数字电子技术 第七章

习题

一、选择题

1.单稳态触发器的主要用途是（C）。

A、整形、延时、鉴幅

B、延时、定时、存储

C、延时、定时、整形

D、整形、鉴幅、定时

2. 自动产生矩形波脉冲信号为（ D ）。

A、施密特触发器

B、单稳态触发器

C、T触发器

D、多谢振荡器

3. 将三角波变换为矩形波，需选用（C ）。

A、单稳态触发器

B、施密特触发器

C、RC微分电路

D、双稳态触发器

4. 为了将正弦信号转换成与之频率相同的脉冲信号，可采用（ D ）。

A、多谢振荡器

B、移位寄存器

C、单稳态触发器

D、施密特触发器

二、计算题

1. 在题图7.1所示电路中，已知CMOS反相器G1和G2的电源电压V DD等于5V，U OH=5V，U OL=0V，V TH=

2.5V。若R1=22kΩ，R2=51kΩ，试求电路的正向阈值电压V T+，负向阈值电压V T－和回差电压ΔV T，并画出电路的电压传输特性。

U

O 12

题图7.1

解：V T+ = (1+R1/R2)*V TH = 3.58V

V T-= (1-R1/R2)*V TH= 1.42V

ΔV T = V T+ - V T+ = 3.58 - 1.42 = 2.16V 电压传输特性

I

（a）（b）

（a）同相传输特性（b）反相传输特性

2. 电路如题图7.2所示，G1、G2均为CMOS系列。试说出该电路是什么电路，并画出其电压传输特性，列出主要参数计算公式。

解：该电路为施密特触发器

TH

2

1

TH

2

2

1

T

)V

R

R

(1

V

R

R

R

V+

=

+

=

+

DD

2

1

TH

2

2

1

T

V

R

R

V

R

R

R

V-

+

=

-

ΔV T ＝V T+-V T －＝ TH

2

1V R R 2

电压传输特性：

I

（a ） （b ） （a ）同相传输特性 （b ）反相传输特性

U I

O

1

2

题图7.2

3. 题图7.3所示是一个由555定时器构成的防盗报警电路，a 、b 两端被一细铜丝接通，此铜丝置于盗窃者必经之路，当盗窃者闯入室内将铜丝碰断后，扬声器即发出报警声。 （1）试问555接成何种电路？

（2）说明本报警电路的工作原理。

C

51k 200k V CC

题图7.3

解：（1）555构成多谐振荡电路

(2)当AB 间的痛死断开，R D 接到高电平上

，U C =0，U TH =U TR =0，U O 为高电平，放电三极管T D 截止。接下来，电容C 被充电，充电回路为V CC →R 1→R 2→C →GND 。随着电容C 充电的进行，U C 的电位逐渐升高，当U C 上升到C C 2

V 3时，

U O 变为低电平，放电三极管T D 导通。

当放电三极管T D 导通后，电容C 开始放电，放电回路为：C →R 2→T D →GND 。随着电容C 放电的进行，U C 的电位逐渐降低，当U C 下降到C C 1

V 3时，U O 变为高电平，放电三极管T D 截止。

放电三极管T D 截止，电容C 又被充电，如此循环往复，便构成了多谐振荡。 输出端不停的高低电平变化，驱动扬声器发出声响。

4. 在题图7.4所示的微分型单稳态触发器电路中，已知R=47k Ω，C=0.1μF ，电源电压V DD =10V ，试求在触发脉冲的作用下输出脉冲的宽度和幅度。

U

U O

题图7.4

解：由公式10.3.2得脉冲宽度

Tw = RCln2 = 47*103*0.1*10-6*0.69s = 3.24ms 输出脉冲幅度

Vm = V OH - V OL = V DD = 10V

5. 用两个集成单稳态触发器74121构成的脉冲变换电路如题图7.5所示，电路参数如图中所示。试计算在输入触发信号U I 作用下U O1和U O2输出脉冲的宽度。

U O2

题图7.5

解：

根据公式10.3.10得

Tw1 = 0.69*0.1*10-6*20*103 = 1.38ms Tw2 = 0.69*0.1*10-6*10*103 = 0.69ms

6. 由5个相同的反相器接成的环形振荡器如题图

7.6所示，测得输出信号的重复频率为10MHz ，试求每个门电路的平均传输延迟时间。假定每个门电路的平均传输延时时间相同。

题图7.6

解：震荡周期T = 2nt pd

故得到 t pd = T/2n = 1/2*5*10*106 = 10ns

7. 在题图7.7所示的电路中，若R 1=R 2=4.7 k Ω，C=0.1μF ，V CC =6V ，试计算该电路的振荡频率。

解：根据公式10.5.5 T = (R 1+2R 2)Cln2 f = 1/T 解出f = 1.03KHz

8. 已知电路如题图7.8所示。

（1）该电路为单稳态触发器还是多谐振荡器？

（2）当R =1k 、C =20uF 时，请计算电路的相关参数（对单稳态触发器而言计算脉宽，对多谐振荡器而言计算周期）。

O

4.7k 4.7k 0.1

U O

题图7.7 题图7.8

解：该电路为单稳态触发器

Tw = RCln3 = 1.1RC = 1.1*1*103*20*10-6 = 22ms

9. 试用555定时器设计一个多谐振荡器，要求振荡周期为1秒，输出脉冲脉冲幅度大于3V 而小于5V ，输出脉冲占空比为1/2。

解：如图

C R O

4.7k 4.7k 0.1

q = (R 1+R 2) / (R 1+2R 2) = 0.5 T = (R 1+2R 2)Cln2 = 1

取C = 10uF 代入解出 R 1 = 0 K ,R 2 = 72.4 K

10. 试用555定时器设计一个单稳态触发器，要求输出脉冲宽度在1~5秒范围内可手动调节。假设555定时器的电源电压为15V 。