)转换
28
D7
27
D1
21
D0
20 )
VREF R 210
9
i0
Di
2i
VREF R 210
D
模拟输出电流（流入运算放大 器虚地）与10位二进制数的数 值（即数字量）成正比，实现 了数字/模拟电流的转换
式中Ｄ为输入二进制数的数值。
接入运算放大器后，则可 将数字量转换为模拟电压，运放 的输出电压：
（二）集成D/A转换器的结构及分类
各种类型的集成DAC器件多由参考电压源，电阻网络和电子开关三个 基本部分组成。
按电阻网络的结构不同，可将DAC分成T形R-2R电阻网络DAC、倒T 形R-2R电阻网络DAC及权电阻求和网络DAC等几类。由于权电阻求和网 络中电阻值离散性太大，精度不易提高，因此在集成DAC中很少采用。T 形R-2R电阻网络DAC、倒T形R-2R电阻网络DAC中只有两种阻值的电阻， 因此最适用于集成工艺，集成DAC普遍采用这种电路结构。倒T形R-2R电 阻网络DAC在集成芯片中比T形R-2R网络DAC应用更广泛。
（二）集成Ａ/Ｄ转换器的主要参数 1．分辨率 其含义与DAC的分辨率一样，通 常也可用位数来表示，位数越多，分辨率（有时 也称分辨力）也越高。
2．量化编码电路
用数字量来表示采样信号时，必须把它转化成某个最 小数量单位的整数倍，这个转化过程叫量化，所规定的最 小数量单位叫作量化单位，用Ｓ表示。
将量化的数值用二进制代码表示，称为编码。这个二 进制代码便是Ａ/Ｄ转换器的输出信号。
量化的方法一般有两种形式：
1）舍尾取整法
2）四舍五入法
用舍尾取整法量化时，最大量化误差为1S，用四舍五 入法量化时，最大量化误差为S/2。所以，绝大多数ADC 集成电路均采用四舍五入量化方式。
数字电子技术 7-3多谐振荡器
uI1
显然： 任何≥3 奇 首尾接 可形成环
(uO)
(a)
tPd
数个反相器 在一起 形振荡器
振荡频率： f 1
O
uI2
tPd
t
2ntPd
---式中n为串联门的个数，n=3、5、7、…
uIO3 tPd
t
优点：电路简单
O
缺点：频率太高不可调不实用 tPd只有几十纳秒到一二百纳秒
t (b)
工作波形图
R
R1 Rs
R1 R
UOL1
R u13
UOH2
RS
C
uI3
可求得电容C充电时间T1
T1
RECln
UE
UTH UOH UE UTH
U OL
RECln
2UOH UTH UOH UTH
O
VCC R1
G3
UE
RE
u13
C UOL
UTH+（UOH UOL)
UTH t
UTH （UOH UOL )
7.3.1
获得较大电
VDD
压放大倍数
uI1
uI2
uO2
使uO1↓到UOL ，而uO2↑至UOH，电路进入暂稳态
1/2VDD
直线uO1=uI1
O
P
G1静态
工作点
1/2VDD
uI
电压传输特性
7.3.1
用门电路构 成的振荡器
➢ 随着C放电uI1↓=UTH时： 另一正反馈过程发生
uI1
uI2
uO2
使uO1↓UOH，
品质因数高 选频特性好
由阻抗频率特性知：
当外加电压 信号的频率
等于
电子教案《数字电子技术(第5版_杨志忠)》教学资源第7章练习题参考答案
Ｃ１
已知 Ｒ３ ＝ ３ 、 ｋΩ Ｒ２ ＝ ３ ６ 、 ｋΩ Ｃ１ ＝ ０ １ μＦ， 将 这 些 参 数 代 入 上 式 进 行 计 算， 并 求 出
ｔｗ２ ＝ ０ ７Ｒ２ Ｃ ＝ ０ ７ × ２４ × １０３ × ０ １ × １０ － ６ ｓ ＝ １ ６８ ｍｓ
所以
（ ） ｆ ＝
１ ２ ７３ ＋ １ ６８
× １０ － ３ Ｈｚ≈２２６ ７５ Ｈｚ
（２） 画 ｕＣ 和 ｕＯ 的波形，见图［题 ７ ８］。
（３） ＲＤ端加停振信号。当在置 ０ 端ＲＤ加上低电平时，多谐振荡器被强迫停止振荡。
（２） 对应画出 ｕＩ、ｕＣ 和 ｕＯ 的电压波形。 ［解］ （１） 求输出电压 ｕＯ 的脉冲宽度 ｔｗ
ｔｗ ＝ １ １ＲＣ ＝ １ １ × ３３ × １０３ × ０ １ × １０ － ６ ｓ ＝ ３ ６３ ｍｓ
（２） 对应画出 ｕＩ、ｕＣ 和 ｕＯ 的电压波形，如图［题 ７ ７］所示。
波形。试求：
（１ （２
） ）
计 画
算 出
输
ｕＩ
出脉 、ｕｄ
冲的 和ｕ
宽Ｏ 的度波ｔｗ形。。
第 ７ 章 脉冲信号的产生与整形 １４５
图 Ｐ７ ３
（３） 输入脉冲的下限幅度为多大？ ［解］ （１） 求输出脉冲宽度 ｔｗ
ｔｗ ＝ １ １ＲＣ ＝ １ １ × ２７ × １０３ × ０ ０１ × １０ － ６ ｓ≈２９７μｓ
Ｒ ｍｉｎ
＝
ｔｗ（ｍｉｎ） ＝ ０ ７Ｃ ０
７
１０ × １０ － ６ × ０ ０１ × １０
－ ６ Ω≈１４２８
５７Ω
（２） 求最大值电阻 Ｒｍａｘ
Ｒ ｍａｘ
＝
ｔｗ（ｍａｘ） ＝ ０ ７Ｃ
数字电子技术基础 周良权 3版 第7章
第7章 数/模和模/数转换器7.1 二 模拟电压 7.2 R7.3 REF 1082VN -⨯7.4 c 7.5 a 7.6 b 7.7 × 7.8 √ 7.9 √7.10 A/D 转换器电子产品有电子秤、数字式电压表、数字式电子温度计、数字式血压计等；D/A 转换器电子产品有VCD 播放机、DVD 播放机、MP3音乐播放机、数字电视机等.7.11 单极性输出电压计算公式为式REF O 1010(7.2.8):2Vu N =-⋅，双极性输出电压为式()B O REF (7.2.10):1024N u V =⋅补.211027C(H)21671612(636)=⨯+⨯+=211006F(H)01661615(111)=⨯+⨯+= 21101BD(H)=116111613(445)⨯+⨯+=补码最高位为1，为负数；最高位为0为正数即为原码[]2181010(27C(H))07C(H)1(182)(1168162)(386)=-+=-=-⨯+⨯+=-补反()()21101006F(H)01661615(111)=⨯+⨯+=补 ()()2110101BD(H)=116111613(445)⨯+⨯+=补单极性输出电压：O 1027C(H):636 6.21V 1024u =-⨯=- O 1006F(H):111 1.084V 1024u =-⨯=-O 101BD(H):445 4.346V 1024u =-⨯=-双极性输出电压：O 386(27C(H)):10 3.77V 1024u -=⨯=-补()O 11106F(H):10 1.084V 1024u =⨯=补 ()O 4451BD(H):10 4.346V 1024u =⨯=补 7.12 （1）在2°R 支路上电流为1REF REF n 111222n n n V V I D R R ----==⋅ 依次可得各电阻支路上电流为2REF REF 221222n n n n V V I D R R ----==⋅3REF REF 3321222n n n n V V I D R R----==⋅⋅1REF 11122n V I D R -=⋅⋅0REF 00122n V I D R -=⋅⋅流向运算反相端的总电流为1REFN i B B 10,2n n i V I I N N R--====∑⋅2°11o 1122n n D D D --+++⋅ 故O N f u I R =-⋅（2）当REF f 110V,2V R R =+=，位数为n =8时，输入数码为D9（H ） 其10B 101316916(217)N =⨯+⨯=故O 1810V 110V 10V2172172178.47V 225622n u R R -=-=-⨯=-⨯=-⋅分辨率为：REF 81110V =0.039V =39mV 2562V =⨯绝对精度为：1110VLSB =0.0195V =19.5mV 22256±±=±±7.13 (1)设D 9~D 0的10位二进制数对应的十进制数值N B 则REFB O1B B 10B ,2V V I N I R R==⋅()REFB O O1B f B f 10B 2V V u I I R N R R R ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭⋅⋅，而R B =10k Ω(2)当D 9~D 0为全1时，要求O 5V u =-则10REF B O 10B (21)105V 210V V u R ⎡⎤=--+⨯=-⎢⎥⨯⎣⎦ ①R 为AD7520内的等效电阻10k Ω当D 9~D 0为全0，要求O 5V u =+°则REF B O 100105V 10210VV u ⎛⎫=-⨯+=+ ⎪⨯⎝⎭⋅ ②由式②B 105V 10V-⨯=+，故B 5V V =-，代入①得()10REF 10521105V 10210V-⎡⎤--+=-⎢⎥⨯⎣⎦⋅⋅，解得REF 10V V ≈+因而()REF 9REF REF O B B 101012102V 102102V V V u N N ⎛⎫- ⎪=-+⨯=-- ⎪⨯ ⎪⎝⎭⋅输入数码与O u 极性及数位如下表所示B 补补210作为单极性输出电路的输入代码，代入式（7.2.8）REF O110(380)380 3.711V 10241024V u =-=-⨯=-⋅再按照电路图7.2.5可计算出双极性输出电压o1REF O f 11 3.7111010 1.289V 210210u V u R R R ⎛⎫-⎛⎫=-+=-+⨯=- ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⋅（2）当（N B ）补为17C(H)=(010*******)补，最高位取反后，为210(1101111100)(892)=作为单极性输出电路的输入代码，代入式（7.2.8）REF O1B 108928.711V 10241024V u N =-=-⨯=-再按电路图7.2.5可计算出双极性输出电压为o1REF O f 118.7111010 3.711V 210210u V u R R R ⎛⎫-⎛⎫=-+=-+⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⋅上述结果与[例2.2.2]计算结果相同. 7.15 根据图题7.15电路可知REF O B B B 1010101010222V u N N N -=-=-=⋅ 而54LS192为可逆十进制计数器,即当Q 3Q 2Q 1Q 0为全0时，或非门出1，使D 触发器Q 翻转一次，若Q 为1，则CP U 有时钟脉冲信号，而CP D =1，LS192进行加法计数，而AD7520的D 3D 2D 1D 0由0000~1001逐步递增变化，当由1001变为0000时，D 触发器又翻转一次使Q =0，使可逆计数器CP U =1，而CP D 有时钟脉冲信号，执行减法计数，由1001~0000逐步递减变化计数. 而O u 值根据D 3~D 0的数码每变化递增或递减一位，输出O u 变化值为REF 101019.765mVV ⨯==的级差.其u O 输出模拟电压与数码关系如下表所示 其输出u O 的波形如图题解7.15所示.图题解7.157.16 (1)()O(max)102120000.005n u δ-≥==，故n =11位. (21)n -为n 位全1，即输出满刻度值的输入数码.（2）85V 5V0.0196V =19.6mV 256121==--为分辨率因()8REF 8215V 2V -=，故REF 5V V =. （3）即分辨率121n -≤0.2%故()1215000.002n -≥=. 应取n =9位 7.17 (1)根据图示电路,当被转换的输入模拟电压I u 大于某一个比较器反相输入端的基准电压i u -，则在此比较器的输出oi u 以下均为1，再通过编码器输出，其相应数码为D 2~D 0. 根据电路可列出下式关系：D 2=Q 4、1642642D Q Q Q Q Q Q ==+⋅⋅，07654321D Q Q Q Q Q Q Q =⋅⋅⋅⋅⋅⋅ =7654321Q Q Q Q Q Q Q +++⋅⋅⋅（2）按表题解7.17列出输入电压I u 与寄存器状态和输出数字关系：出电压O 0u >的情况，这时在O 0u >时刻，输出数字量为全0并产生溢出，而比较器输出O 0u =（若比较器用双电源会使O 0u <），则门控G 与非门被封，计数器不再计数. 计数器输出全0. 7.19 （1）当双积分A/D 转换器，计数器为n =10，在n 位计数器Q n =1，其所需时间为cp cp122n n T t f ==⋅，则转换一次最长时间为222n T ⨯=. 当cp 频率cp 120kHz f =，故最长时间为10cp 331204822220.017517ms 1201012010n t ⨯=⨯⨯===⨯⨯⋅ （2）当运放的最大输出电压为om 10V U =±，在最大输入模拟电压I 10V U =+时，运放积分器在第一次积分最大值也为10V -. 因此：()O 1I cp 1210V n u t u t RC=-=-⋅⋅⋅故10I cp 631111*********0.11012010n R u t C -=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅85.3k =Ω （3）由式（7.3.3）可知I REF2nN u V =⋅ 当I 4V u =时，1010224(409.6)(110011001)10N =⨯== 当I 1.5V u =时，101022 1.5(153.6)(10011001)10N =⨯== 7.20 （1）偏移电压REF 44118110.25V 22222V s =⨯=⨯=（2）因量化单480.5V 2s ==则(0.50.25)V 5.9V N ⨯-≤故1025.90.25(12.3)(1100)0.5N +≤==（3）电子输出数字量为4位数，需时钟脉冲周期数2426T n CP =+=+=，而脉冲周期cp 120s20s 6t μ==μ故时钟频率：cp 6cp110.05MHz =50kHz 2010f t -===⨯。
数字电子技术基础习题册答案
第7章 时序逻辑电路【7-1】已知时序逻辑电路如图所示，假设触发器的初始状态均为0。
(1 )写出电路的状态方程和输出方程。
(2) 分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表，说明其逻辑功能。
(3) 画出X =1时，在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形。
1J 1KC11J 1KC1Q 1Q 2CPXZ1图解：1．电路的状态方程和输出方程n 1n2n 11n 1Q Q Q X Q +=+n 2n 11n 2Q Q Q ⊕=+ CP Q Q Z 21=2．分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表，见题表所示。
逻辑功能为 当X =0时，为2位二进制减法计数器；当X =1时，为3进制减法计数器。
3．X =1时，在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形如图(b)所示。
题表Q Q Z图(b)【7-2】电路如图所示，假设初始状态Q a Q b Q c =000。
(1) 写出驱动方程、列出状态转换表、画出完整的状态转换图。
(2) 试分析该电路构成的是几进制的计数器。
Q c图解：1．写出驱动方程1a a ==K J ncn a b b Q Q K J ⋅== n b n a c Q Q J = n a c Q K = 2．写出状态方程n a 1n a Q Q =+ n a n a n a n a n c n a 1n b Q Q Q QQ Q Q +=+ nc n a n c n b n a 1n b Q Q Q Q Q Q +=+3．列出状态转换表见题表，状态转换图如图(b)所示。
图7.2(b)表7.2状态转换表CP na nbc Q Q Q 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 16 0 0 0n4．由FF a 、FF b 和FF c 构成的是六进制的计数器。
【7-3】在二进制异步计数器中，请将正确的进位端或借位端（Q 或Q ）填入下表解：题表7-3下降沿触发 由 Q 端引出进位 由Q 端引出借位触发方式 加法计数器 减法计数器上升沿触发 由Q 端引出进位 由Q 端引出借位【7-4】电路如图(a)所示，假设初始状态Q 2Q 1Q 0=000。
数字电子技术(山东联盟-潍坊学院)知到章节答案智慧树2023年
数字电子技术(山东联盟-潍坊学院）知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.十进制数25对应的八进制数为（）。
参考答案:312.八进制数34.5对应的二进制数为（）。
参考答案:011100.1013.与十进制数53.5等值的8421BCD码为（）。
参考答案:0101 0011.01014.与十进制数（12.5）10等值的二进制数为（）。
参考答案:1100.15.与八进制数(47.3)8等值的二进制数为（）。
参考答案:100111.0116.不同的数码只能用来表示数量的不同大小。
参考答案:错7.带有符号位的二进制负数的补码与原码相同。
参考答案:错8.格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。
参考答案:对9.正数的反码是将符号位保持不变，其它各位都取反。
参考答案:错10.将8421BCD码加0011得到余3码，所以余3码也是一种恒权码。
参考答案:错第二章测试1.当逻辑函数有n个变量时,共有( )个变量取值组合?参考答案:2.逻辑函数F=A+B'+CD'的反函数F'= ( ）。
参考答案:A'B(C'+D)3.用卡诺图化简下列逻辑函数，最简表达式为（）。
参考答案:F(A,B,C,D)=A′B′+AC′+C′D +B′D′4.已知逻辑函数的真值表表所示,列出该函数的最小项表达式（）。
0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1参考答案:F=A'BC+AB'C+ABC'+ABC5.求一个逻辑函数F的对偶式,可将F中的( )。
参考答案:“·”换成“+”,“+”换成“·”;变量不变; 常数中“0”换成“1”,“1”换成“0”6.逻辑代数的三个重要规则是( ）。
参考答案:对偶规则; 代入规则; 反演规则7.逻辑代数最基本的逻辑关系有( )三种。
参考答案:非运算; 与运算; 或运算8.逻辑函数最小项的性质有（）。
数字电子技术第七章习题答案
第七章D/A 和A/D 转换器7.1填空1、8位D/A转换器当输入数字量只有最高位为高电平时输出电压为5V,若只有最低位为高电平，则输出电压为40mV 。
若输入为10001000，则输出电压为5.32V 。
2、A/D转换的一般步骤包括采样、保持、量化和编码。
3、已知被转换信号的上限频率为10kH Z，则A/D转换器的采样频率应高于20kH Z。
完成一次转换所用时间应小于50μs。
4、衡量A/D转换器性能的两个主要指标是精度和速度。
5、就逐次逼近型和双积分型两种A/D转换器而言，双积分型抗干扰能力强；逐次逼近型转换速度快。
7.2CPU O-0.625V-1.25V-1.875V-2.5V7.32R 2R 2R 2R2R R R R 2R Q0 Q1 Q2 Q33RRRU O&-+-+CP ui+ -四位二进制计数器RdV AG首先将二进制计数器清零，使U o=0。
加上输入信号（U i>0)，比较器A输出高电平，打开与门G，计数器开始计数，U o增加。
同时U i亦增加，若U i>U o，继续计数，反之停止计数。
但只要U o未达到输入信号的峰值，就会增加，只有当U o=U imax 时，才会永远关闭门G，使之得以保持。
7.41、若被检测电压U I(max)=2V，要求能分辨的最小电压为0.1mV,则二进制计数器的容量应大于20000；需用15位二进制计数器2、若时钟频率f CP=200kH Z，则采样时间T1=215×5μs=163.8ms3、TRC2V5V1⨯=RC=409.5ms7.5 1、完成一次转换需要36μs2、A/D转换器的输出为0100111118。
数字电子技术 7-2施密特触发器
R1 D
当uI=0↑=UTH时，u'I<UTH，电路状态不变
当uI↑↑，u‘I= UTH，G1导，通且与G2正反馈 G1导通、G2截止 此时uO2=UTH。对应的输入电压是UT+，显然UT+>>UTH。
u'I
&
G1
uO1
1 uO2
uO
G2
uO
TTL与非门组成 的施密特触发器
如果忽略u'I= UTH时的G1输入电流，
第7章 脉冲波形的 产生与整形
《数字电子技术》
房国志
施密特触发器
什么是施密特触发器：是波形变换中经常使用的一种电路
用途： 是将边沿变化缓慢的波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲
分类：
门电路构成的施密特触发器 集成电路构成施密特触发器
几个重要特点
共有三类：
六反相器缓冲器 四2输入与非门 双4输入与非门
下限转 换电平
根据定义：
➢
回差电压为：
U T
UT
U T-
R1 R2
U TH
UD
提示：
图中不同 曲线表明
R2为固定 值(1K)时
改变 R2值
可改变回差 电压的大小
uO
1R200 1R500 R1 1k
O
uI
电路的电压传输特性曲线
集成施密特触发器的应用
用于波形变换
uI
利用施密特触发器过程的正反馈作用
O
uO
O
uO
UT+ UT-
t
t
集成施密特触发器的应用
用于脉冲幅度鉴别
将幅度大于UT+的脉冲选出
uI
UT+
数字电子技术第7章习题答案
数字电子技术第7章习题答案
1. 什么是逻辑门？
答：逻辑门是数字电路中的基本组件，用于对输入进行逻辑运算并产生输出。
2. 列举几种常见的逻辑门。
答：与门、或门、非门、异或门、与非门、或非门等。
3. 什么是真值表？
答：真值表是一种用来展示逻辑函数输入与输出关系的表格，其中列出了所有可能的输入和对应的输出。
4. 什么是逻辑电路？
答：逻辑电路是指由逻辑门组成的电路，用于对输入进行逻辑运算并产生输出。
5. 什么是卡诺图？
答：卡诺图是一种用于最小化逻辑函数的图形化工具，通过将函数的真值表转化为图形，可快速找到最小化的逻辑表达式。
6. 什么是多路复用器？
答：多路复用器是一种数字电路，可以选择不同的输入并将其发送到一个输出线上。
7. 什么是解码器？
答：解码器是一种数字电路，用于将二进制数字输入转换为对应的输出，通常用于驱动其他数字电路中的寄存器、计数器等。
8. 什么是编码器？
答：编码器是一种数字电路，用于将多个输入端连接到一个二进制数字输出端，也可以实现将多个开关等输入转换为一个数字信号输出。
9. 什么是计数器？
答：计数器是一种数字电路，可用于记录电路所经过的时间或事件数量，通常用于计时器、频率计等应用。
10. 什么是触发器？
答：触发器是一种数字电路，可用于存储和控制数字信号，通常用于存储器、寄存器等应用。
数字电子技术习题及答案
第一章 数字逻辑基础1-1. 将下列的二进制数转换成十进制数（1）、1011，（2）、10101，（3）、11111，（4）、1000011-2. 将下列的十进制数转换成二进制数（1）、8，（2）、27，（3）、31，（4）、1001-3. 完成下列的数制转换（1）、（255）10=（ ）2=（ ）16=（ ）8421BCD（2）、（11010）2=（ ）16=（ ）10=（ ）8421BCD（3）、（3FF ）16=（ ）2=（ ）10=（ ）8421BCD（4）、（1000 0011 0111）8421BCD =（）10=（）2=（）161-4. 完成下列二进制的算术运算（1）、1011+111，（2）、1000-11，（3）、1101×101，（4）、1100÷100 1-5. 设：AB Y 1=，B A Y 1+=，B A Y 1⊕=。
已知A 、B 的波形如图题1-5所示。
试画出Y 1、Y 2、Y 3对应A 、B 的波形。
图题1-51-6选择题1．以下代码中为无权码的为 。
A . 8421BCD 码B . 5421BCD 码C . 余三码D . 格雷码2．以下代码中为恒权码的为 。
A .8421BCD 码B . 5421BCD 码C . 余三码D . 格雷码3．一位十六进制数可以用 位二进制数来表示。
A . １B . ２C . ４D . 164．十进制数25用8421BCD码表示为。
A.10 101B.0010 0101C.100101D.101015．在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是。
A.（256）10B.（127）10C.（FF）16D.（255）106．与十进制数（53.5）10等值的数或代码为。
A.(0101 0011.0101)8421BCDB.(35.8)16C.(110101.1)2D.(65.4)87．矩形脉冲信号的参数有。
A.周期B.占空比C.脉宽D.扫描期8．与八进制数(47.3)8等值的数为：A. (100111.011)2B.(27.6)16C.(27.3 )16D. (100111.11)29. 常用的BCD码有。
第7章数字电子技术MULTISIM仿真实验2.
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
(1) 设计要求：设计一个火灾报警控制电路。该报警系 统设有烟感、温感和紫外线感三种不同类型的火灾探测器。 为了防止误报警，只有当其中两种或两种以上的探测器发出 火灾探测信号时，报警系统才产生控制信号。
(2) 探测器发出的火灾探测信号有两种可能：一种是高 电平(1)，表示有火灾报警；一种是低电平(0)，表示无火灾 报警。设A、B、C分别表示烟感、温感和紫外线感三种探 测器的探测信号，为报警电路的输入信号；设Y为报警电路 的输出。在逻辑转换仪面板上根据设计要求列出真值表，如 图7-8所示。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
2．实验原理 译码是编码的逆过程。译码器就是将输入的二进制代码 翻译成输出端的高、低电平信号。3线-8线译码器74LS138有 3个代码输入端和8个信号输出端。此外还有G1、G2A、G2B使 能控制端，只有当G1 = 1、G2A = 0、G2B = 0时，译码器才 能正常工作。 7段LED数码管俗称数码管，其工作原理是将要显示的十 进制数分成7段，每段为一个发光二极管，利用不同发光段 的组合来显示不同的数字。74LS48是显示译码器，可驱动共 阴极的7段LED数码管。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
4．实验步骤 (1) 按图7-12连接电路。双击字信号发生器图标，打开 字信号发生器面板，按图7-14所示的内容设置字信号发生器 的各项内容。 (2) 打开仿真开关，不断单击字信号发生器面板上的单 步输出Step按钮，观察输出信号与输入代码的对应关系，并 记录下来。 (3) 按图7-13连接电路。双击字信号发生器图标，打开 字信号发生器面板，按图7-15所示的内容设置字信号发生器 的各项内容。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
精品课件-数字电子技术(第四版)(江晓安)-第七章
X () X (t)
第七章 脉冲波形的产生与变换
7
7.2 555定时电路 7.2.1 基本组成
555集成电路主要由3个5 kΩ电阻组成的分压器、 两个高精度电压比较器、 一个基本RS触发器、 一个作 为放电通路的管子及输出驱动电路组成， 其结构框图如 图 7-2 所示。
第七章 脉冲波形的产生与变换
T T1 T2
第七章 脉冲波形的产生与变换
35
而T1和T2分别为
T1
R1
R2
U DD C 1n
U DD
1 3
U
DD
2 3
U
D
D
R1 R2 C 1n2
T2
0 R2C 1n
0
2 3
U
DD
1 3 UDD
R2C 1n2
T (R1 2R2 ) C 1n2 0.7(R1 2R2 )C
第七章 脉冲波形的产生与变换
19
三要素如下：
uC (0 ) 0 uC () UDD
RC
由于比较器A、B的存在，uC不可能充至UDD。当uC充
至大于 平，
13RUS触DD 发器处，但于小保23于持UD态D ，即QQ=1,0
时，UA=UB均为低电 ，电路
仍处于uO=高电平，放电管仍处于截止，电容继续u充C 电23。U当DD 时，UA=1，UB=0，则Q=0，Q=1，uO=0，放电管导通， 电容通
电管V导通，这段时间我们称为第一暂稳态期。
第七章 脉冲波形的产生与变换
进入第二暂稳态期，放电过程为
uC uC
(0 ) 2 3
() 0
U
DD
放 R2C
第七章 脉冲波形的产生与变换
数字电子技术基础数电第六版阎石课后答案第七章
数字电子技术基础数电第六版阎石课后答案第七章第七章：逻辑门和逻辑代数1. 本章节内容概述本章介绍了逻辑门和逻辑代数的基础知识。
首先介绍了逻辑电平和逻辑门的概念，然后详细介绍了与门、或门、非门等基本逻辑门的原理、特性和应用。
接着介绍了与非门、或非门、异或门等组合逻辑门的原理和应用。
最后介绍了逻辑代数的基本概念和运算规则。
2. 逻辑门逻辑门是数字电子电路中使用的基本元件，用于进行逻辑运算。
逻辑门有多种类型，其中最基本的有与门（AND）、或门（OR）和非门（NOT）。
2.1 与门（AND）与门是一种逻辑门，其输出信号仅在所有输入信号都为高电平时才为高电平，否则为低电平。
与门的逻辑符号如下：AND gateAND gate2.2 或门（OR）或门是一种逻辑门，其输出信号在任何输入信号中有一个或多个为高电平时就为高电平，只有所有输入信号都为低电平时才为低电平。
或门的逻辑符号如下：OR gateOR gate2.3 非门（NOT）非门是一种逻辑门，其输出信号和输入信号相反。
当输入信号为低电平时，输出信号为高电平；当输入信号为高电平时，输出信号为低电平。
非门的逻辑符号如下：NOT gateNOT gate3. 组合逻辑门除了基本逻辑门之外，还有一些由基本逻辑门组合而成的组合逻辑门，例如与非门（NAND）、或非门（NOR）和异或门（XOR）等。
3.1 与非门（NAND）与非门是由与门和非门组成的组合逻辑门。
其输出信号在所有输入信号都为高电平时为低电平，否则为高电平。
与非门的逻辑符号如下：NAND gateNAND gate3.2 或非门（NOR）或非门是由或门和非门组成的组合逻辑门。
其输出信号在任何输入信号中有一个或多个为高电平时为低电平，只有所有输入信号都为低电平时才为高电平。
或非门的逻辑符号如下：NOR gateNOR gate3.3 异或门（XOR）异或门是一种比较特殊的组合逻辑门，其输出信号在输入信号中有奇数个高电平时为高电平，否则为低电平。
数字电子技术基础课后习题答案第7章习题答案
题7.1.1 可编程阵列逻辑（PAL）由、和组成。
答：输入缓冲器、与阵列、或阵列输出题7.1.2 通用阵列逻辑（GAL）由、和组成。
答：输入缓冲器、与阵列、或阵列输出逻辑宏单元题7.1.3 可编程阵列逻辑（PAL）可组成种典型的输出组态。
（A）2 （B）3 （C）4 （D）5答：C题7.1.4 通用阵列逻辑（GAL）的输出逻辑宏单元可组成种典型的输出组态。
（A）2 （B）3 （C）4 （D）5答：D题7.1.5 在系统编程器件（isp）和早期的EEPROM在编程方面，前者脱离了束缚。
（A）软件平台（B）编程器（C）电源（D）刷新电路答：B题7.1.6 单片通用阵列逻辑（GAL）的输出逻辑宏单元编程为寄存器组态时，只能应用在场合。
（A）同步时序电路（B）异步时序电路（C）复位电路（D）移位寄存器答：A、D题7.2.1 在系统可编程逻辑器件采用编程单元。
（A）E2CMOS （B）熔丝（C）SRAM （D）隧道型浮栅单元答：A题7.2.2 EPM7000S系列提供的共享乘积项有和。
（A）共享扩展（B）并联扩展（C）串联扩展（D）缓冲扩展答A、B题7.2.3 输入输出单元即可以编程为输入或输出，还可以编程为。
答：双向题7.2.4 编程I/O控制块输出缓冲器的输出电压摆率，可提供较高的。
（A）克服毛刺（B）并联扩展（C）转换速度（D）减低功耗答：C题7.2.5 ispLSI1000系列的ORP可提供GLB到IOC的信号。
（A）输入（B）中间（C）输出（D）时钟答：C题7.2.6 CPLD具有较高的性能，并具有如下特点。
（A）单片多系统（B）异步时序电路（C）动态刷新（D）丰富的查找表8081题7.3.1 现场可编程门阵列（FPGA ）静态时无 ，称之为 。
(A) 功耗 (B) 电流(C) 零功耗器件 (D) 有源器件答：A 、C题7.3.2 CPLD 的信号通路固定，系统速度可以 。
FPGA 的内连线是分布在逻辑单元周围，而且编程的种类和编程点很多，使布线相当灵活，但在系统速度方面低于 。
数字电子技术第7章脉冲波形的产生与变换简明教程PPT课件
v I' vO1 vO __________________ |
于是电路的状态迅速转换为 vO VOH VDD 。
' 由此可知，输入信号 v I 上升的过程中电路的状态发生转换是在 vI VTH 时，把此 时对应的输入电压值称为上限阈值电压，用 VT 表示。
1
使 v O1 迅速跳变为低电平。由于电容上的电压不能跃变，所以v I2 也同时跳变到低电平，并 使 vO 跳变为高电平，电路进入暂稳态。这时即使 vd 回到低电平， vO 的高电平仍将维持。 与此同时，电容C开始充电。
③暂稳态维持一段时间后自行回到稳态。随着充电过程的进行， v I2 逐渐上升，当上升到 略高于 VTH 时，又引发另外一个正反馈过程
根据以上分析，电路中各点电压波形如图所示。
(3) 主要参数计算
输出脉冲的宽度：
t W RC ln VDD 0 RC ln 2 0.69RC VDD VTH
输出脉冲的幅度：
Vm VOH VOL VDD
微分型单稳态触发器可以用窄脉冲触发。在 v I 的脉冲宽度大于输出脉冲宽度的情况 下，电路仍能正常工作，但是输出脉冲的下降沿较差。
根据以上分析，电路中各点电压的波形如图所示。
(3) 主要参数计算
输出脉冲的宽度：
t W ( R RO )C ln
VOH VOL VTH VOL
式中RO 为反相器 G 1 输出为低电平时的输出电阻。
输出脉冲的幅度：
Vm VOH VOL
积分型单稳态触发器的优点是抗干扰能力较强。它的缺点是输出波形的边沿比较差。 此外，积分型单稳态触发器必须在触发脉冲的宽度大于输出脉冲的宽度时才能正常工作。
阎石《数字电子技术基础》(第6版)章节题库-第7章 脉冲波形的产生和整形电路【圣才出品】
第7章脉冲波形的产生和整形电路一、选择题1．为了提高多谐振荡器频率的稳定性，最有效的方法是（）。
A．提高电容、电阻的精度B．提高电源的稳定度C．采用石英晶体振荡器C．保持环境温度不变【答案】C【解析】石英晶体多谐振荡器的振荡频率取决于石英晶体的固有谐振频率，而与外接电阻、电容无关，具有极高的频率稳定性。
2．已知时钟脉冲频率为f cp，欲得到频率为0.2f cp的矩形波应采用（）A．五进制计数器B．五位二进制计数器C．单稳态触发器C．多谐振荡器【答案】A【解析】频率变为原来的五分之一，是五分频，只需要每五次脉冲进一位即可实现。
3．在图7-1用555定时器组成的施密特触发电路中，它的回差电压等于（）A．5VB．2VC．4VD．3V图7-1【答案】B【解析】555组成的施密特触发器中，当不接外接电压时，得到电路的回差电压为2V CC/3－V cc/3＝V cc/3；5脚为外部参考电压输入V CO，如果参考电压由外接的电压V CO供给，这时V T＋＝V CO；V T－＝V CO/2，回差电压为V CO/2＝4V/2＝2V，可以通过改变V CO值可以调节回差电压的大小。
4．电路如下图7-2（图中为上升沿JK触发器），触发器当前状态Q3Q2Q1为“100”，请问在时钟作用下，触发器下一状态（Q3Q2Q1）为（）。
图7-2A．“101”B．“100”C．“011”D．“000”【答案】C【解析】JK触发器特征方程为Q n＋1＝JQ＿n＋K＿Q n，由图7-2可得，三个触发器的驱动方程均为J＝K＝1，即特性方程均为Q n＋1＝Q＿n，Q1的时钟是CP，Q2的时钟是Q1，Q3的时钟是Q2，当前Q3Q2Q1的状态是100，由于触发器在上升沿被触发，CP上升沿Q1状态被触发，变为1；同时触发了Q2，Q2变为1；同理Q3为0。
5．多谐振荡器可产生的波形是（）A．正弦波B．矩形脉冲C．三角波D．锯齿波【答案】B【解析】“多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。
《数字电子技术基础》课后习题答案
《数字电路与逻辑设计》作业教材：《数字电子技术基础》（高等教育出版社，第2版，2012年第7次印刷）第一章：自测题：一、1、小规模集成电路，中规模集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路5、各位权系数之和，1799、01100101，01100101，01100110；11100101，10011010，10011011二、1、×8、√10、×三、1、A4、B练习题：1.3、解：(1)十六进制转二进制：45 C010*********二进制转八进制：010*********2134十六进制转十进制：(45C)16=4*162+5*161+12*160=(1116)10所以：(45C)16=(10001011100)2=(2134)8=(1116)10(2)十六进制转二进制：6D E.C8011011011110.11001000二进制转八进制：011011011110.1100100003336.62十六进制转十进制：(6DE.C8)16=6*162+13*161+14*160+13*16-1+8*16-2=(1758.78125)10所以：(6DE.C8)16=(011011011110. 11001000)2=(3336.62)8=(1758.78125)10(3)十六进制转二进制：8F E.F D100011111110.11111101二进制转八进制：100011111110.1111110104376.772十六进制转十进制：(8FE.FD)16=8*162+15*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(2302.98828125)10所以：(8FE.FD)16=(100011111110.11111101)2=(437 6.772)8=(2302.98828125)10 (4)十六进制转二进制：79E.F D011110011110.11111101二进制转八进制：011110011110.1111110103636.772十六进制转十进制：(79E.FD)16=7*162+9*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(1950. 98828125)10所以：(8FE.FD)16=(011110011110.11111101)2=(3636.772)8=(1950.98828125)101.5、解：(74)10 =(0111 0100)8421BCD=(1010 0111)余3BCD(45.36)10 =(0100 0101.0011 0110)8421BCD=(0111 1000.0110 1001 )余3BCD(136.45)10 =(0001 0011 0110.0100 0101)8421BCD=(0100 0110 1001.0111 1000 )余3BCD (374.51)10 =(0011 0111 0100.0101 0001)8421BCD=(0110 1010 0111.1000 0100)余3BCD1.8、解（1）(+35)=(0 100011)原= (0 100011)补（2）(+56 )=(0 111000)原= (0 111000)补（3）(-26)=(1 11010)原= (1 11101)补（4）(-67)=(1 1000011)原= (1 1000110)补第二章：自测题：一、1、与运算、或运算、非运算3、代入规则、反演规则、对偶规则 二、 2、×4、× 三、 1、B 3、D5、C练习题：2.2：（4）解：Y =AB̅+BD +DCE +A D =AB̅+BD +AD +A D +DCE =AB̅+BD +D +DCE =AB̅+D (B +1+CE ) =AB̅+D （8）解：Y =(A +B ̅+C )(D ̅+E ̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅(A +B ̅+C +DE ) =[(A +B ̅+C )̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅+(D ̅+E ̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅](A +B ̅+C +DE ) =(ABC +DE )(ABC ̅̅̅̅̅̅+DE ) =DE2.3：（2）证明：左边=A +A (B +C)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =A +A +(B +C)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =A +B̅C ̅ =右式所以等式成立（4）证明：左边= (A B +AB̅)⨁C = (A B +AB ̅)C + (A B +AB̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅C = (A BC +AB ̅C )+A B ̅̅̅̅⋅AB̅̅̅̅⋅C =A BC +AB̅C +(A +B ̅)(A +B )C =A BC +AB̅C +(AB +A B ̅)C =A BC +AB̅C +ABC +A B ̅C 右边= ABC +(A +B +C )AB̅̅̅̅⋅BC ̅̅̅̅⋅CA ̅̅̅̅ =ABC +(A +B +C )[(A +B̅)(B ̅+C )(C +A )]=ABC +(A +B +C )(A B̅+A C +B ̅+B ̅C )(C +A ) =ABC +(A +B +C )(A B̅C +A C +B ̅C +A B ̅) =ABC +AB̅C +A BC +A B ̅C 左边=右边，所以等式成立 2.4（1）Y ′=(A +B̅C )(A +BC) 2.5（3）Y ̅=A B ̅̅̅̅(C +D ̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ C D ̅̅̅̅̅(A +B ̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 2.6：（1）Y =AB +AC +BC=AB (C +C̅)+AC (B +B ̅)+BC (A +A ̅) =ABC +ABC̅+AB ̅C +A ̅BC 2.7：（1）Y =A B̅+B ̅C +AC +B ̅C 卡诺图如下：所以，Y =B2.8：（2）画卡诺图如下：Y(A,B,C)=A +B̅+C2.9：（1）画Y (A,B,C,D )=∑m (0,1,2,3,4,6,8)+∑d(10,11,12,13,14)如下：Y (A,B,C,D )=A B̅+D ̅2.10：（3）解：化简最小项式：Y =AB +(A B +C )(A B̅+C ) =AB +(A B A B̅+A BC +A B ̅C +C C ) =AB (C +C )+A BC +A B̅C =ABC +ABC ̅+A BC +A B ̅C =∑m (0,3,6,7)最大项式：Y =∏M(1,2,4,5)2.13：（3）Y =AB̅+BC +AB ̅C +ABC D ̅ =AB̅(1+C )+BC (1+AD ̅) =AB ̅+BC =AB ̅+BC ̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿ = AB ̅̅̅∙BC ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅技能题：2.16 解：设三种不同火灾探测器分别为A 、B 、C ，有信号时值为1，无信号时为0，根据题意，画卡诺图如下：Y =AB +AC +BC =AB +AC +BC ̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿ =AB ̅̅̅̅⋅AC̅̅̅̅⋅BC ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =(A +B ̅)(A +C )(B ̅+C )̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =A +B ̅̅̅̅̅̅̅̅+A +C ̅̅̅̅̅̅̅̅+B ̅+C̅̅̅̅̅̅̅̅第三章：自测题：一、1、饱和，截止7、接高电平，和有用输入端并接，悬空； 二、 1、√ 8、√； 三、 1、A 4、D练习题：3.2、解：(a)因为接地电阻4.7k Ω，开门电阻3k Ω，R>R on ，相当于接入高电平1，所以Y =A B 1̅̅̅̅̅̅=A +B +0=A +B (e) 因为接地电阻510Ω，关门电0.8k Ω，R<R off ，相当于接入高电平0，所以、 Y =A +B +0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A ̅⋅B ̅∙1̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A +B +0=A +B3.4、解：(a) Y 1=A +B +0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A +B ̅̅̅̅̅̅̅(c) Y 3=A +B +1̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=1̅=0(f) Y 6=A ⋅0+B ⋅1̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=B̅3.7、解：(a) Y 1=A⨁B ⋅C =(A B +AB̅)C =A B C +AB ̅C3.8、解：输出高电平时，带负载的个数2020400===IH OH OH I I N G 可带20个同类反相器输出低电平时，带负载的个数78.1745.08===IL OL OL I I N G 反相器可带17个同类反相器3.12EN=1时，Y 1=A ， Y 2=B̅ EN=0时，Y 1=A̅， Y 2=B3.17根据题意，设A 为具有否决权的股东，其余两位股东为B 、C ，画卡诺图如下，则表达结果Y 的表达式为：Y =AB +AC =AB +AC ̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿=AB ̅̅̅̅⋅AC̅̅̅̅̅̅̅̅̅逻辑电路如下：技能题：3.20：解：根据题意，A 、B 、C 、D 变量的卡诺图如下：Y =ABC +ABD =ABC +ABD ̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿=ABC̅̅̅̅̅̅⋅ABD ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅电路图如下：第四章：自测题：一、2、输入信号，优先级别最高的输入信号7、用以比较两组二进制数的大小或相等的电路，A>B 二、 3、√ 4、√ 三、 5、A 7、C练习题：4.1；解：(a) Y =A⨁B +B ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A B +AB ̅+B ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A B +B ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A +B ̅̅̅̅̅̅̅̅=AB ，所以电路为与门。
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第7章 数／模和模／数转换器 图7-3 AD7520
第7章 数／模和模／数转换器
图7-2 R-2R倒T型电阻网络支路电流等效电路
第7章 数／模和模／数转换器
流过每个支路的电流(从数字量高位到低位)分别为I/2、 I/4、I/8、I/16,故有
I I II I 2 d3 4 d2 8 d1 16 d0
U REF R
(
d0 24
d1 23
d2 22
d3 21
)
U REF 24 R
uo
U REF Rf 2n R
n1
(di 2i )
i0
(7.3)
第7章 数／模和模／数转换器
设
K
U REF Rf 2uno=－RKNB
，NB表示括号中的n位二进制数，则 (7.4)
该式表明，对于在图7-1所示电路中输入的每一个二进制数NB，
均能在其输出端得到与之成正比的模拟电压uo
第7章 数／模和模／数转换器 【例7.1】 如图7-1所示R-2R倒T型电阻网络A/D转换器中， 已知UREF=－8 V，且Rf=R, 试计算当d3d2d1d0=1000 解 从参考电源流入T电阻网络的总电流为
U LSB
1 2n
U 1
FSR
1 10 10(mV) 210 1
第7章 数／模和模／数转换器
2) (1) 比例系数误差。它是由基准电压UREF ΔUREF所引起的误差。以图7-1 所示倒T型电阻网络D/A转换器 为例，当基准电压UREF偏离标准值ΔUREF时，则输出端将产生误
uo1
U REF 24
第7章 数／模和模／数转换器 图7-6 数字式可编程增益控制电路
第7章 数／模和模／数转换器
ui
R
uo 210 R
d0 20 d121 d9 29
其中UREF=uo，所以
(7.5)
Av
uo ui
d0 20
210 d121 d9 29
(7.6)
第7章 数／模和模／数转换器
7.2.3 D/A转换器的主要技术指标 1. 转换精度 1) 分辨率表示D/A转换器在理论上可以达到的精度, 用于表
换为时间上离散的模拟信号，即将时间上连续变化的模拟信号 转换为一系列等间隔的脉冲。脉冲的幅值取决于当时模拟量的 大小，其过程如图7-9
第7章 数／模和模／数转换器 图7-9 采样过程
第7章 数／模和模／数转换器
采样频率必须不小于输入模拟信号最高频率分量的两倍，即
fs≥2fmax
(7.8)
第7章 数／模和模／数转换器
第7章 数／模和模／数转换器 图7-8 漂移误差
第7章 数／模和模／数转换器
【例7.2】在10位R-2R倒T型电阻网络D/A转换器中，外接
参考电压UREF=－10 V
UREF偏离标准值所引起的误差
小于
1 L(S最B低有效位)，当Rf=R时，试计算UREF的相对
稳定度应取多2少？
第7章 数／模和模／数转换器
征D/A
第7章 数／模和模／数转换器
分辨率定义为D/A转换器能够分辨出来的最小输出电压ULSB 与最大输出电压UFSR之比。最小输出电压ULSB是指输入的数字代 码最低有效位为1，其余各位都是0时的输出电压；最大输出电
压UFSR是指输入的数字代码各有效位全为1 时的输出电压。n位D/A转换器的分辨率可表示为
3 i0
di 2i
(7.1)
第7章 数／模和模／数转换器
在求和放大器的反馈电阻值等于Rf的条件下，输出电压为
uo I Rf
U REF Rf 24 R
3
2i di
i0
(7.2)
对于n位输入的R-2R倒T型电阻网络D/A转换器，在求和
放大器的反馈电阻为Rf时，其输出的模拟电压与输入数字量之 间的一般关系式为
图7-4是某一位Si CMOS 模拟开关的电路原理图。图 中V1～V3组成电平转移电路，使输入信号能与TTL电平兼容。V4、 V5及V6、V7组成两个反相器，分别作模拟开关管V8、V9的驱动 电路，V8、V9
第7章 数／模和模／数转换器 图7-4 AD7520中的CMOS
第7章 数／模和模／数转换器 AD7520 引脚及连接电路如图7-5
uo
U REF 2n
n-1
2i di
i0
而且在数字量的所有位全为1时Δuo最大。这时的输出电
uo
2n 1 2n
U REF
210 1 210
U REF
第7章 数／模和模／数转换器
根据题意，Δuo必须不大于
1 LSB对应的输出电压，于是 2
uo
1 211
U REF
210 1 210
U REF
1 211
第7章 数／模和模／数转换器 第7章 数／模和模／数转换器
7.1 概述 7.2 D／A转换器 7.3 A／D转换器 7.4 D／A和A／D转换器应用举例
第7章 数／模和模／数转换器
7.1 概 述
人们把模拟信号转换为数字信号的过程称为模/数转换或 A/D(Analog to Digital)转换。能够完成这种转换的电路称为 模/数转换器，简称ADC(Analog Digital Converter)。将数 字信号转换为模拟信号的过程称为数/模转换或D/A(Digital to Analog)转换。能够完成这种转换的电路称为数/模转换器， 简称DAC(Digital Analog Converter)
图7-10(a)所示是一种常见的采样-保持电路，其中，增强 型NMOS管作为电子开关，受采样脉冲s(t)的控制；C为存储样 值的电容；运算放大器构成电压跟随器。
电路的工作过程如下：当采样脉冲s(t)为高电平时，NMOS 管导通，ui(t)为存储电容C迅速充电，使电容C上的电压跟上 输入电压ui(t)的变化，在τ期间，电容C的电压等于ui(t)； 当s(t)为低电平时，NMOS管截止，电容C上的充电电压在此期 间保持不变，一直保持到下一个采样脉冲的到来，保持时间为 Ts－τ。电压跟随器的输出电压uo(t)始终跟随存储电容C上的 电压变化，波形如图7-10(b)
图7-5 AD7520引脚及连接电路
第7章 数／模和模／数转换器 AD7520输入数字信号与输出模拟量之间的关系如表7-1所 示，其中2n=210=1024
表7-1 AD7520输入数字信号与输出模拟量之间的关系
第7章 数／模和模／数转换器
2. AD7520 数字式可编程增益控制电路如图7-6所示。电路中运算放 大器接成普通的反相比例放大形式，AD7520内部的反馈电阻R 为运算放大器的输入电阻，而由数字量控制的倒T型电阻网络 为其反馈电阻。当输入数字量变化时，倒T型电阻网络的等效 电阻便随之改变，这样，反相比例放大器在其输入电阻一定的 情况下可得到不同的增益。
第7章 数／模和模／数转换器
图7-10 采样(a) 原理图；(b) 波形图
第7章 数／模和模／数转换器
2. 数字信号不仅在时间上是离散的，而且在幅值上也不是连 续的。这就是说，任何一个数字量的大小都可用某个规定的最 小数量单位的整倍数来表示。但是模拟信号经采样-保持电路 后，得到的输出信号是阶梯形模拟信号，但阶梯幅值仍然是连
d3 23 d2 22 d121 d0 20
第7章 数／模和模／数转换器
此结果说明，由UREF的变化所引起的误差和输入数字量的大小 是成正比的。因此，把由ΔUREF引起的转换误差称为比例系数 误差。图7-7中的虚线表示出当ΔUREF一定时输出电压uo偏离理
第7章 数／模和模／数转换器 图7-7 比例系数误差
＝
U LSB 1 U FSR 2n 1
(7.7)
第7章 数／模和模／数转换器
上式说明, D/A转换器的位数n越多, 分辨率的数值越小，分 辨能力越高。例如，10位D/A转换器的分辨率为
U LSB U FSR
1 210
1
1 1023
0.001
如果输出模拟电压满量程为10 V，则10位D/A转换器能够
解 先计算对应于 1 LSB 输入的输出电压，当输入代码只 2
有LSB=1，而其余各位均为0
uo
U REF 2n
n-1
2i di
i0
U REF 2n
所以，与 1 LSB 2
1 2
U REF 2n
U REF 2 n 1
第7章 数／模和模／数转换器
其次，计算由于参考电压UREF变化，ΔUREF所引起的输出电 压变化Δuo。由式(7.3)可知，在n位输入的D/A转换器中，由 ΔUREF
第7章 数／模和模／数转换器
(2) 漂移误差。它由运算放大器的零点漂移造成的误差。 运算放大器由于工作环境的变化，零点发生漂移而造成转换误 差，其大小与输入数字量无关，该误差使输出电压的偏移特性 曲线发生平移(上移或下移)，因此也称为平移误差，用Δuo2 表示，如图7-8所示。
(3) 非线性误差。
因此，在进行A/D转换时，还必须将采样-保持电路的输出 电压按某种近似方法用一个最小单位的整数倍表示出来，这一 转化过程称为量化。所规定的最小数量单位叫做量化单位，用 Δ表示。显然，数字信号最低有效位(LSB)中的1表示的数量大 小就等于Δ
第7章 数／模和模／数转换器
把量化的结果用代码(可以是二进制，也可以是其他进制) 表示出来，称为编码。这个代码就是A/D转换的输出结果。量
图7-12是V-T型双积分式A/D转换器的原理框图。它由积分 器、比较器、计数器、控制逻辑和时钟信号源组成。其中，控 制逻辑电路由一个n位计数器、附加触发器FFA、模拟开关S1和 S2的驱动电路L1和L2、控制门G组成。图7-13是这个电路的电压