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1、数 字 电 子 技 术 基 础第四 版课 后 答 案 6精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 第六章脉冲波形的产生和整形 题 6.1 用施密特触发器能否寄存1位二值数据，说明理由。 解 不能，因为施密特触发器不具备记忆功能。题 6.2 在图 P6.2（a）所示的施密特触发器电路中，已知kR101，kR302。G1和 G2为 CMOS 反相器， VDD=15。（1）试计算电路的正向阈值电压、负向阈值电压和回差电压VT。（2）若将图 P6.2（b）给出的电压信号加到P6.2（a）电路的输入端，试画出输出电压的波形。解(1) VVVRRVTHT1021530101121VVVRRVT
2、HT521530101121VVVVTTT5(2)见图 A6.2。题 6.3 图 P6.3是用 MOS 反相器接成的压控施密特触发器电路，试分析它的转换电平T+、VT- 以及回差电压T与控制电压CO的关系。精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3 解 设反相器 G1输入端电压为,I则根据叠加定理得到3123102132132132/RRRRRRRRRRVRRRRRCOII（1）在I升高过程中00。当升至THIV时，TIV，因而得到2132132132/RRRRRVRRRRRVVCOTTH3232121321/RRRRRRRRRRVVVCOTHTCOTHVRRRRRRV3121311
3、（2）在I降低过程中DD0V。当降至THIV时，TIV，于是可得312312132132132/RRRRRVRRRRRVRRRRRVVDDCOTTH323213123121321/RRRRRRRRRRVRRRRRVVVDDCOTHTCOTHVRRRRRRV3121311（3）DDTHTTTVRRVRRVVV21212（与 VCO无关）根据以上分析可知，当Vco 变小时， VT+ 和 VT- 均增大，但回差电压 VT不变。题 6.4在图 P6.4施密特触发器电路中，若G1和 G2为 74LS系列与非门和反相器它们的阈值电压VTH=1.1V，R1=1K，二极管的导通压降 VD=0.7V，试计算电路
4、的正向阈值电压VT+、负向阈值电压VT- 和回差电压 VT。解 （1）01, 0OOI，。)(212DIIVRRRI增加，I也增加，当I = VT+ 时，I=VTH =1.1V，即精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢4 )(212DTTHVVRRRV所以V35. 27.01.1221VVRRRVDTH221T（2）101OOI，I 减小， D 截止，IO =1，当I = VT- = VTH时，01OO，所以VVVTHT1. 1VVVRRVDTHT25.17.01.12121题 6.5 图 P6.5是具有电平偏移二极管的施密特触发器电路，试分析它的工作原理。并画出电压传输特性，G1
5、、G2、G3均为 TTL 电路。解设门的阈值电压为VTH，二极管导通电压为VD，当输入电压为I = 0时，D 导通， G2输入I为“ 0”，0为高电平， G3输出为 1，所以0为低电平；随着I增大，当I VTH（I VTH），G3输出为 0，使0为高电平，此时 G2输入均为 1，所以0变为低电平。若I 继续增大，0不会发生变化。若将I从高电位逐渐减小，则只有使G1输入电压I小于 VTH时，I才会又变为高电平，而此时I RF的条件下， RF / R1RF ，这时可得到其振荡周期近似公式：THOHIKOHTHOHTHFVVVVVVVCRTTTln21题 6.17图 P6.17是用反相器接成的环形振
6、荡器电路。某同学在用示波器观察输出电压 vo的波形时发现，取n=3和 n=5所测得的脉冲频率几乎相等，试分析其原因。解当示波器的输入电容和接线电容所造成的延迟时间远大于每个门电路本身的传输延迟时间时，就会导致这种结果。题 6.18在图 P6.18所示环形振荡器电路中，试说明：（1）R、C、RS各起什么作用？（2）为降低电路的振荡频率可以调节哪能些电路参数？是加大还是减小？（3）R的最大值有无限制？精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢10 解（1）当 RR 1+R S（R 1为 TTL 门电路内部电阻）时振荡频率决定于R、C，RS的作用是限制 G3输入端流过的电流。（2）增大 R、
7、C 数值可使振荡频率降低。（3）根据反相器的输入端负载特性可知，R不能过大。否则由于R和 RS上的压降过大，当vO2为低电平时 vI 3将被抬高到逻辑 1电平。题 6.19在上题所示的环形振荡器电路中，若给定R=200 , RS=100，C=0.01 F ，G1、G2和 G3为 74系列 TTL 门电路（ VOH=3V，VOL0，VTH=1.3V），试计算电路的振荡频率。解根据式（ 6.4.8）得到ssVVVVVVVRCTTHTHOHTHOHTHOH4.43.13 .133.133.16ln1001.02002ln6振荡频率为kHzTf2271题 6.20在图 P6.20电路中，己知 CMOS
8、 集成施密特触发器的电源电压 VDD=15V，VT+ = 9V，VT- = 4V。试问：（1）为了得到占空比为q=50%的输出脉冲， R 1与 R 2的比值应取多少？（2）若给定 R 1=3k，R 2 =8.2k，电路的振荡频率为多少？输出脉冲的占空比是多少？解 （） q=50%，则 t1 / t2 =1，即4349ln611ln1lnln2112RRVVCRVVVVCRTTTDDTDD（）TTTDDTDDVVCRVVVVCRttTlnln1221ms37.049ln1005.0103611ln1005.0102.86363f =1 / T2.7 k Hz， q = t1 / T0.67 精品
9、资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢11 题 6.21 图 P6.21是用 LM566 接成的压控振荡器（原理图见图6.4.21）。给定 Rext=10k，Cext=0.01 F ，VCC=12V，试求输入控制电压vI 在 912V 范围内变化时，输出脉冲v 02频率变化范围有多大？解 由式（ 6.4.22）知，振荡频率为121001.01010)12(2)(263ICCextextICCvVCRvVf当 v1=9V 时，代入上式得到f=5kHz。当 v1=12V 时，f=0。题 6.22上题中若输出矩形脉冲的高、低电平分别为11V 和 5V，试问用什么办法能把它的高、低电平变换成5
10、V 和 0.1V？解 可采用图 A6.22 所示的方法。在图（ a）电路中，电路参数的配合应保证 vI =5V 时三极管 T 截止， vI =11V 时 T 饱和导通。在图（ b）电路中，稳压管的工作电压取略大于5V，并应保证 v1=11V 时 R2上的电压高于 OC 门的阈值电压。题 6.23图 P6.23是用 LM331 接成的温度 /频率变换器。其中 R L是热敏电阻，它的阻值和温度的关系为R L = R 0（1- T）。R 0为 t =25时的阻值，为温度系数，T 为偏离基准温度（ 25）的温度增量。若给定R 0 =100k，=0.05，其它元件参数如图中所标注，试求：（1）t =25
11、时的初始振荡频率。（2）温度每变化 1振荡频率改变多少？精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢12 解（1）根据式（ 6.4.27）可求出 t =25时的振荡频率 f 0。因为 v1= VREF，故得kHzkHzRCRVRfTTREFS1. 1101001001. 0108.609. 29 .1102.809. 2363300（2）由式（ 6.4.27）得出200)1 (09.2)(09.2()(TRCRVRRCRTddfTTREFSTT在温度为 25附件（ T 很小）时，上式可近似为：HzHzfRCRVRTddfTTREFS55101155.009.2)(300即在 25附近温度
12、每升高1频率增加 55Hz。题 6.24在图 6.5.2用 555定时器接成的施密特触发器电路中，试求：（1）当 VCC=12V 而且没有外接控制电压时，VT+、VT- 及VT值。（2）当 VCC=9V，外接控制电压 VCO=5V 时，VT+、VT-、 VT各为多少。解 (1)VVccVVVccVTT431832，VVVVTTT4(2)VVVVVVCOTCOT5.2215，VVVVTTT5.2题 6.25 图 P6.25是用 555定时器组成的开机延时电路。若给定C =25 F ，R =91k，VCC=12V，试计算常闭开关S断开以后经过多长的延迟时间vO才跳变为高电平。精品资料仅供学习与交流
13、，如有侵权请联系网站删除谢谢13 解 延迟时间等于从 S断开瞬间到电阻 R上的电压降至CCTVV31的时间，即sRCVVRCTCCCCD5 .2102510911.13ln3100ln63题 6.26 在使用图 P6.26由 555定时器组成的单稳态触发器电路时对触发脉冲的宽度有无限制？当输入脉冲的低电平持续时间过长时，电路应作何修改？解 对输入触发脉冲宽度有限制，负脉冲宽度应小于单稳态触发器的暂态时间 Tw，当输入低电平时间过长时，可在输入端加一微分电路，将宽脉冲变为尖脉冲如图 A6.26 所示，以I做为单稳态电路触发器脉冲。题 6.27 试用 555 定时器设计一个单稳态触发器，要求输出脉
14、冲宽度在110s的范围内可手动调节，给定555定时器的电源为15V。触发信号来自TTL 电路，高低电平分别为3.4V 和 0.1V。解 电路图如图 P6.26所示，取电容 C的值为 100 F。根据 TW1.1RC，为使 TW=110秒可调，可将 R 分为两部分，一部分为固定电阻 R，一部分为电位器RW。精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢14 kCTRkCTRWW91101001.1101 .1maxmax1.9101001.111.1minmin66所以可取 R=8.2k，RW=100k题 6.28 在图 P6.28用 555定时器组成的多谐振荡器电路中，若R1=R2 =5.
15、1k，C=0.01 F，VCC=12V，试计算电路的振荡频率。解 T=T1+T2=（R1+2R2）C ln2 =（5.1+2 5.1） 103 10-8 0.7=106 s f =1/T=9.43kHz题 6.29 图 P6.29是用 555定时器构成的压控振荡器，试求输入控制电压1和振荡频率之间的关系式。当1升高时频率是升高还是降低？解 由式（ 6.5.2）及式（ 6.5.3）知，振荡周期为TTTCCTCCVVCRVVVVCRRTTTlnln)(22121将I21,TITVV代入上式后得到2ln21ln)(21121CRVVCRRTCCCC振荡频率下降变大升高时当,1T。题 6.30 图 P
16、6.30是一个简易电子琴电路，当琴键S1Sn均未按下时，三极管 T 接近饱和导通，E约为 0V，使 555 定时器组成的振荡器停振，当按下不同琴键时，因 R1Rn 的阻值不等，扬声器发出不同的声音。精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢15 若 RB=20k，R1=10K，RE=2k，三极管的电流放大系数 =150，VCC=12V，振荡器外接电阻、电容参数如图所示，试计算按下琴键S1时扬声器发出声音的频率。解当 S1按下时，可以认为R1中流过电流近似等于RB中流过电流，三极管基极电流 IB可忽略， IR1IRB，因此 R1上电压VVRRRVCCBR4111设 T 为锗管，导通时发射结电压0.2V，则 RE上电压 VRE=VR1VEB4V，则VE = VCC VRE = 8V TTTTVVCRVVccVVccCRRT00lnln)(其中VVVET421，VVVET8msT1.22/88ln101.0108122/812ln101 .010)1010(6463HzTf4761题 6.31图 P6.31是用两个 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后扬
