-第九章作业参考答案

第九章作业 专业 学号 姓名 等级

第九章 脉冲波形的产生与变换

9.1 图题9.1是用两个555定时器接成的延时报警器。当开关S 断开后，经过一定的延迟时间后，扬声器开始发声。如果在延迟时间内开关S 重新闭合，扬声器不会发出声音。在图中给定参数下，试求延迟时间的具体数值和扬声器发出声音的频率。图中G 1是CMOS 反相器，输出的高、低电平分别为V OH =12V ，V OL ≈0V 。

图题9.1

解：1.工作原理：

图题9.1由两级555电路构成，第一级是施密特触发器，第二级是多谐振荡器。施密特触发器的输入由R 1、C 1充放电回路和开关S 控制。

当S 闭合时，V C =0V ，施密特触发器输出高电平。施密特触发器的输出经反相器去控制多谐振荡器的R D 端，当施密特触发器的输出为高电平时，R D =0，多谐振荡器复位，扬声器不会发出声音。

当开关S 断开后，R 1、C 1充放电回路开始充电，V C 随之上升，但在达到CC T 3

2

V V =+之前，

施密特触发器的输出仍为高电平时，R D =0，扬声器仍不会发出声音。这一段时间即为延迟时间。

一旦V C 达到CC T 32

V V =+，施密特触发器触发翻转，输出低电平，R D =1，多谐振荡器工作，扬

声器开始发声报警。

2.求延迟时间：

延迟时间由R 1、C 1充放电回路的充电过程决定：

τ

t

e

v v v v -+∞-+∞=)]()0([)(C C C C

将 V 12)(CC C ==∞V v )0(C +v =0V τ=R 1C 1代入上式，得： )1(1

1CC C C R t e

V v --=

t=t 1时，CC C 3

2

V v =代入上式，整理得延迟时间：

t 1= R 1C 1ln3≈1.1 R 1C 1=1.1×106+10×10-6=11S

扬声器发声频率：MHz 95.01

1≈==

f

9.2图题9.2所示电路是由两个555定时器构成的频率可调而脉宽不变的方波发生器，试说明其工作原理；确定频率变化的范围和输出脉宽；解释二极管D 在电路中的作用。

R R R

图题9.2

解：1.工作原理：

第一级555定时器构成多谐振荡器，第二级构成单稳态触发器，第一级的输出脉冲信号作为第二级电路的输入触发信号，使第二级输出V O 的频率与多谐振荡器输出信号的频率相同，所以调节可变电阻R 1，就可以改变V O 的频率。但V O 的脉宽是由单稳的参数决定的，因单稳的参数不变，所以V O 的脉宽不变。于是，就可以得到频率可调而脉宽不变的脉冲波了。

2. 确定频率变化的范围和输出脉宽：

V O 的频率变化范围为：1321321)2(7.01

~

)2(7.01C R R C R R R +++ 输出脉宽： t po =1.1R 5 C 3 3. 二极管D 在电路中的作用：

二极管D 在电路中起限幅作用，避免过大的电压加于单稳的输入端，以保护定时器的安全。

9..3下图是由555定时器接成的电路。

1．请问是接成的什么电路？__施密特触发器___________。

2．画出其输出波形，并求出回差电压ΔVT＝_____________。

9.5 图题9.6为一通过可变电阻R W 实现占空比调节的多谐振荡器，图中R W =R W1+R W2，试分析电路的工作原理，求振荡频率f 和占空比q 的表达式。

解：1）工作原理：

当多谐振荡器输出端v o 为高电平时，放电三极管截止，V CC 经R 1、R W1、D 向电容C 充电，充电时间常

数为（R 1+ R W1）C 。

当电容电压v C 增大至cc V 3

2

时，多谐振荡器输出端v o

由高电平跳变为低电平，放电三极管由截止转为导通，电容C 经R 2、R W2放电三极管集电极（7脚）放

电，放电时间常数为(R 2+R W2) C

。当电容电压v C 减小至cc V 3

1

时，多谐振荡器输出端

v o 由低电平跳变为高电平，放电三极管由导通转为截止，放电过程结束。

此后，继续重复上述充电过程。

振荡频率 f =C

R R R )(7.01

W 21++

图题9.5

占空比 q =

W

21W1

1R R R R R +++

O

v R R R

9.6由555集成定时器组成的电路如图所示。已知C2＝100μF，按一下按钮SB，指示灯亮11s，试问由555集成定时器和R2、C2组成的是何种触发器（单稳态、双稳态、无稳态），并求电阻R2的值。

C

B

解：1）555集成定时器和R2、C2组成的是单稳态触发器。

2）开关打开时，输出为低电平，灯HL不亮；按钮SB闭合时，输入为低电平，输出为高电平，持续时间为1.1R2C=1.1×R2×100μF=11秒。

R2=100kΩ