第8章习题答案1

1思考题：题8.1.1集成555电路在CO端不使用时，比较器Cl的基准电压为，C2的基准电压为。（A）2UDD/3（B）UDD/3（C）UDD（D）UDD/2答：A、B题8.1.2集成7555电路在控制电压端CO处加控制电压UCO，则C1和C2的基准电压将分别变为UCO和UCO/2。（A）2UCO/3（B）UCO/3（C）UCO（D）UCO/2答：C、D题8.1.3为使集成555电路输出OUT为低电平，应满足条件。（A）R为低电平（B）TRUDD/3（C）TH2UDD/3（D）TH2UDD/3答：A、D题8.1.4集成555电路在输出OUT前端设置了缓冲器G2的主要原因是。（A）提高高电平（B）减低低电平（C）提高驱动负载能力（D）放电端（D）电平和输出端（OUT）保持一致答：C、D题8.2.1施密特触发器属于型电路。（A）电平触发（B）边沿触发（C）脉冲触发（D）锁存器答：A题8.2.2施密特触发器的thU称为正向阈值电压，thU称为负向阈值电压，且thU＞thU，二者的差值称回差为。（A）thU+thU（B）thU-thU（C）thU（D）thU答：B题8.2.3用运算放大器组成的施密特触发器利用了特性。（A）正反馈（B）线性（C）负反馈（D）输出正饱和值与负饱和值答：A、D题8.2.4施密特触发器主要作用是、、等。（A）信号整形（B）波形变换（C）提高驱动负载能力（D）幅度鉴别答：A、B、D题8.2.5施密特触发器用于整形时，输入信号的幅度应。（A）大于thU（B）等于thU（C）等于thU（D）小于thU2答：A题8.2.6可将变化缓慢的输入信号变换为矩形脉冲信号。（A）单稳态电路（B）施密特触发器（C）触发器（D）锁存器答：B题8.3.1单稳态电路从稳态翻转到暂稳态取决于，从暂稳态翻转到稳态取决于。（A）脉冲宽度（B）R和C（C）阈值电压（D）输入脉冲信号答：D、B题8.3.2单稳态电路可应用于以下哪种情况。（A）加法器（B）定时电路（C）振荡器（D）移位寄存器答：B题8.3.3将一冲宽度为5ms方波信号变换为相同周期的脉冲宽度为7ms矩形脉冲，可采用。（A）施密特触发器（B）单稳态触发器（C）五进制计数器（D）移位寄存器答：B题8.3.4触发脉冲信号作用于可重复触发单稳态电路时，且暂稳态的时间大于触发脉冲信号的周期，则单稳态电路的输出则是一信号。（A）倍周期（B）正弦（C）高电平（D）低电平答：C、D题8.3.5可将脉冲高电平宽度不等的脉冲信号变换成脉冲高电平宽度相等脉冲信号。（A）施密特触发器（B）多谐振荡器（C）单稳态电路（D）锁存器答：C题8.3.6是单稳态电路输出脉冲宽度。（A）暂稳态时间的0.7倍（B）稳态时间（C）稳态时间的0.7倍（D）暂稳态时间答：D题8.4.1单稳态触发器和多谐振荡器中的暂稳态时间与成正比。（A）脉冲宽度（B）R和C（C）阈值电压（D）输入脉冲信号答：B题8.4.2用石英晶体多谐振荡器代替对称多谐振荡器中的一个电容，另一个电容之值应。（A）加大（B）减小（C）不变（D）也换成石英晶体谐振器答：A3题8.4.3多谐振荡器的电路结构可归纳为和两部分。（A）正反馈的延时环节（B）单稳态触发器（C）施密特触发器（D）开关器件答：A、D题8.4.4n（大于1的奇数）个反相器首尾相连构成环型多谐振荡器，其振荡周期为。（A）2ntpd（B）6tpd（C）2tpd（D）3ntpd答：A题8.4.5欲获得频率稳定度高的脉冲信号，应采用。（A）单稳态电路（B）集成555（C）对称多谐振荡器（D）石英晶体振荡器答：D题8.4.6欲使集成555电路组成的振荡器停止振荡，应按处理。（A）复位端接高电平（B）复位端接低电平（C）CO接高电平（D）CO悬空答：B习题与自检题习题8.1如题图8.1所示单稳态触发器，稳态时uo=0.3V。试回答如下问题：1.稳态时T处于什么状态？如何设计电路参数，以保证这一状态？2.定性画出在触发信号作用下，A、B两点与输出电压uo的波形。3.计算暂稳态期间的时间常数τ。解：1.由于稳态uo=0.3V，因此T处于饱和状态。为了保证稳态时晶体管的饱和状态，电路参数应满足CR≤BR，其中，是晶体管电流放大倍数。2.在触发信号作用下，A、B两点与输出电压uo的波形如题图8.1答图所示。3.计算暂稳态维持时间tWB点初始电压uB（0+）=0.7-（UOH-UOL）B点终止电压uB（∞）=UCCABTRBRcuOuI≥1UCCC题图8.1习题8.1图AB题图8.1答图ABuIUOHUOLuO4时间常数τ=RBC可得B点电压瞬时值uB（t）=uB（∞）+[uB（0+）-uB（∞）]te≈UCC-（UCC+UOH）te设uB（t）达到0V时，暂稳态结束0=UCC-（UCC+UOH）tetW=τlnCCOHCCUUU=CCOHCCBlnUUUCR习题8.2分析题图8.3所示电路的工作原理，设门电路均为TTL电路，阈值电压为Uth，二极管导通电压UD。说明电路的功能，画出电路的电压传输特性。解：当输入电压ui=0时，二极管D导通，门3输出高电平，门2输出低电平，Q=1。假设ui开始上升，如果ui小于Uth，门电路的输出状态不会改变，Q维持不变，Q=1。ui逐渐升高，当ui大于等于Uth时，门1输出低电平，使门2输出高电平，门3输出翻转到低电平，Q=UOL。如果ui继续升高，门电路的输出状态不会改变，Q=UOL。当ui逐渐降低，当ui小于等于Uth时，输出仍然维持不变。如果ui继续降低，当ui小于等于Uth-UD时，门1输出高电平，使门2输出低电平，门3输出翻转到高电平，Q=UOH。回差是UD。电压传输特性如题图8.3答图所示。习题8.3题图8.5是由两个CMOS非门组成的单稳态电路。已知R1=100kΩ，R2=200kΩ，UDD=6V，ui为0～6V的三角波。试分析其工作原理并画出ui、u1、u2和uo的波形。解：当输入电压ui=0时，u1=0，经反相器u2=UOH=UDD，则uO=UOL=0。当输入电压ui逐渐升高，当u1大于等于Uth时，反相器的输出电压发生改变，u2由高电R题图8.3习题8.2图1uiDG1SQ&Q&G2G3题图8.3答图uiQOUth–UDUthUOLUOHR2R1u1u2uiuo11题图8.5习题8.3图题图8.5答图ui4.5VuO1.5VR1R25平UDD跳变为低电平，经反相器后，uO由低电平跳变为高电平UDD。求输出发生跳变时，对应的输入电压thU。由电路已知th221thURRRU，设DDth21UU，代入已知参数，求得V5.4thU。使门2输出高电平，门3输出翻转到低电平，Q=UOL。如果ui继续升高，输出维持高电平不变。当ui逐渐降低，当ui使u1等于Uth时，反相器的输出电压发生改变，u2由低电平跳变到高电平UDD，uO经反相器后由高电平跳变为低电平。由电路已知)(DDth221DDthUURRRUU，设DDth21UU，代入已知参数，求得V5.1thU。如果ui继续降低，当uO维持低电平不变。该电路是同相输出的施密特触发器。各点电压波形图如题图8.5答图所示。习题8.4如题图8.7电路中，R=1kΩ，C=2μF，TTL门中多发射极管构成的与门电阻R1=3kΩ。试问：1.输入端A有何作用？2.电路输出脉冲的周期是多少？3.电路的频率稳定性如何？怎样提高其频率稳定度？解：1.A信号为低电平时，与门电路输出始终为高电平，因此F信号不变，电路不产生输出脉冲。只有当A信号为高电平时，电路才会产生脉冲信号，A信号是产生脉冲的控制信号。2.电路输出的脉冲周期T≈1.4RC，代入已知参数，R=1KΩ,C=2μF，求得T≈2.8ms。3.该电路的频率主要取决于门电路的输入电压在充放电过程中达到电平转换所需要的时间，所以电路的频率稳定性不高。提高频率稳定度的最佳途径是在振荡电路中接入石英晶体，构成石英晶体振荡器。习题8.5两电路分别如题图8.9（a）和（b）所示，这两个电路均由与非门构成首尾相连形成闭环电路。请回答下列问题：1.题图8.9（a）和（b）两个电路哪个是稳定的?它有几个稳定状态？这是什么电路？2.题图8.9（a）和（b）两个电路哪个是不稳定的?振荡产生什么形状波形?RR题图8.7习题8.4图&1FCCAR题图8.9习题8.5图(b)&&&111(a)&&116解：1.题图8.9（a）是稳定的，它有2个稳定状态，这是RS锁存器电路。2.题图8.9（b）是不稳定的，环型振荡器产生方波。习题8.6由多谐振荡器、D触发器和反相积分器组成的电路如题图8.10所示。试分析其工作原理并定性画出u1、u2和uo的波形。解：电路分为三个组成部分：多谐振荡器输出u1：产生矩形脉冲信号。D触发器输出输出Q：二进制计数器。反相积分器输出uo：三角波发生器。依据上述分析，定性画出u1、u2和uo的波形，如题图8.10答图。习题8.7由555电路构成的多谐振荡器如题图8.12所示，试分析其工作原理并画出工作波形。解：在接通电源的瞬间，电容起始电压为零，因此引脚2和6的电位uc=0V，输出电压uO为高电平，引脚7截止，电源Ucc经R1、R2对C充电，充电时间常数充=（R1+R2）·C，uc逐渐升高，这是电路的一个暂态。当uc逐渐升高到cu≥CC32U时，u0由高电平变为低电平，引脚7与接地端导通，电容Cu1u2uo111题图8.10习题8.6图A∞RRRCC11DQ题图8.10答图uOtOu1tOu2tO2UCC/3UCC/3UCC0VtW1tW2T0VUCC题图8.12答图题图8.12习题8.7图R176248135555CR2C1uoUCC7经电阻R2放电，放电时间常数放=R2C，uc逐渐降低，这是电路的另一个暂态。当uc逐渐降低到cu≤CCU31时，u0由低电平变为高电平，引脚7截止，电源经R1、R2再次对C充电，重复上述过程，在u0端得到矩形波脉冲如题图8.12答图所示。多谐振荡器的振荡周期T为T=tw1+tw2≈0.7(R1+2R2)C振荡频率f为f=CRRT)20.7(1121习题8.8集成555电路组成的逻辑电平检测装置如题图8.14所示，其中uC调到2.4V。试回答以下问题：1.555定时器接成了什么电路？2.可检测的逻辑高、低电平各是多少？3.检测到高、低电平后，两个发光二极管如何点亮？解：1.由题图8.14可知集成555电路的两个输入端引脚2和6连在一起作为输入信号端ui，引脚5的电压控制端连接uC=2.4V，引脚3是555的输出与发光二极管相连。分析ui从零逐渐变大时信号的变化过程如下：当Cuu21i时，低电平触发端2和高电平触发端6均小于C21u，定时器输出高电平。当CiC21uuu时，2和6端电压均在C21u～uC范围内变化，定时器输出状态保持高电平不变。当uiuC时，2和6端电压均大于uC，555输出高电平变为低电平。分析ui从高于uC逐渐变小时输出信号的变化过程如下：uC47kΩ题图8.14习题8.8图1kΩ76248135555CLED15VLED2ui8当CiC21uuu时，555输出状态保持低电平不变。当Ci21uu时，555输出由低电平变为高电平。由此分析可知，该电路是施密特触发器，其正向阈值电压thU=uC，负向阈值电压thUC21u，回差电压C21uU。2.该电路可检测的逻辑高、低电平各是uC和C21u。3.检测到高电平后，555输出由高电平变为低电平，所以LED1亮、LED2灭。检测到低电平后，555输出由低电平变为高电平，所以LED1灭、LED2亮。习题8.9分析题图8.15所示用集成555电路组成的防盗报警器，说明电路原理。解：电路主体部分由集成555电路组成多谐振荡器。当AB导线连接时，直接将复位端引脚4复位，电路的输出无脉冲输出信号，扬声器不发出响声，电容C4上的电压为零，三极管T工作在导通状态。当AB导线被人断