数字电路与数字电子技术 课后答案第八章

电路处于G1门开,G2门关的状态.
(2)工作期
当v1由3.6V下跳到0.3V时图P8.A1(a)
电路产生正反馈积累过程,电路变化为G1关,G2开的暂稳态,这时各点波形变化如下:
va(0+)=1.4-3.3=-1.9V
vb(∞)=1.4V
τ=R1C1<<v1的脉宽
vb=3.6V
vd(0+)=0.3V+3.3V=3.6V
故延迟时间为
vc(0+) = 0
vc(∞) = vcc= 12Vtd= RCln =10ln =11S
τ= RC = 10S
vc(td) = VCC= 8V
振荡器的振荡频率，亦即喇叭发出声音的频率
f = = = 9.5KHZ
解:
(1)当VCC=12V时,没有外接控制电压
VT+= VCC= 8V, VT-= VCC= 4VΔVT= 8V-4V = 4V
(2)当VCC= 9V，控制电压VCO= 5V时
VT+= 5V，VT-= VCO= 2.5VΔVT= 5V-2.5V = 2.5V
10.在图8.2.14 (a)所示电路中，若R1= R2= 5.1KΩ，C = 0.01μf,VCC= 12V，试计算电路的振荡频率。
vd(∞)=0.3V
τ=(R1//R)C=RC
图P8.A1(c)
tre= (3～5)τ
vb=0.3V,ve=3.6V,vO=0.3V
当v1由0.3V上跳到3.6V时,在va产生一上跳脉冲,对电路工作无影响
va(0+)=1.4+3.3=4.7V
va(∞)=1.4V
τ=R1C1
2.图P8.2所示为TTL与非门构成的积分型单稳态电路,若输入v1为宽度为20μS的正脉冲,画出a,b,c,d,v0的波形.为使积分型单稳态电路能正常工作,对输入脉冲有什么要求?
13.图P8.6是用555定时器接成的延迟报警器.当开关S断开后，经过一定的延迟时间td后喇叭开始发出声音，如果在延迟时间内将S重新闭合，喇叭不会发出声音，在图中给定的参数下，试求延迟时间td以及喇叭发出的声音的频率。
图P8.6
解:
图P8.6中555(1)接成了施密特触发器，555(2)接成了多谐振荡器.当开关S断开后电容C充电,充至VT+= VCC时,反相器G1输出高电平，多谐振荡器开始振荡。
T=2.3RCf = =
从上式可见为降低电路的振荡频率可加大R或者加大C
(3)f = = =217KHZ
9.用555定时器接成的施密特触发器电路如图8.2.10(a)所示，试问:
(1)当VCC= 12V,而且没有外接控制电压时，VT+,VT-及ΔVT各为多少伏?
(2)当VCC= 9V，控制电压VCO=5V时，VT+,VT-及ΔVT各为多少伏?
C= = =2.14μf
5.设某零件加工过程中需要加热处理，先在50oC的炉温下预热3秒钟，停2秒后再送100oC的炉温下加热10秒钟，加热完毕后要求报警。试用单稳态触发器CT74121实现以上控制。
解:
取四片单稳,逐级串接,然后用它们输出端产生的脉冲去控制各道工序的执行机构,各工序的时间通过RC调节,这样,只要在适当时刻加入启动脉冲,系统就能自动按设计要求工作,它们时序关系如图所示.
vd(∞)=0V
τ=RC=1μS
图P8.A1 ( b )
一旦vd≤vTH=1.4V时，电路产生反向正反馈积累过程，又回到G1开，G2关的稳态
vd(tw) = 1.4V
tw= RC = 0.9RC = 0.9μS
ve= 0.3V，v0= 3.6V
(3)恢复期
G1开,G2关
vd(0+)=1.4-3.3= -1.9V
解:
555定时器组成的多谐振荡器的频率为
f = = = 9.3KHZ
11.试用555定时器设计一个多谐振荡器，要求输出脉冲的振荡频率为20KHZ,占空比等于75%.
解:
由555定时器组成的多谐振荡器，在电容充电时，暂稳态持续时间为
tw1= 0.7(R1+R2)C
在电容C放电时,暂稳态持续时间为
tw2= 0.7R2C
电路图如下：
图P8.A5 ( b )
6.电路图P8.4所示,已知石英晶体的振荡频率为1MHZ,试画出v0和Q3的波形关系,并计数它们的频率.
图P8.4
解:
晶体稳频的多谐振荡器的振
荡频率取决于晶体谐振频率即为
1 106HZ，其周期为1μS，所以
输出v0= CP0的周期为1μS.
CT74LS90接成为8421BCD
( a )
解:
(1)tw1=1.1R1C1tw2=1.1R2C2
(2)从v03的波形可看出其正脉冲宽度为1.1R2C2，所以应调整R2,C2
4.利用集成单稳态触发器CT74121，要得到输出脉冲宽度等于3mS的脉冲，外接电容C应为多少?[假定内部电阻Rint (2KΩ)为微分电阻].
解:
由于tw= 0.7RC Rint = 2KΩ
8.在图8.1.20(a)所示的环形振荡器电路中,试说明:
(1) R.C.RS各起什么作用?
(2)为降低电路的振荡器频率可以调哪些参数?是加大还是减小?
(3)若R=200Ω，C = 0.01μF，求电路振荡频率为多少?
解:
(1)R,C为定时元件,RS为隔离电阻.
(2)带有RC定时元件的环形振荡器的周期.
的9进制计数器Q3的周期为
8μS，频率为
1/8 = 0.125 106HZ =125HZ
7.在使用555定时器组成的单稳态触发器(图8.2.12)时，对输入脉冲的宽度有无限制？当输入脉冲的低电平持续过长时，电路应作何修改?
解:
输入脉冲低电平宽度不能太宽,否则电路回翻转不回原来的稳态,改进方法应在输入端加一微分电路,使负脉冲宽度变窄.
所以T = tw1+tw2= 0.7
占空比q = = = 0.75 f = = =20KHZ
电容C取为0.01MF,则求出R1= 2R2, R2=1.8KΩ, R1=3.6KΩ
12.图P8.5为电子门铃电路，根据555定时器的功能分析它的工作原理（图中S为门铃按钮).
图P8.5
解:555定时器构成了多谐振荡器，当按钮S不合上时，清零端4上的电压为0，所以不可能发生振荡，当门铃按钮S合上后VCC通过R3对C2充电使清零端4上的电压为VCC，多谐振荡器开始振荡，推动喇叭发生,当按钮打开时，C2通过R4放电，使清零端上电压仍为0，门铃不响。
第八章脉冲电路
1．图P8.1为TTL与非门构成的微分型单稳态电路,试画出在输入信号v1作用下,a,b,d,e,v0各点波形,求出输出v0的脉冲宽度.
.
图P8.1
解:
(1)静止期
R1=5.1KΩ>Ron
∴va=1.4V
R=100Ω<Roff,vd=0.3V;
∴ve=3.6V
vb=0.3V,V0=0.3V
图P8.A2
解:
当 v1=0.3V时, G1,G2门关
va=3.6Vபைடு நூலகம் vd=3.6V
vb=3.6V, vo=0.3V
当v1由0.3V上跳到3.6V时,
va由3.6V下跳到0.3V,电容C放电
vb(0+)=3.6V
vb(∞)=0.3V
τ=RC=0.26μs
(3～5)τ后达到稳态.
图P8.A2 ( a )图P8.A2 ( b )
G2的输入v1和vb,当它们之值均大于3.6V时，G2门打开，vd=0,当vb≤1.4V后，G2门关
vb(0+)=3.6V
vb(∞)=0.3V
τ=RC=0.26μS
vb(tw)=1.4V
∴tw=RC =1.1RC=0.29μS
当v1由3.6V下跳到0.3V时,va由0.3V上跳到3.6V图P8.A2 ( c )
vb(0+)=0.3V
vb(∞)=3.6Vtw=(3～5)RC
τ=RC
3.由两级积分型单稳所组成的电路如图P8.3 (a)所示，输入信号为图P8.3 (b )，假论输入信号中所有正向脉冲足够宽，两级单稳均能正常工作，问:
(1)与v1对应的v01，v02，v03波形如何，请画出：
(1)要改变输出v03的正脉冲的宽度，应调整电路中哪些参数。