第7章 脉冲波形产生与变换-习题答案090515
第7章习题
7.4 门电路构成的施密特触发器如图7.4(a)所示，若V DD = 10 V，R1 = 3 k?，R2 = 6 k?，计算电路
的V T+、V T?和ΔV值。
解：
1
2105V
2
th DD
V V
==×=
1
2
3
1157.5 V
6
T th
R
V V
R
+
????
=+=+×=
????
??
??
1
2
3
115 2.5 V
6
T th
R
V V
R
?
????
=?=?×=
????
??
??
7.5 2.5 5 V
T T
V V V
+?
Δ=?=?=
7.7 用555定时器组成的单稳态触发器对输入信号V i的负脉冲宽度有何要求？为什么？若V i的负
脉冲宽度过大，应采取什么措施？
解：用555定时器组成的单稳态触发器要求输入信号V i的负脉冲宽度小于暂稳态时间T W,否则，暂稳态将不能正常的回到稳态.若V i的负脉冲宽度过大，应在V i和555的TR端之间加一级微分电路。
7.8 题图7.8是555定时器构成的单稳态触发器及输入V i的波形，已知：V cc = 10 V，R = 33 k?，
C = 0.1 μF，求：
（1）输出电压V o的脉冲宽度T w；
（2）对应V i画出V c、V o的波形，并标明波形幅度。
题图7.8
解：(1) T W = 1.1RC
=1.1×33×103×0.1×10-6
=3.63 ms
(2) 波形如图
7.12 利用74121设计脉冲电路，要求输入、输出波形的对应关系如题图7.12所示，画出所设计的
电路，计算器件参数。设C1 = 5000 pF，C2 = 2000 pF。
题图7.12
解：画出Q1,Q2波形如解题图7.12（a）。
器件值计算如下：
T W1 =50 μs =0.7R1C1, 取C1=5000 pF,
6
3
19
5010
14.2810
0.7500010
R
?
?
×
==×
××
Ω
T W2 =3 μs =0.7R2C2, 取C2 =2000 pF,
6
3
29
310
2.1410
0.7200010
R
?
?
×
==×
××
Ω
所设计的电路图如解题图7.12（b）。
（a）（b）
解题图7.12
7.13 电路及输入波形V i如题图7.13所示，对应V i画出Q1、Q2波形，并计算T w。
题图7.13
解: Q1,Q2的波形幅度: 高电平3.6 V, 低电平0.1 V
Q1负脉冲宽度< 5 ms, 周期T1=70 ms
Q2正脉冲宽度T W = 44 ms ,周期T2 = 70 ms
波形如解题图7.13
解题图7.13
7.17 简述题图7.17所示电路的工作原理。若要求扬声器TH在开关K瞬间按下后以f = 0.2 kHz
的频率响3 s，试计算图中R1、R2的值。
题图7.17
解: 555(I)是单稳态触发器, 555(II)是多谐振荡器.
Q1=1时, (II)片R D（4脚）为高电平, (II)振荡, TN响;
Q1=0时, (II)片停振, TN不响.
开关K断开时, （I）片2脚为高电平V cc, K按下后, 2脚由V cc→0, 即由1→0. 此下降沿触发(I)片, Q1由0→1, (II)片起振, TN发声, 经过时间T W =1.1R1C1=10 s后, Q1由1→0, (II)片停振.
(I): T W =1.1R1C1，
3=1.1R1×20×10-6R1=136 k?
(II): f = 0.2 kHz ，T= 1/f = 1/0.2 kHz = 0.005 s
T=0.7(R2+2R3)C; 0.005=0.7(R2+2×2.5×103) ×0.22×10-6 ; R2= 27.5 k?
脉冲波形的产生和整形习题解答
自我检测题 1．集成单稳触发器，分为可重触发及不可重触发两类，其中可重触发指的是在 暂稳态期间，能够接收新的触发信号，重新开始暂稳态过程。 2．如图T6.2所示是用CMOS 或非门组成的单稳态触发器电路， v I 为输入触发脉冲。指出稳态时a 、b 、d 、 e 各点的电平高低；为加大输出脉冲宽度所采取的下列措施哪些是对的，哪些是错的。如果是对的，在（ ）内打√，如果是错的，在（ ）内打×。 （1）加大R d （ ）； （2）减小R （ ）； （3）加大C （ ）； （4）提高V DD （ ）； （5）增加输入触发脉冲的宽度（ ）。 v I v O V 图 P6.2 解：（1）×（2）×（3）√（4）×（5）× 3．四个电路输入v I 、输出v O 的波形如图T6.3所示，试写出分别实现下列功能的最简电路类型（不必画出电路）。 （a ）二进制计数器；（b ）施密特触发器； （c ）单稳态触发器；（d ）六进制计数器。 t t v I v t t （a ） v v （b ） t t v I v （c ）v I v （d ）
图 T6.3 4．单稳态触发器的主要用途是。 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 5．为了将正弦信号转换成与之频率相同的脉冲信号，可采用。 A ．多谐振荡器 B ．移位寄存器 C ．单稳态触发器 D ．施密特触发器 6．将三角波变换为矩形波，需选用。 A ．单稳态触发器 B ．施密特触发器 C ．多谐振荡器 D ．双稳态触发器 7．滞后性是的基本特性。 A ．多谐振荡器 B ．施密特触发器 C ．T 触发器 D ．单稳态触发器 8．自动产生矩形波脉冲信号为。 A ．施密特触发器 B ．单稳态触发器 C ．T 触发器 D ．多谐振荡器 9．由CMOS 门电路构成的单稳态电路的暂稳态时间t w 为 。 A . 0.7RC B . RC C . 1.1RC D . 2RC 10．已知某电路的输入输出波形如图T6.10所示，则该电路可能为。 A ．多谐振荡器 B ．双稳态触发器 C ．单稳态触发器 D ．施密特触发器 1 v I v o V DD R C G 1 G 2C d R d 图T6.10 11．由555定时器构成的单稳态触发器，其输出脉冲宽度取决于。 A ．电源电压 B ．触发信号幅度 C ．触发信号宽度 D ．外接R 、C 的数值 12．由555定时器构成的电路如图T6.12所示，该电路的名称是。 A ．单稳态触发器 B ．施密特触发器 C ．多谐振荡器D ．SR 触发器 R C v v O 图 T6.12 习题
脉冲波形的产生与变换
脉冲波形的产生与变换 脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。脉冲信号的获得经常采用两种方法：一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器；二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。 9.1 多谐振荡器 自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。 9.1.1门电路组成的多谐振荡器 多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。 (1)由TTL门电路组成的多谐振荡器 由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式：一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器；二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。 ①简单环形多谐振荡器 uo
(a) (b) 图9－1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。图9－1（ａ）为由三个非门构成的多谐振荡器。若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。图9－1（ｂ）为各点波形图。 简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。 ② RC环形多谐振荡器 如图9－2所示,RC环形多谐振荡器由3个非门（G1、G2、G3）、两个电阻（R、RS）和一个电容C组成。电阻RS是非门G3的限流保护电阻,一般为100Ω左右；R、C为定时器件,R 的值要小于非门的关门电阻,一般在700Ω以下,否则,电路无法正常工作。此时,由于RC的值较大,从u2到u4的传输时间大大增加, 基本上由RC的参数决定,门延迟时间tpd可以忽略不计。 图9－2 RC环形多谐振荡器 ａ.工作原理 设电源刚接通时,电路输出端uo为高电平,由于此时电容器C尚未充电,其两端电压为零,则u2、u4为低电平。电路处于第1暂稳态。随着u3高电平通过电阻R对电容C充电,u4电
第八章 脉冲波形的产生和变换试题及答案
第八章脉冲波形的产生和变换 一、填空题 1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种：一种是________________；另一种是________________________。 2.（10-1易）占空比是_________与_______的比值。 3．（10-4中）555定时器的最后数码为555的是（,）产品，为7555的是（,）产品。 4．（10-3中）施密特触发器具有现象；单稳触发器只有个稳定状态。 5．（易，中）常见的脉冲产生电路有，常见的脉冲整形电路有、。 6．（中）为了实现高的频率稳定度，常采用振荡器；单稳态触发器受到外触发时进入。 7.（10-3易）在数字系统中，单稳态触发器一般用于______、 ______、______等。 8.（10-3中）施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外，还可以作为________、_________。 9.（10-2易）多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态，故又称为________。 10.（10-2中）由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点: 首先，电路中含有________，如门电路、电压比较器、BJT 等。这些器件主要用来产生________；其次，具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有，利用RC电路的充、放电特性可实现_______，以获得所需要的振荡频率。在许多实用电路中，反馈网络兼有_____作用。 11.（10-3易）单稳态触发器的工作原理是：没有触发信号时，电路处于一种_______。外加触发信号，电路由_____翻转到_____。电容充电时，电路由______自动返回至______。 二、选择题 1．（10-2中）下面是脉冲整形电路的是（）。 A.多谐振荡器触发器 C.施密特触发器触发器 2．（10-2中）多谐振荡器可产生（）。
脉冲波形的产生和整形
脉冲波形的产生和整形 【本章主要内容】本章主要介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路。在脉冲整形电路中，介绍两类最常用两类整形电路─施密特触发器和单稳态触发器；在脉冲振荡电路中，介绍多谐振荡电路。上述电路可以采用门电路构成，也可以采用555集成定时器构成。重点讨论555集成定时器的工作原理及其应用。 【本章学时分配】本章共分2讲，每讲2学时。 第二十八讲用门电路组成的脉冲波形产生与整形电路 一、主要内容 1、基础知识 脉冲在数字电路中应用极为普遍，它的获取和分析是数字电路的一个组成部分。 1）矩形脉冲的获取方法 a.利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲； b.通过各种整形电路把已有的周性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。 2）矩形脉冲的主要参数 为了定量描述矩形脉冲的特性，通常为了定量描述矩形脉冲的特性，通常给出P308图9.1中所标注的几个主要参数。这些参数是： 脉冲周期T—周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。有时也使用频率f=1/T表示单位时间内脉冲重复的次数。 V m—脉冲电压的最大变化幅度。 脉冲幅度 V m起，到脉冲后沿到达0.5V m为止的一段时间。 脉冲宽度t w—从脉冲前沿到达0.5 t r——脉冲上升沿从0.1V m升到0.9V m所需要的时间。 上升时间 t f——脉冲下降沿从0.9V m下降到0.1V m所需要的时间。 下降时间 t w／T。 占空比q——脉冲宽度与脉冲周期的比值，亦即q＝ 2、用门电路组成的施密特触发器 1）施密特触发器的工作特点 a.输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。电路有不同的阈值电压，即具有滞后的电压传输特性。 b.在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。 利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。 2）滞后的电压传输特性 滞后的电压传输特性，即输入电压上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入电压的下降过程中对应的输入转换电平不同（阈值电平不同），这是施密特触发器固有的特性。 上升时的阈值电压V T+称为正向阈值电压，下降时的阈值电压V T—称为负向阈值电压，它 们之间的差值称为回差电压△V T。 3）用门电路组成的施密特触发器的工作原理 将两级反相器串接起来，同时通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端，就构成了P309图9.2（a）所示的施密特触发器电路。 a.分析v I从0逐渐升高并达到v’I=V T+引发的正反馈过程；
第7章 脉冲波形产生与变换-习题答案090515
第7章习题 7.4 门电路构成的施密特触发器如图7.4(a)所示，若V DD = 10 V，R1 = 3 k?，R2 = 6 k?，计算电路 的V T+、V T?和ΔV值。 解： 1 2105V 2 th DD V V ==×= 1 2 3 1157.5 V 6 T th R V V R + ???? =+=+×= ???? ?? ?? 1 2 3 115 2.5 V 6 T th R V V R ? ???? =?=?×= ???? ?? ?? 7.5 2.5 5 V T T V V V +? Δ=?=?= 7.7 用555定时器组成的单稳态触发器对输入信号V i的负脉冲宽度有何要求？为什么？若V i的负 脉冲宽度过大，应采取什么措施？ 解：用555定时器组成的单稳态触发器要求输入信号V i的负脉冲宽度小于暂稳态时间T W,否则，暂稳态将不能正常的回到稳态.若V i的负脉冲宽度过大，应在V i和555的TR端之间加一级微分电路。 7.8 题图7.8是555定时器构成的单稳态触发器及输入V i的波形，已知：V cc = 10 V，R = 33 k?， C = 0.1 μF，求： （1）输出电压V o的脉冲宽度T w； （2）对应V i画出V c、V o的波形，并标明波形幅度。 题图7.8 解：(1) T W = 1.1RC =1.1×33×103×0.1×10-6 =3.63 ms (2) 波形如图
7.12 利用74121设计脉冲电路，要求输入、输出波形的对应关系如题图7.12所示，画出所设计的 电路，计算器件参数。设C1 = 5000 pF，C2 = 2000 pF。 题图7.12 解：画出Q1,Q2波形如解题图7.12（a）。 器件值计算如下： T W1 =50 μs =0.7R1C1, 取C1=5000 pF, 6 3 19 5010 14.2810 0.7500010 R ? ? × ==× ×× Ω T W2 =3 μs =0.7R2C2, 取C2 =2000 pF, 6 3 29 310 2.1410 0.7200010 R ? ? × ==× ×× Ω 所设计的电路图如解题图7.12（b）。 （a）（b） 解题图7.12 7.13 电路及输入波形V i如题图7.13所示，对应V i画出Q1、Q2波形，并计算T w。
第10章 脉冲波形的产生与变换.
第10章脉冲波形的产生与变换 教学重点 1. 了解脉冲波形的主要参数及常见脉冲波形。 2. 了解非门组成的多谐振荡器的电路形式和工作原理。 3. 了解石英晶体多谐振荡器电路的构成。 4. 掌握单稳态触发器的工作特点。 5. 掌握施密特触发器的工作特点。 6. 会测试集成施密特触发器的主要参数。 7. 了解555时基电路的电路框图和引脚功能，掌握555时基电路的逻辑功能。 8. 掌握555时基电路构成的多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器的电路构成，理解其工作原理。教学难点 1. 用集成门电路搭接多谐振荡器。 2. 集成单稳态触发器的功能及其应用。 3. 集成施密特触发器的功能及其应用。 4. 555时基电路的典型应用；学时分配 10.1 常见的脉冲产生电路 10.1.1 脉冲的基本概念 1．脉冲的概念
脉冲是指一种瞬间突变、持续时间极短的电压或电流信号。它可以是周期性变化的，也可以是非周期性的或单次变化的。常见的几种脉冲波形，如图所示。 2. 矩形脉冲波的参数（1）理想矩形波 脉冲幅值V m 、脉冲重复周期T 和脉冲宽度t w （2）实际的矩形波 脉冲幅值V m ；脉冲上升时间t r ； 脉冲下降时间t f ；脉冲宽度t w ；脉冲周期T ；其倒数为脉冲的频率f ，f =占空比D ， D = t w T 1T 。 ，占空比为50%的矩形波即为方波。 10.1.2 多谐振荡器 不需要外加触发信号，便能产生一定频率和一定宽度的矩形波脉冲。
1．集成门电路组成的多谐振荡器 两个非门接成RC 耦合正反馈电路，使之产生振荡。R C 的另一个重要作用是组成定时电路，决定多谐振荡器的振荡频率和脉冲宽度。 振荡周期的估算：T ≈1.4RC 在实际应用中，常通过调换电容C 的容量来粗调振荡周期，通过改变电阻R 的值来细调振荡周期，使电路的振荡频率达到要求。
脉冲波形的变换与产生 数字电路知识点汇总
第八章 脉冲波形的变换与产生 555定时器及其应用 1.电路结构及工作原理 555定时器内部由分压器、 电压比较器、RS 锁存器（触发器）和 集电极开路的三极管T 等三部分组成， 其内部结构及示意图如图22a)、22b) 所示。 在图22b ）中，555定时器是 8引脚芯卡，放电三极管为外接电 路提供放电通路，在使用定时 器时，该三极管集电极 （第7脚）一般要接上拉电阻， 1C 为反相比较器，2C 为同相 比较器，比较器的基准电压由 电源电压CC V 及内部电阻分压 比决定，在控制CO V （第5脚） 3 V cc 触发输入VI2 阀值输入VI1 控制电压VCO 12345 6 7 8 GND 触发 输出 复位 控制电压 阀值放电V cc 555 图22b) 引脚图
悬空时，CC R V V 321=、CC R V V 31 2=; 如果第5脚外接控制电压， 则=1R V CO V 、2 1 2= R V CO V ，d R 端（第4脚）是复位端，只要d R 端加上低电平，输出端（第3脚）立即被置成低电平，不受其它输入状态的影响，因此正常工作时必须使d R 端接高电平。 由图22a)，1G 和2G 组成的RS 触发器具有复位控制功能，可控制三极管T 的导通和截止。 由图22a)可知， 当1i V >1R V （即1i V >CC V 32 ）时，比较器1C 输出0=R V 当2i V >2R V （即>2i V CC V 31 ）时，比较器2C 输出1=S V RS 触发器Q ＝0 3G 输出为高电平，三极管T 导通，输出为低电平（0=o V ） 当1i V <1R V （即1i V