第八章习题解答

习题八答案

1． 试比较多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的工作特点，并说明每种电路的主要

用途。

答：多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，它没有稳定状态，只有两个暂稳态。暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成。改变外接R 、C 定时元件数值的大小，可调节振荡频率。

施密特触发器具有回差特性，它有两个稳定状态，有两个不同的触发电平。施密特触发器可将任意波形变换成矩形脉冲，输出脉冲宽度取决于输入信号的波形和回差电压的大小。

单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态。输入信号起到触发电路进入暂稳态的作用，其输出脉冲的宽度取决于电路本身 R 、C 定时元件的数值。改变 R 、C 定时元件的数值可调节输出脉冲的宽度。

多谐振荡器是常用的矩形脉冲产生电路。施密特触发器和单稳态触发器是两种常用的整形电路。施密特触发器可用来进行整形、幅度鉴别、构成多谐振荡器等。单稳态触发器常用于脉冲的延时、定时和整形等。

２．在图8.2所示５５５集成定时器中，输出电压uo 为高电平ＵＯＨ、低电平ＵＯＬ及保持原来状态不变的输入信号条件各是什么？假定ＵＣＯ端已通过0.01μF 接地，u D 端悬空。 答：当1=R 时， TR U <3V CC ，则C 2输出低电平， 1=Q ，OH o U u =。

当1=R 时， TH U >32V CC ，TR U >3V CC ，

则C 1输出低电平、C 2输出高电平，1=Q 、

0=Q ，OL o U u =。

当1=R 时， TH U <

32V CC

，TR U >3V CC ，则C 1

C 2输出均为高电平，基本RS 触发器保持原来状态不变，因此o u 保持原来状态不变。

３．在图8.3所示多谐振荡器中，欲降低电路振荡频率，试说明下面列举的各种方法中，哪些是正确的，为什么？

1） 加大R 1的阻值； 2） 加大R 2的阻值； 3） 减小C 的容量。

答：根据式（8-2）()ln221

121C R R T f +==可知，1）2）两种方法是正确的。

４．在图8.3用555定时器构成的多谐振荡器电路中，若R 1 = R 2=5.1k Ω，C=0.01μF ，V CC =12V ，试计算电路的振荡频率和占空比。

答：根据式（8-2）()ln221

121C R R T

f +==可知，f ≈9.429 KHz

根据式（8-3）212

112R R R R T t q w ++==可知，3

2=q

5．在图8.7占空比可调的多谐振荡器中，C=0.2μF ，V CC =9V ，要求其振荡频率f =1KHz ，占

空比q=0.5，估算R 1 、R 2的阻值。

答：因为 f =1KHz ，所以T =1ms 。

根据式（8-4）()ln22121C R R t t T w w +=+=及已知条件C=0.2μF ，

得出：R 1+R 2 ≈7.2K Ω。 根据式（8-5）211

1R R R T t q w +===0.5，则：R 1 = R 2 = 3.6 K Ω。

6．两片555定时器构成下图所示的电路。

1）在图示元件参数下，估算U O1、U O2端的振荡周期T 各为多少？ 2）定性画出U O1、U O2端的波形，说明电路具备何种功能？

5

答：1）U O1端的振荡周期()ln2221C R R T +=≈0.69 s U O2端的振荡周期()ln2221C R R T +=≈0.14 ms

2)

U o1

U o2

振荡器A 的振荡频率Hz

f A 45.1≈振荡器B 的振荡频率KHz f B 14.7≈。由于低

频振荡器A 的输出接至高频振荡器B 的复位端(4脚)，当U o1输出高电平时，B 振荡器才能振荡，U o1输出低电平时， B 振荡器被复位，停止振荡。

7．用施密特触发器能否寄存１位二值数据，说明理由。

答：不能。施密特触发器与第四章中所讲的各种触发器不同，它没有记忆信号的能力，它是一种常用的整形电路。

8．在图8.13所示施密特触发器中，估算在下列条件下电路的+T U 、-T U 、T U ∆：

１）V CC =12V 、U CO 端通过0.01μF 电容接地； ２）V CC =12V 、U CO 端接5V 电源；

3）如果U CO 端通过0.01μF 电容接地，输入电压u I 的波形如下图所示，试画出输出电压u O 的波形。

t

答：1）+T U =2Vcc/3 = 8 V -T U = Vcc/3 = 4 V T U ∆=+T U --T U = 4 V

2）+T U = U CO = 5 V -T U = U CO /2 = 2.5 V T U ∆=+T U --T U = 2.5 V

3）

t

t

u u OH u OL

9．在图8.13所示施密特触发器中，若U CO 端通过0.01μF 电容接地，V CC =9V ，V DD =5V ，u i 为正弦波，其幅值U Im =9V ，频率f = 1KHz,试对应画出u o1、u o2的波形。 答：

t / ms

U i U o t / ms

10．在图8.13所示的施密特触发器也可作为脉冲鉴幅器。为了从下图的输入信号中将幅度大于5V 的脉冲检出，电源电压V CC 应取几伏？如果规定V CC =10V ，不能任意选择，则电路应

作哪些修改？

t

答：根据题意有2Vcc/3 = 5 V 则电源电压Vcc 应取7.5V 。

如果规定V CC =10V ，不能任意选择，则电路的U CO 端可接5V 电源。

11．在图8.24所示单稳态触发器中，V CC = 9V ，R=27k Ω、C=0.05μF 。

1）试估算输出脉冲u o 的宽度tw ；

2）u i 为负窄脉冲，其脉冲宽度tw 1=0.5ｍｓ、重复周期Ｔ１＝５ ｍｓ、高电平ＵＩＨ＝ ９ｖ、低电平ＵＩＬ＝０ｖ，试对应画出ｕｃ、ｕｏ的波形。

３）当ＵＩＨ＝９ｖ，为了保证电路能可靠地被触发，u i 的下限值即ＵＩＬ的最大值应为多少？

答：1）根据式（8-7）可知：tw ≈1.1RC = 1.485ms 。

2）

t / ms

u I u O u C t / ms

//

3）当ＵＩＨ＝９ｖ，为了保证电路能可靠地被触发，u i 的下限值即ＵＩＬ的最大值应略小于Vcc/3 （3V ）。

12．单稳态触发器的输入、输出波形如下图所示。已知V CC = 5V ，给定的电容C=0.47μF ，试画出用555定时芯片接成的电路，并确定电阻R 的取值为多少？

t

t

U

答：