项目三组合逻辑电路
任务一仿真与测试竞争冒险现象
【学习目标】
1．掌握组合逻辑电路的分析方法；
2．掌握组合逻辑电路的简单设计方法；
3．掌握组合逻辑电路的竞争冒险及消除方法。
【任务引入】
按照逻辑功能不同，数字电路常分两大类：一类组合逻辑电路（简称组合电路）；另一类时序逻辑电路（简称时序电路）。如果一个逻辑电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的输入状态，与电路原来状态无关，这样的电路称为组合逻辑电路。本节课内容我们学习组合逻辑电路的分析与设计方法，了解并掌握组合逻辑电路中的竞争冒险现象及其消除方法。
【基本理论】
一、组合逻辑电路概述
1.组合逻辑电路在电路结构上的特点：
（1）构成电路基本元件是门电路，不含记忆单元（存储元件）；
（2）只有从输入到输出通路，没有从输出反馈到输入回路。
2.组合电路逻辑功能的描述
描述组合电路逻辑功能的方法有逻辑函数式、真值表、逻辑图、工作波形图、卡诺图等几种。
3-1-1 组合逻辑电路的框图
组合逻辑电路n个输入端，用x1，x2，…，xn表输入变量；
有m个输出端，用y1，y2，…，ym表示输出变量，输出变量与输入变量间逻辑关系：
y1 =f1(x1，x2，…，xn)
y2 =f2(x1，x2，…，xn)
…
ym =fm(x1，x2，…，xn)
二、组合逻辑电路的分析与设计
1.组合逻辑电路的分析
步骤如下：
（1）用逐级递推法写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系；
（2）用公式法或者卡诺图法化简，写出最简逻辑表达式；
（3）根据最简逻辑函数式列出功能真值表；
（4）根据真值表写出逻辑功能说明，以便理解电路的作用。
例3-1-1：分析下图3-1-2三变量组合逻辑电路的功能。 图3-1-2 三变量组合逻辑电路
解：
第一步：写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系，如下：
第二步：化简写出最简逻辑表达式，得：F=AB+BC+CA
第三步：列出功能真值表
第四步：写出逻辑功能说明
当输入A 、B 、C 中有2个或3个为1时，输出Y 为1，否则输出Y 为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。
2.组合逻辑电路的设计
组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑功能，找出实现该功能的逻辑电路。步骤如下：
（1）根据给出的条件，找出什么是逻辑变量，什么是逻辑函数，用字母设出，另外用0
和1各表示一种状态，找出逻辑函数和逻辑变量之间的关系；
（2）根据逻辑函数和逻辑变量之间的关系列出真值表，并根据真值表写出逻辑表达式； （3）化简逻辑函数；
（4）根据最简逻辑表达式画出逻辑电路；
（5）验证所作的逻辑电路是否能满足设计的要求（特别是有约束条件时要验证约束条
件中的最小项对电路工作状态的影响）。
C
AB F =1BC F =2CA
F =3AC
BC AB F F F F 321==
图3-1-3 组合逻辑电路的设计过程
例3-1-2： 试设计一个3人投票表决器，即3人中有2人或3人表示同意，则表决通过，否则不通过。 解：1.逻辑问题分析
设三人的意见为变量A 、B 、C ，表决结果为函数L 。对变量及函数进行如下状态赋值：对于变量A 、B 、C ，设同意为逻辑1，不同意为逻辑0。对于函数L ，设事情通过为逻辑1，没通过为逻辑0。 2.列出真值表 3.由真值表写出逻辑表达式并化简，得：
4.画出逻辑电路如图3-1-4所示，如果要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式进行一定变换： 如图3-1-5所示。
图3-1-4 与或门实现的逻辑电路 图3-1-5 与非门实现的逻辑电路
L AB BC AC AB BC AC AB BC AC
=++=++=??L ABC ABC ABC ABC AB BC AC
=+++=++
例3-1-3：用与非门设计一个交通报警控制电路。交通信号灯有红、绿、黄3种，3种灯分别单独工作或黄、绿灯同时工作时属正常情况，其他情况均属故障，出现故障时输出报警信号。 解：
1.逻辑问题分析
设红、绿、黄灯分别用A 、B 、C 表示，灯亮时为正常工作，其值为1，灯灭时为故障现象，其值为0；输出报警信号用F 表示，正常工作时F 值为0，出现故障时F 值为1。
2.列出真值表如下：
3.由真值表写出逻辑表达式并化简
4. 画出逻辑电路如图3-1-6所示
图3-1-6 利用与非门实现的交通报警控制电路
三、组合逻辑电路的竞争冒险
前面分析设计组合逻辑电路时，均是在信号稳态情况下讨论的，实际电路工作时，信号经常变化且需要时间，门电路对信号也产生一定的延时，这样就产生竞争冒险 。 1.竞争—冒险现象及其成因
同一个门的一组输入信号，由于它们在此前通过不同数目的门，经过不同长度导线的传输，到达门输入端的时间会有先有后，这种现象称为竞争。
逻辑门因输入端信号的竞争而导致输出 产生不应有的尖峰干扰脉冲的现象，称为冒险。 我们知道，半导体器件的开通和关断都有延迟时间，因此组合逻辑门电路在工作时，也是有延迟时间的。由于各个门的延迟时间不同，如两个信号到达下一级门电路输入端的时间
ABC C AB C B A C B A F +++=AC
AB C B A B B AC C C AB C B A C B A ABC C AB ABC C B A F ++=++++=++++=)()(AC AB C B A F =AC AB C B A F =
不同，当组合逻辑电路中存在由反相器产生的互补信号，状态发生变化时，组合逻辑电路有可能产生瞬间的错误输出。这一现象称为竞争冒险。根据出现的尖峰脉冲的极性，冒险又分为“0”型冒险和“1”型冒险。分别如图3-1-7和3-1-8所示。 （1）“0”型冒险，输出负脉冲 （2）“1”型冒险，输出正脉冲
图3-1-7 “0”型冒险
图3-1-8 “1”型冒险
2．冒险现象的识别
可采用代数法来判断一个组合电路是否存在冒险，方法为： （1）首先，找出具有竞争能力的变量。
（2）其次，如果根据组合逻辑电路写出的逻辑函数式在一定条件下可转化成 或 的形式时，则该组合逻辑电路存在竞争-冒险现象。
例3-1-4: 判别下列函数是否存在竞争-冒险现象。 解：
BC=00 时
BC=01 时 BC=10 时 BC=11 时 可知在B=C=1时 将产生“0”型竞争-冒险现象。
例3-1-5: 分析逻辑表达式的竞争冒险。 解：
若输入变量A =B =l ，则有 。因此，该电路存在0冒险。下面画出A =B =l
时L 的波形。在稳态下，无论C 取何值，L 恒为l ，但当C 变化时，由于信号的各传输路径的延时不同，将会出现图3-1-9:所示的负向窄脉冲，即0冒险。
L C C =+Y A A =+Y A A =Y=AC+AB+AC
Y A =Y A =Y A A
=+Y A
=
图3-1-9 负向窄脉冲（0冒险）
4．消除竞争冒险的方法
当组合逻辑电路存在冒险现象时，可以从两方面入手来消除。 （1）修改硬件电路 1）接入输出滤波电容
由于竞争 冒险产生的干扰脉冲的宽度一般都很窄，在可能产生冒险的门电路输出
端并接一个滤波电容（一般为4～20pF ），利用电容两端的电压不能突变的特性，使输出波形上升沿和下降沿都变的比较缓慢，从而起到消除冒险现象的作用。
这种方法简单易行，但会破坏输出波形，且会引入附加延时。
2）增加选通信号
在电路中增加一个选通脉冲，接到可能产生冒险的门电路的输入端。当输入信号转换完成，进入稳态后，才引入选通脉冲，将门打开。这样，输出就不会出现冒险脉冲。
注意以下问题：
＊ 如输出门为与门、与非门，则选通脉冲要用正脉冲；如输出门为或门、或非门，则选通脉冲要用负脉冲。
＊ 加选通脉冲后，电路的输出将不是电平信号，而是脉冲信号。 ＊ 电路对选通脉冲的宽度和产生时间有严格的要求。 （2）修改逻辑设计 1）加冗余项
前面已分析 中存在冒险现象。如在逻辑表达式中增加乘积项AB ，使
其变为 ，则在原来产生冒险的条件A =B =1时，L =1，不会产生冒险。函数增加了乘积项AB 后，已不是“最简”，故这种乘积项称冗余项。 2）变换逻辑式，消去互补变量
存在冒险现象。如将其变换为 ，则在原来产生冒
险的条件A ＝C ＝0时，L =0，不会产生冒险。
【仿真实验】
一、实验环境 1.计算机
2.Multisim 10电子仿真软件 二、操作步骤
1.双击计算机桌面“Multisim ”图标，启动EWB 软件。
2.创建如图3-1-10所示电路，并给元器件标识、赋值。输入B 、C 均接高电平，输入A 接时钟，时钟频率设为1HZ 。输入A 与输出Y 用示波器监视。
L AC BC =+L AC BC AB =++()()L A B B C =++L AB AC BC =+
+AC
B
&
&?
Y1&
BC L=AC+BC
C
A=B=11
￡¨a￡?
￡¨b￡?
图3-1-10
3.连接相关的仪器仪表（如频率计、示波器、测量探针等）。仿真结果如图3-1-11所示。
图 3-1-11
4.下面再来举两例：
例子一：
（1)构造电路，写出电路表达式，然后用示波器观察电路输出是否满足对应表达式，考虑电路会出现什么问题。
（2)建立如下图3-1-12所示仿真电路，输入B、C均接低电平，输入A接时钟，时钟频率设为1HZ。输入A与输出Y用示波器监视。仿真结果如图3-1-13所示。
图 3-1-12
图 3-1-13
例子二：
（1)写电路输出表达式，然后用示波器观察电路输出是否满足对应表达式，电路会出现什么问题。
（2)采用修改设计方法消除组合电路图3-1-12的竞争冒险现象的仿真电路如图3-1-13所示，然后再进行仿真观察如图3-1-14。
图 3-1-13
图 3-1-14
5.实验结论
组合电路3-1-10的输出表达式为Y=1，即输出应该始终为高电平。但是输出出现负尖蜂脉冲。组合电路3-1-12的输出表达式为Y=0，即输出应该始终为低电平。但是输出出现正尖峰脉冲。如图所示。这两种电路都有竞争冒险现象。
对于电路3-1-10，输出Y=AB+AC，当B=C=1时，无论A如何变化，则会产生竞争冒险。现在修改设计，增加BC项，即Y=AB+AC+BC。当B=C=1时，无论A如何变化，Y始终保持为1，不会再出现竞争冒险。
其他各种消除方法这里不再一一赘述。
【组装调试】
一、组装电路
1.实训器材
1）XXX
2）XXX
表1-1-2 配套明细表
图1-1-14 RC桥式正弦波振荡电路装配图
2）XXX
二、调整测试
1.测试连接
图1-1-15 测试连接框图
2.操作步骤
1）XXX
2）XXX
表1-1-3 测试记录
三、实训报告
1.姓名、班级。
2.实训日期、任务、目的与器材。
3.电路图与装配图。
4.实训步骤与测试数据。
5.教师批阅。
【练习考核】
一、操作练习
1.组装与调试RC桥式正弦波振荡电路。
2.用万用表测量RC桥式正弦波振荡电路的直流工作电流。
二、课外练习
1.填空题
2.判断题
3.选择题
4.问答题
5.计算题
物理声现象练习题及答案 一、初中物理声现象 1．汽车中应用了许多物理知识下列说法中正确的是（） A. 导航仪是利用超声波进行定位导航 B. 安全带是为了防止惯性带来的危害 C. 发动机的做功冲程是将机械能转化为内能 D. 水箱中用水做冷却剂是因为水具有较小的比热容 【答案】 B 【解析】【解答】A.导航仪是利用电磁波进行定位导航，A不符合题意； B.安全带是为了防止汽车急刹车时，人体由于惯性向前运动，撞击车体而对人造成伤害，B 符合题意； C.发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，C不符合题意； D.水箱中用水做冷却剂，是因为水有较大的比热容，D不符合题意， 故答案为：B. 【分析】汽车导航利用了电磁波，安全带防止惯性带来危害，发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，用水做冷却剂，是因为水的比热容较大. 2．在传统文化进校园活动中，我区各校开展了丰富多彩的古诗词诵读活动．下面是小欣同学对某些诗句中蕴涵的物理知识的理解，其中正确的是（） A. “沉舟侧畔千帆过”﹣﹣﹣﹣﹣旁边的船是以沉船为参照物 B. “遥知不是雪，为有暗香来”﹣﹣﹣﹣﹣暗香说明分子间存在引力和斥力 C. “夜半钟声到客船”﹣﹣﹣﹣﹣客船上的人能听出是“钟声”，是根据声音的音调来辨别的 D. “潭清疑水浅”﹣﹣﹣﹣﹣“疑水浅”是光的反射现象 【答案】A 【解析】【解答】解：A、“沉舟侧畔千帆过”﹣旁边的船运动是以沉船为参照物的，故A正确； B、“遥知不是雪，为有暗香来”﹣暗香说明是分子在不停地做无规则运动的结果，故B错误； C、客船上的人能辨别出传来的是“钟声”，是根据声音的音色判断出来的，故C错误； D、潭清疑水浅，是由于光从水中射入空气中，在水面处发生光的折射而产生的现象，故D 错误． 故选A． 【分析】（1）判断运动是看被研究物体相对于参照物是否有位置变化；（2）物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停的做无规则运动；（3）不同物体发出的声音音色不同，根据音色可以判断不同的声音；（4）平面镜成像的原理是光的反射． 3．下列说法正确的是（） A. 站在加速上升的电梯里的人受到电梯地板的支持力大于人对电梯地板的压力
组合逻辑电路中的竞争与冒险 前面分析组合逻辑电路时,都没有考虑门电路的延迟时间对电路产生的影响。实际上, 从信号输入到稳定输出需要一定的时间。由于从输入到输出的过程中, 不同通路上门的级数不同, 或者门电路平均延迟时间的差异, 使信号从输入经不同通路传输到输出级的时间不同。由于这个原因, 可能会使逻辑电路产生错误输出,通常把这种现象称为竞争冒险。 竞争:在组合逻辑电路中, 某个输入变量通过两条或两条以上途径传到输出门的输入端, 由于每条途径的延迟时间不同帮到达输出门的时间就有先有后, 这种现象称为竞争。 冒险:是指数字电路中, 某个瞬间出现了非预期信号的现象, 即某一瞬间数字电路出现了违背真值表所规定的逻辑电平。这样就出现了不该出现的尖脉冲, 一、 竞争冒险的概念及其产生的原因 以图示电路为例可看出, 大多数组合电路都存在竞争, 但所有竞争不一定都产生错误的干扰脉冲。竞争是产生冒险的必然条件, 而冒险并非竞争的必然结果。由以上分析可知, 只要两个互补的信号送入同一门电路, 就可能出现竞争冒险。因此把冒险现象分为两种: 1. “ 0”型冒险
A A +冒险在理想情况下输出电平为“ 1” , 由于竞争输出产生低电平窄脉冲。 A A ?冒险在理想情况下输出电平为“ 0” ,由于竞争输出产生高电平窄脉冲。 二、竞争冒险的判断方法 判断竞争冒险是否存在的方法很多,最常见的方法有: 1.代数法 在逻辑函数表达式中, 是否存在某变量的原变量和反变量。若去掉其他变量得到 A A Y +=,电路有可能产生“ 0”冒险;若得到 A A Y ?=,则可能产生“ 1” 冒险。 2.卡诺图法 画出逻辑函数的卡诺图, 当卡诺图中两个合并最小项圈相切, 即两个合并最小项圈相邻—有相邻项, 各合并最小项圈各自独立—不相交时, 这个逻辑函数有可能出现冒险现象。 三、消除竞争冒险的方法 1.修改逻辑设计 (1代数法 ①逻辑变换消去互补量 ((C A B A Y ++=当 B =C=0时, A A Y ?=, 存在竞争冒险。若将逻辑函数表达式进行逻辑变换,则 BC B A AC Y ++=,这时消去了 A A ?互补量,从而不会产生竞争冒险。②增加乘积项 C A AB Y +=当 B=C=1时, A A Y +=,存在竞争冒险。若增加乘积项 BC , 则 BC C A AB Y ++=,消除了竞争冒险。 (2卡诺图法 将卡诺图中相切的圈用一个多余的圈连接起来,即可消除冒险现象。
第四章声现象 本章测试卷 一、理解与应用 1.电影《地道战》中的日军指挥官让人在地下埋几口水缸，并时不时把头探进缸里，以下有几种解释,你认为哪种说法正确？( ) Ａ.甲说：“从水缸中能看见地道里游击队员的像,判断有无游击队员.” B.乙说：“从水缸中能听见地面下传来的声音,判断有无游击队员挖地道.” C.丙说:“防止自己的讲话被游击队员偷听.” D.丁说:“是为了藏匿物品.” 2.你观察过下列现象吗?安静的傍晚，狗或猫竖起耳朵警觉地谛听.这是（） A．狗或猫在谛听无线电波 Ｂ.狗或猫在谛听火星发出的声音 C.狗或猫在偷听远处人们手机的对话 D.狗或猫听到人耳所不能觉察的某些频率的声音 3.小明晚上在睡觉时,将机械式手表放在枕头下，如图测4－１所示，他的耳朵在枕头上能比在空气中更清晰地听到手表秒针走动时的“嘀嗒”声，这现象说明( ) A.只有固体才能传声
图测4-1 Ｂ.声音在固体中传声比空气中快 C．固体能将声音放大 D.声音在固体中传播时音调比在空气中高 ４.关于声现象，以下知识结构错误的是( ) ５.如图测4-2，小明同学面对悬崖大叫一声，经过1s听到回声，小明与悬崖间的距离大约是( ） 图测4-2 A.34０m? B.170 m ? C.34m?? D.17m 6.下列的实验和实例,能说明声音的产生或传播条件的一组是( ) ①在鼓面上放些碎纸屑,敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动； ②放在真空罩里的手机,当有来电时,只见指示灯闪烁，听不见铃声; ③拿一张硬纸片,让它在木梳齿上划过，一次快些，一次慢些,比较
两次的不同;④锣发声时用手按住锣,锣声就消失了 Ａ.①②③?Ｂ.②③④??C．①③④???D.①②④ 7.我国已进行了“神舟”号载入航天飞船的试验.不久的将来,我国的宇航员将乘坐着宇宙飞船遨游太空,宇航员在太空舱中可以直接对话,但在飞船外作业时,他们之间不能直接对话,必须借助通信设备进行交流.其原因是（） A．用通信设备为了方便??Ｂ.声音的传播需要介质 C．太空中噪声太大???D.声音只能在地面上传播 8.一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静.究其原因,你认为正确的是（） A.可能是大雪后，行驶的车辆减少，噪声减小. B.可能是大雪后，大地银装素裹，噪声被反射. Ｃ．可能是大雪蓬松且多孔，对噪声有吸收作用． D.可能是大雪后气温较低,噪声传播速度变慢． 9.敲鼓时,撒在鼓面上的纸屑会跳动,且鼓声越响纸屑跳得越高；将发声的音叉接触水面，能溅起水花，且音叉声音越响溅起的水花越大;扬声器发声时纸盆会振动,且声音越响纸盆振幅越大，根据上述现象可归纳出: （1）声音是由物体的产生的； (２）???????． 10.婉转的鸟鸣声靠的是鸣膜的??，鸟鸣声是靠传到耳朵，而引起?的振动,这种振动经过?刺激听觉
31仿真与测试竞争冒 险现象
项目三组合逻辑电路 任务一仿真与测试竞争冒险现象 【学习目标】 1．掌握组合逻辑电路的分析方法； 2．掌握组合逻辑电路的简单设计方法； 3．掌握组合逻辑电路的竞争冒险及消除方法。 【任务引入】 按照逻辑功能不同，数字电路常分两大类：一类组合逻辑电路（简称组合电路）；另一类时序逻辑电路（简称时序电路）。如果一个逻辑电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的输入状态，与电路原来状态无关，这样的电路称为组合逻辑电路。本节课内容我们学习组合逻辑电路的分析与设计方法，了解并掌握组合逻辑电路中的竞争冒险现象及其消除方法。 【基本理论】 一、组合逻辑电路概述 1.组合逻辑电路在电路结构上的特点： （1）构成电路基本元件是门电路，不含记忆单元（存储元件）； （2）只有从输入到输出通路，没有从输出反馈到输入回路。 2.组合电路逻辑功能的描述 描述组合电路逻辑功能的方法有逻辑函数式、真值表、逻辑图、工作波形图、卡诺图等几种。 3-1-1 组合逻辑电路的框图 组合逻辑电路n个输入端，用x1，x2，…，xn表输入变量； 有m个输出端，用y1，y2，…，ym表示输出变量，输出变量与输入变量间逻辑关系： y1 =f1(x1，x2，…，xn) y2 =f2(x1，x2，…，xn) … ym =fm(x1，x2，…，xn) 二、组合逻辑电路的分析与设计 1.组合逻辑电路的分析 步骤如下： （1）用逐级递推法写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系； （2）用公式法或者卡诺图法化简，写出最简逻辑表达式；
（3）根据最简逻辑函数式列出功能真值表； （4）根据真值表写出逻辑功能说明，以便理解电路的作用。 例3-1-1：分析下图3-1-2三变量组合逻辑电路的功能。 图3-1-2 三变量组合逻辑电路 解： 第一步：写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系，如下： 第二步：化简写出最简逻辑表达式，得：F=AB+BC+CA 第三步：列出功能真值表 第四步：写出逻辑功能说明 当输入A 、B 、C 中有2个或3个为1时，输出Y 为1，否则输出Y 为 0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3 票同意，表决就通过。 2.组合逻辑电路的设计 组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑功能，找出实现该功能的逻辑电路。步骤如下： （1）根据给出的条件，找出什么是逻辑变量，什么是逻辑函数，用字母设 出，另外用0和1各表示一种状态，找出逻辑函数和逻辑变量之间的 关系； （2）根据逻辑函数和逻辑变量之间的关系列出真值表，并根据真值表写出逻辑表达式； C AB F =1BC F =2CA F =3AC BC AB F F F F 321==
优秀学习资料欢迎下载 《声现象》过关测试题 1．在唱歌时，演员发出的每个音的音调不同，这是因为发音时声带振动的（） A ．频率不同 B ．振幅不同 C ．频率和振幅都不同 D ．响度不同 2．如图1天坛公园的回音壁是我国建筑史上的一大奇迹，回音壁应用的声学原理是 （ ） A ．声音的反射使原声增强 B ．声音在不同介质中的传播速度不同 C ．声音的音调不同 D ．发声的物体在振动 3．下列事例中，不是利用声音传递信息的是（） A ．隆隆的雷声预示着一场大雨的到来 B ．医生通过听诊器给病人确诊 C ．比赛场上发令员的枪声 D ．利用超声波排除人体内的结石 4．我国已进行“神舟”九号载人航天飞船的试验，景海鹏、刘旺、刘洋乘坐宇宙飞船遨游太空，宇航员在太空舱中可以直接对话，但在飞船外作业时，他们之间不能直接对话，必须借助电子通信设备进行交流，其原因 ( ) A ．用通信设备对话是为了方便 B ．声音的传播需要介质C ．太空中噪声太大 D ．声音只能在地面上传播 5．为了减少高速行驶的车辆产生的噪声对公路两侧单位、居民的干扰，常在高速公路的两侧架设具有一定高度的屏障．这种有效、可行的防止噪声的措施属于（ ） A ．堵塞感受噪声器官 B ．阻隔噪声传播的途径 C ．控制产生噪声的声源 D ．防止噪声产生回声 6．在城市道路常见如图2所示的标牌，它表示的意思是（） A ．鼓号乐队不能进入 B ．禁止鸣笛，保持安静C ．道路弯曲，行车注意安全 D ．乐器商店的标志 7．人们利用岩层发生形变时的地声异常来预报地震，这是利用了( ) A ．固体能传播声音快 B ．固体不能传播声音 C ．无线电波能在真空中传播 D ．固体传播声音传播得慢 8．在运动场上的百米赛跑时，终点线上的计时员为了计时准确，在计时时( ) A ．听到枪声同时按下跑表 B ．看到发令枪散发的白烟同时按下跑表 C ．听枪声和看到白烟都有可以按跑表 D ．以上说法都不正确 9．在一只玻璃杯中先后装入不同量的水，用细棒轻轻敲击，会听到不同频率的声音。与此类似，当医生在给病人检查腹部是否有积水时，常会用手轻轻敲击患者腹部，细细倾听其发出的声音，此为“叩诊”。这主要是根据什么来判断腹部是否有积水的？ （ ） A ．声音的响度 B ．声音的音调 C ．声音的音色 D ．声音是否悦耳动听 10．图3、图4是两种声音的波形，从图可知：图4是 的波形;图5是 的 波形， 答案选（） A ．噪声 乐音 B ．乐音乐音 C ．噪声 噪声D ．乐音 噪声 图4 图2 图1
实验题目：组合电路中的竞争和冒险 姓名:班级:学号: 实验时间: 一．实验目的： 1、观察组合电路中的竞争与冒险现象，了解竞争冒险的实验原理 2、了解消除竞争与冒险的方法 二．实验仪器及器件： 1、实验箱、万用表、示波器 2、74LS00，74LS20 三．实验原理： 1、竞争冒险的原理 （1）竞争: 在组合逻辑电路中，某个输入变量通过两条或两条以上的途径传到输出端，由于每条途径延迟时间不同，到达输出门的时间就有先有后，这种现象称为竞争。 （2）冒险：信号在器件内部通过连线和逻辑单元时，都有一定的延时。延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关，同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间。由于存在这两方面因素，多路信号的电平值发生变化时，在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序，并不是同时变化，往往会出现一些不正确的尖峰信号，这些尖峰信号称为"毛刺"。如果一个组合逻辑电路中有"毛刺"出现，就说明该电路存在冒险。 （3）竞争冒险产生原因：由于延迟时间的存在，当一个输入信号经过多条路径传送后又重新会合到某个门上，由于不同路径上门的级数不同，或者门电路延迟时间的差异，导致到达会合点的时间有先有后，从而产生瞬间的错误输出。 （4）竞争与冒险的关系：有竞争不一定会产生冒险，但有冒险就一定有竞争。 2、冒险现象的判别 Y=A?A’可能出现1型冒险 Y=A+A’可能出现0型冒险 3、消除竞争冒险的方法 （1）利用冗余项法： 利用冗余项消除毛刺有2 种方法：代数法和卡诺图法法: a、代数法，在产生冒险现象的逻辑表达式上，加上冗余项或乘上冗余因子； b、卡诺图法，将卡诺图中相切的圈用一个多余的圈连接起来。 （2）选通法: 在电路中加入选通信号，在输出信号稳定后，选通允许输出，从而产生正确输出。 滤出法: 由于冒险脉冲是一个非常窄的脉冲，可以在输出端接一个几百微法的电容将其滤出掉。 （3）常用消除方法： 1、接入滤波电容Cf； 2、引入选通脉冲； 3、修改逻辑设计； 4、.利用可靠性编码； 5、引入封锁脉冲。
《声现象》单元测试题及答案 考时：70分钟满分：60分 班级姓名分数 A.声音是靠物体的振动产生的 B.声音以波的形式传播 C.声音在固体中传播的速度小于340m/s D.声具有能量 2.医用的B超机利用超声波来诊断病情，但人耳听不到它的声音，这是因为 A.声音的响度太大 B.声音的音调太低 C.声音的频率低于人耳能听到的频率范围 D.声音的频率太高，人不能觉察到 3.医生在诊病时使用听诊器，听诊器 A.能使心脏振动的振幅增加，响度增大 B.能改变心跳的频率，使音调变调 C.能改变心跳的音色，使声音好听些 D.能减小声音传播过程中的能量损耗 年，苏梅尔—列维彗星裂成二十多块碎片撞向木星，产生了巨大的爆炸，但是身处地球的人们却没有听到一丝的声响，这是因为： A.彗星的碎片太小,没分量 B.爆炸产生的声音很弱,听不见 C.太空是理想的真空,不传声 D.木星离地球太远,听不到 5.用洗衣机将衣服脱水甩干时,因衣服没有放好,引起洗衣机剧烈振动而发出噪声,此时应该 采取的措施是 A.关上房门不管 B.关停洗衣机,用手拧干算了 C.戴上耳塞不理 D.先停机,将衣服重新摆放好再脱水 6下列技术应用中，属于利用声波传递能量的是( ) A．利用鸣枪声警告歹徒 B．利用超声波将普通水“击碎”成水雾，增大房内空气的湿度 C．利用超声诊断仪检查人体内脏器官 D．利用超声波探查金属、陶瓷、塑料、混凝土等材料制品的内部结构 7为了减少高速行驶的车辆产生的噪声对高速公路两侧单位、居民的干扰，常在高速公路两 侧立有一定高度的隔声板，这种减弱噪声的措施属于 A．在声源处减弱噪声B．在传播过程中减弱噪声 C．在人耳处减弱噪声D．以上说法都不正确 7、控制噪声是城市环保主要项目之一。下列哪种措施不能减弱噪声 8、A.市区内禁止机动车鸣笛 B.减少二氧化碳气体的排放 9、C.在汽车的排气管上装消声器 D.城市街道两旁和空地多种草、多植树 10、昆虫飞行时翅膀都要振动,蝴蝶每秒振翅5～6次,蜜蜂每秒振翅300～400次,当它们 都从你身后飞过时,凭你的听觉 11、 A.能感到蝴蝶从你身后飞过 B.能感到蜜蜂从你身后飞过 12、 C.都能感到它们从你身后飞过 D.都不能感到它们从你身后飞过 13、下列关于声音的说法中不正确的是 14、 A 俗话说“隔墙有耳”，说明固体也能传声 15、B“震耳欲聋”主要说明声音的音调高 16、C“闻其声而知其人”主要是根据声音的音色来判断的 17、 D 用超声波清洗钟表等精密仪器，说明声波能传递能量 18、唐诗《枫桥夜泊》中的名句“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”中包含着声学 知识．对其中声现象的解释中，错误 ．．的是
1. 什么是竞争冒险？ 信号在通过连线和逻辑单元时，都有一定的延时。延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关，同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间。由于存在这两方面因素，多路信号的电平值发生变化时，在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序，并不是同时变化,成为“竞争”；往往导致出现一些不正确的尖峰信号，这些尖峰信号称为"毛刺"。 如果一个组合逻辑电路中有"毛刺"出现，就说明该电路存在“冒险”。冒险是由变量的竞争引起的。冒险又分为逻辑冒险和功能冒险。 简言之：在组合逻辑中，由于门的输入信号通路中经过了不同的延时，导致到达该门的时间不一致叫竞争，竞争产生冒险。 2. 竞争冒险产生的原因？（1）根本原因：延迟（2）详细分析： 竞争冒险的产生受到四个要素的制约，即：时间延迟、过渡时间、逻辑关系和延迟信号相位。 [1]时间延迟，即信号在传输中受路径、器件等因素影响，输入端信号间出现的时间差异 [2]过渡时间，即脉冲信号状态不会发生突变，必须经历一段极短的过渡时间 [3]逻辑关系，即逻辑函数式 [4]延迟信号相位，即延迟信号状态间的相位关系，涵盖延迟信号同相位和延迟信号反相位两个方面。延迟信号状态变化相同的则是延迟信号同相位，反之则是反相位。 时间延迟和过渡时间要素是竞争冒险的产生原因，逻辑关系和延迟信号相位要素是竞争冒险的产生机制。由原因和机制，构成竞争冒险的产生条件。当电路满足产生条件时，则一定产生毛刺。 3. 如何判断有竞争冒险？ 3.1 逻辑冒险的判断方法有两种： 1). 代数法： 在逻辑函数表达式中，若某个变量同时以原变量和反变量两种形式出现，例如：逻辑函数在一定条件下可简化为Y=A+A反或Y=A*A反就具备了竞争条件。去掉其余变量（也就是将其余变量取固定值0或1），留下有竞争能力的变量，如果表达式为F=A+A~(用A~表示A的反变量，以下同)，就会产生0型冒险(F应该为1而实际却为0)；如果表达式为F=AA~,就会产生1型冒险。例：表达式 F=AB+CB~,当A=C=1时，F=B+B~，在B发生跳变时，可能出现0型冒险。 2). 卡诺图法：将函数填入卡诺图，按照函数表达式的形式圈好卡诺圈。 A\BC| 00 01 11 10 ----------------------- 0 | 0 0 0 1 1 | 0 1 1 1 F=AC+BC~的卡诺图（将101和111的1圈一起，010和110的1圈一起）通过观察发现，这两个卡诺圈相切。则函数在相切处两值间跳变时发生逻辑冒险。（前提是这两个卡诺圈没有被其他卡诺圈包围） 3.2 功能冒险的判断： 功能冒险是当多个输入信号同时变化的瞬间，由于变化快慢不同而引起的冒险。 卡诺图法：依然用上面的卡诺图，按同样函数圈好。举例F=AC+BC~中，ABC从111变为
《声现象》单元测试题 及答案 https://www.doczj.com/doc/572908399.html,work Information Technology Company.2020YEAR
《声现象》单元测试题及答案 考时：70分钟满分：60分 班级姓名分数 一、选择题：（将符合题意的唯一答案题号填入对应表格中，每小题2分， A.声音是靠物体的振动产生的 B.声音以波的形式传播 C.声音在固体中传播的速度小于340m/s D.声具有能量 2.医用的B超机利用超声波来诊断病情，但人耳听不到它的声音，这是因为 A.声音的响度太大 B.声音的音调太低 C.声音的频率低于人耳能听到的频率范围 D.声音的频率太高，人不 能觉察到 3.医生在诊病时使用听诊器，听诊器 A.能使心脏振动的振幅增加，响度增大 B.能改变心跳的频率，使音调变调 C.能改变心跳的音色，使声音好听些 D.能减小声音传播过程中的能量损 耗 4.1994年，苏梅尔—列维彗星裂成二十多块碎片撞向木星，产生了巨大的爆炸，但是身处地球的人们却没有听到一丝的声响，这是因为： A.彗星的碎片太小,没分量 B.爆炸产生的声音很弱,听不见 C.太空是理想的真空,不传声 D.木星离地球太远,听不到 5.用洗衣机将衣服脱水甩干时,因衣服没有放好,引起洗衣机剧烈振动而发出噪 声,此时应该采取的措施是 A.关上房门不管 B.关停洗衣机,用手拧干算了 C.戴上耳塞不理 D.先停机,将衣服重新摆放好再脱水 6下列技术应用中，属于利用声波传递能量的是( ) A．利用鸣枪声警告歹徒 B．利用超声波将普通水“击碎”成水雾，增大房内空气的湿度 C．利用超声 诊断仪检查人体内脏器官 D．利用超声波探查金属、陶瓷、塑料、混凝土等 材料制品的内部结构 7为了减少高速行驶的车辆产生的噪声对高速公路两侧单位、居民的干扰，常 在高速公路两侧立有一定高度的隔声板，这种减弱噪声的措施属于 A．在声源处减弱噪声 B．在传播过程中减弱噪声 C．在人耳处减弱噪声 D．以上说法都不正确 7、控制噪声是城市环保主要项目之一。下列哪种措施不能减弱噪声？ 8、 A.市区内禁止机动车鸣笛 B.减少二氧化碳气体的排放 9、 C.在汽车的排气管上装消声器 D.城市街道两旁和空地多种草、多植树
声现象练习题含答案及解析 一、初中物理声现象 1．如图所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开，这个实验说明了（） A. 发声的音叉正在振动 B. 声音可以在空气中传播 C. 声音的传播不需要介质 D. 声音在空气中传播速度最快 【答案】 A 【解析】【解答】解：正在发声的音叉将乒乓球多次被弹开，说明音叉在振动，从而说明声音是由音叉的振动产生的，因此，本探究实验是研究声音产生原因的。 故答案为：A 【分析】音叉将乒乓球多次被弹开，说明音叉在振动，应用了转换法. 2．下列关于声音的说法正确的是（） A. 声音是由物体的振动产生的 B. 声音的音调越高，响度就越大 C. 声音在真空中传播速度最大 D. 用声呐探测鱼群说明声音能传递能量【答案】A 【解析】【解答】解： A、声音是由物体的振动产生的，故A正确； B、物体的振动频率越高，我们听到声音的音调越高；物体的振幅越大，声音的响度越大，故B错误； C、声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故C错误； D、用声呐探测鱼群说明声音能传递信息，故D错误． 故选A． 【分析】（1）声音是由物体的振动产生的；（2）声音的高低称为音调，音调的高低与发声体的振动的频率有关；声音的强弱叫响度，响度的大小与物体的振幅有关；（3）声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播；（4）声音可以传递信息和能量． 3．小华在钢水管的一头敲一下,小珍在另一头却听到三下声音,这三下声音依次由下述物质传播的顺序是（） A. 钢、空气、水 B. 钢、水、空气 C. 水、空气、钢 D. 空气、水、钢
【答案】 B 【解析】【解答】在钢水管的一头敲一下，小珍在另一头却听到三下声音，三次声音分别是钢管本身、水、空气传播而来的；由于声音在不同介质中的传播速度是不同的，一般来说在固体中最快，在液体中次之，在气体中最慢，所以最先听到的声音是由钢管传来的，最后听到的声音是空气传播来的。 故答案为：B。 【分析】声音在不同介质中的传播速度不同，在固体中传播的最快，在液体中次之，在气体中传播最慢。 4．下列说法不正确的是（） A. 公路旁设置声音屏障，可以减少汽车行驶时噪声带来的影响 B. 太阳能汽车的开发与推广，可逐步缓解城市“热岛效应” C. 人走向由平面镜制成的衣帽镜时，他在镜中的像变大 D. 用遥控器遥控电视频道时，通常利用了红外传感器 【答案】 C 【解析】【解答】A、公路旁设置声音屏障，是在传播过程中减弱噪声，可以减少汽车行驶时噪声带来的影响，A不符合题意； B、太阳能汽车的开发与推广，减少了燃料燃烧放出的热量，可逐步缓解城市“热岛效应”，B不符合题意； C、平面镜所成的像与物大小相等，人走向衣帽镜时，他在镜中的像不变，C符合题意为答案。； D、电视遥控器利用红外线传感器遥控电视，D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】A、控制噪声的途径：控制噪声的声源，在传播过程中减弱噪声，在人耳接收处减弱噪声；B、太阳能汽车的开发与推广，减少了燃料燃烧放出的热量；C、物体通过平面镜成像始终与物体等大；D、遥控器是利用了红外传工作的。 5．下列说法中正确的是（） A. 声音在真空中可以传播 B. 物体到平面镜的距离决定了物体在平面镜中成像的大小 C. 蜡烛放在凸透镜的2倍焦距处，移动光屏可以得到等大、倒立的虚像 D. 在石油勘探时常采用人工地震，利用探头接收地下不同层间界面反射回来的声波，从而探测出地下油矿 【答案】 D 【解析】【解答】A.声音可以在空气中传播，但不能在真空中传播，A不符合题意； B.平面镜成的像与物是等大的，故像的大小取决于物体自身的大小，与平面镜的大小、像到物的距离、物体离平面镜的远近都无关，B不符合题意； C.凸透镜成像时，u=2f时，在凸透镜另一侧得到倒立、等大的实像，C不符合题意； D.利用声音能传递信息可以探测地下油矿．D符合题意；
实验十七竞争冒险 一、实验目的 通过实验观察组合电路中存在的竟争冒险现象，学会用实验手段消除责争冒险对电路 的影响． 二、实验内容 1．八位串行奇仍校验电路竞争冒险现象的观察及消除。 图17．1所示电路为八位串行奇偶校验电路。 图17．1八位串行奇、偶校验电路 按图接线。 测试电路的逻辑功能。a．b…g，h分别接逻辑开关K1；～K9，z接发光二级管显示。改变K1～K8的状态．观察并记录Z的变化。
（注：时间关系，仅列举几个有代表性的结果。其中以开关闭合表示“1”，开关断开表示“0”.） K1K2K3K4K5K6K7K8Z 000000001 000000010 000000111 000001110 000011111 000111110 001111111 011111110 111111111 表 由表可以看出每一次开关的断开和闭合都影响发光二极管的状态。
a接脉冲．b．c··h接高电平．用示波器观察并记录a和y湍的波形测出信号经七级异或门的延迟时间。
由上图可以看出，延迟时间为20ms a和h端接同一脉冲．b．c··g为高电平．观察并记录a和y端的波形。说明y端的
波形有何异常现象 如上图所示输出端y出现了原设计中没有的窄脉冲， 若采用加电容的办法来消除此异常现象．则电容C应接在何处 如图所示，滤波电容C应该与输出端并联. ，若设门的输出电阻R0≈100Ω，估算电容C值的大小测出门电路的阈值电压V T
用实验法测出消除上述异常现象所需的电容值．说明产生误差的原因有哪些 2．组合电路竞争冒险现象的观察及消除 组合电路如图17．2所示。 测试电路功能．结果列成真值表形式。 泪实验法测定．在信号变化过程中．竟争冒险在何处，什么时刻可能出现 用校正项的办法来消除竟争冒险．则电路应怎洋修改画出修改后的电路．并用实验验证之。若改用加滤波电容的办法来消除竞争冒险．则电容C应加在何处其值约为多大试通过实验验证之。
一、简答题 1、什么是触发器的空翻现象？简述造成空翻现象的原因。 答：如果在一个时钟脉冲的高电平作用下，触发器的状态发生了两次或两次以上的翻转，这叫做“空翻”。 由于是电平触发，在CP=1期间，数据输入端如果连续发生变化，触发器也连续随着变化，直到CP由1变0才停止，造成空翻现象的原因是触发器电平触发。 2.简述时序逻辑电路分析的步骤。 答：（1）观察电路，确定电路类型；是同步时序电路还是异步时序电路；是Mealy 型时序电路还是Moore型时序电路。 （2）根据电路写出各触发器驱动方程及时钟方程（即各触发器的CP信号表达式，如果是同步时序电路，则可不写时钟方程（因为每个触发器均接同一个脉冲源，来一个时钟脉冲，每个触发器同时变化）。 （3）将各触发器的驱动方程带入触发器的特性方程，写出各个触发器次态 1 n Q的逻辑 表达式（即状态方程）。 （4）根据电路写出输出逻辑表达式（输出方程）。 （5）推出时序逻辑电路的状态转换真值表、状态转换图及时序图（又称波形图）。 （6）总结和概括这个时序电路的逻辑功能。 3.最小项的性质。 答：（1）任何一组变量取值下，只有一个最小项的对应值为1； （2）任何两个不同的最小项的乘积为0； （3）任何一组变量取值下，全体最小项之和为1。 4.组合电路产生竞争冒险的原因及常用的消除竞争冒险的方法。 答：在组合电路中，当逻辑门有两个互补输入信号同时向相反状态变化时，输出端可能产生过渡干扰脉冲的现象。常用的消除竞争冒险的方法有：输入端加滤波电容、加封锁或选通脉冲、修改逻辑设计等。 5.简述时序逻辑电路与组合逻辑电路的异同。 答：时序逻辑电路是一种任意时刻的输出不仅取决于该时刻电路的输入，而且还与电路过去的输入有关的逻辑电路。因此，时序逻辑电路必须具备输入信号的存储电路，以便此信号在下一时刻其作用。组合逻辑电路在某一时刻的输出只取决于该时刻逻辑电路的输出，与过去的历史情况无关。因此，不需用存储电路记忆过去的输入，只有门电路就可构成。6.简述触发器的基本性质。 答：每个触发器有两个互非的输出端Q和Q,且有以下两个基本性质： （1）触发器有两个稳定的工作状态 一个是“1”态，即输出端Q=1，Q=0；另一个是“0”态，即输出端Q=0，Q=1。在没有外界信号作用时，触发器维持原有的稳定状态不变。 （2）两个稳定的工作状态相互转变 在外界信号作用下，触发器可以从一个稳定状态翻转为另一个稳定状态。所谓“稳定”的状态，是指没有外界信号作用时，触发器电路中电流和电压均维持恒定数值。 7.逻辑函数的表示方法有哪几种？
项目三 组合逻辑电路 任务一 仿真与测试竞争冒险现象 【学习目标】 1．掌握组合逻辑电路的分析方法； 2．掌握组合逻辑电路的简单设计方法； 3．掌握组合逻辑电路的竞争冒险及消除方法。 【任务引入】 按照逻辑功能不同，数字电路常分两大类：一类组合逻辑电路（简称组合电路）；另一类时序逻辑电路（简称时序电路）。如果一个逻辑电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的输入状态，与电路原来状态无关，这样的电路称为组合逻辑电路。本节课内容我们学习组合逻辑电路的分析与设计方法，了解并掌握组合逻辑电路中的竞争冒险现象及其消除方法。 【基本理论】 一、组合逻辑电路概述 1.组合逻辑电路在电路结构上的特点： （1）构成电路基本元件是门电路，不含记忆单元（存储元件）； （2）只有从输入到输出通路，没有从输出反馈到输入回路。 2.组合电路逻辑功能的描述 描述组合电路逻辑功能的方法有逻辑函数式、真值表、逻辑图、工作波形图、卡诺图等几种。 3-1-1 组合逻辑电路的框图 组合逻辑电路n 个输入端，用x1，x2，…，xn 表输入变量； 有m 个输出端，用y1，y2，…，ym 表示输出变量，输出变量与输入变量间逻辑关系： y1 =f1(x1，x2，…，xn) y2 =f2(x1，x2，…，xn) … ym =fm(x1，x2，…，xn) 二、组合逻辑电路的分析与设计 1.组合逻辑电路的分析 步骤如下： （1）用逐级递推法写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系； （2）用公式法或者卡诺图法化简，写出最简逻辑表达式； （3）根据最简逻辑函数式列出功能真值表； （4）根据真值表写出逻辑功能说明，以便理解电路的作用。 例3-1-1：分析下图3-1-2三变量组合逻辑电路的功能。 图3-1-2三变量组合逻辑电路 解： 第一步：写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系，如下： A B C F & & & & AB F =1BC F =2CA F =3
《声现象》过关测试题 姓名 总分 一、 请你选一选（20×3分=60分） 1．在唱歌时，演员发出的每个音的音调不同，这是因为发音时声带振动的（ ） A ．频率不同 B ．振幅不同 C ．频率和振幅都不同 D ．响度不同 2．如图1天坛公园的回音壁是我国建筑史上的一大奇迹，回音壁应用的声学原理是（ ） A ．声音的反射使原声增强 B ．声音在不同介质中的传播速度不同 C ．声音的音调不同 D ．发声的物体在振动 3．下列事例中，不是利用声音传递信息的是（ ） A ．隆隆的雷声预示着一场大雨的到来 B ．医生通过听诊器给病人确诊 C ．比赛场上发令员的枪声 D ．利用超声波排除人体内的结石 4．我国已进行“神舟”九号载人航天飞船的试验，景海鹏、刘旺、刘洋乘坐宇宙飞船遨游太空，宇航员在太空舱中可以直接对话，但在飞船外作业时，他们之间不能直接对话，必须借助电子通信设备进行交流，其原因 ( ) A ．用通信设备对话是为了方便 B ．声音的传播需要介质 C ．太空中噪声太大 D ．声音只能在地面上传播 5．为了减少高速行驶的车辆产生的噪声对公路两侧单位、居民的干扰，常在高速公路的两侧架设具有一定高度的屏障．这种有效、可行的防止噪声的措施属于（ ） A ．堵塞感受噪声器官 B ．阻隔噪声传播的途径 C ．控制产生噪声的声源 D ．防止噪声产生回声 6．在城市道路常见如图2所示的标牌，它表示的意思是（ ） A ．鼓号乐队不能进入 B ．禁止鸣笛，保持安静 C ．道路弯曲，行车注意安全 D ．乐器商店的标志 7．人们利用岩层发生形变时的地声异常来预报地震，这是利用了( ) A ．固体能传播声音快 B ．固体不能传播声音 C ．无线电波能在真空中传播 D ．固体传播声音传播得慢 8．在运动场上的百米赛跑时，终点线上的计时员为了计时准确，在计时时( ) A ．听到枪声同时按下跑表 B ．看到发令枪散发的白烟同时按下跑表 C ．听枪声和看到白烟都有可以按跑表 D ．以上说法都不正确 图2 图1
项目三组合逻辑电路 任务一仿真与测试竞争冒险现象 【学习目标】 1．掌握组合逻辑电路的分析方法； 2．掌握组合逻辑电路的简单设计方法； 3．掌握组合逻辑电路的竞争冒险及消除方法。 【任务引入】 按照逻辑功能不同，数字电路常分两大类：一类组合逻辑电路（简称组合电路）；另一类时序逻辑电路（简称时序电路）。如果一个逻辑电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的输入状态，与电路原来状态无关，这样的电路称为组合逻辑电路。本节课内容我们学习组合逻辑电路的分析与设计方法，了解并掌握组合逻辑电路中的竞争冒险现象及其消除方法。 【基本理论】 一、组合逻辑电路概述 1.组合逻辑电路在电路结构上的特点： （1）构成电路基本元件是门电路，不含记忆单元（存储元件）； （2）只有从输入到输出通路，没有从输出反馈到输入回路。 2.组合电路逻辑功能的描述 描述组合电路逻辑功能的方法有逻辑函数式、真值表、逻辑图、工作波形图、卡诺图等几种。 3-1-1 组合逻辑电路的框图 组合逻辑电路n个输入端，用x1，x2，…，xn表输入变量； 有m个输出端，用y1，y2，…，ym表示输出变量，输出变量与输入变量间逻辑关系： y1 =f1(x1，x2，…，xn) y2 =f2(x1，x2，…，xn) … ym =fm(x1，x2，…，xn) 二、组合逻辑电路的分析与设计 1.组合逻辑电路的分析 步骤如下： （1）用逐级递推法写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系； （2）用公式法或者卡诺图法化简，写出最简逻辑表达式； （3）根据最简逻辑函数式列出功能真值表；
（4）根据真值表写出逻辑功能说明，以便理解电路的作用。 例3-1-1：分析下图3-1-2三变量组合逻辑电路的功能。 图3-1-2 三变量组合逻辑电路 解： 第一步：写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系，如下： 第二步：化简写出最简逻辑表达式，得：F=AB+BC+CA 第三步：列出功能真值表 第四步：写出逻辑功能说明 当输入A 、B 、C 中有2个或3个为1时，输出Y 为1，否则输出Y 为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。 2.组合逻辑电路的设计 组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑功能，找出实现该功能的逻辑电路。步骤如下： （1）根据给出的条件，找出什么是逻辑变量，什么是逻辑函数，用字母设出，另外用0 和1各表示一种状态，找出逻辑函数和逻辑变量之间的关系； （2）根据逻辑函数和逻辑变量之间的关系列出真值表，并根据真值表写出逻辑表达式； （3）化简逻辑函数； （4）根据最简逻辑表达式画出逻辑电路； （5）验证所作的逻辑电路是否能满足设计的要求（特别是有约束条件时要验证约束条 件中的最小项对电路工作状态的影响）。 C AB F =1BC F =2CA F =3AC BC AB F F F F 321==
组合竞争冒险现象 定义：门电路两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变的现象称为竞争。我们 把由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象叫做竞争－冒险现象。 如图（a）的例子，当输入信号A从1跳变为0时，如果B从0跳变为1，而且B 首先上升，就会出现尖峰脉冲，如图(b)所示。 影响：信号在转换瞬间电路传输信号的速度对电路工作状态产生的组合冒险现 象的影响，有时还比较严重，甚至会发生逻辑错误，产生错误的动作。 当电路对输入信号跳变情况的传输速度相同时，输出波形保持低电平。当电路对输入信号跳变情况的传输速度不相同时，A输入信号还没有降到UIL（max）以下，B输入信号已经跳到UIL（max）以上，在这个瞬间两输入信号同为“1”，输出信号Y也是1，出现了如图（a）所示的正尖波信号，因该信号违反了稳态条件下与门电路的逻辑关系，所以，该信号为不受欢迎的干扰信号。同理也可讨论图（b）所示的或门电路在瞬态出现的负尖波信号。这些干扰信号统称为电压毛刺或噪声。 解决方法： 1．接入滤波电容 见图，为接入滤波电容消除毛刺的影响。毛刺很窄，其宽度可以和门的传输时
间相比拟，因此常在输出端并联滤波电容C。但C的引入会使输出波形边沿变斜，故参数要选择合适，一般由实验确定。 2.引入选通脉冲 毛刺仅发生在输入信号变化的瞬间，因此在这段时间内先将门封住，待电路进入稳态后，再加选通脉冲选取输出结果。该方法简单易行，但选通信号的作用时间和极性等一定要合适。例如，见图，在组合电路中的输出门的一个输入端，加入一个选通信号，即可有效地消除任何冒险现象的影响。 3．修改逻辑设计 如图(a)所示逻辑函数F=AB+A C ，在B=C=1时，F=A+A将产生偏“1”冒 险。增加多余项BC，则当B=C=1 时，F恒为1，所以消除了冒险。即卡诺图化简时多圈了一个卡诺圈，如图（b）所示。相切处增加了一个BC圈，消除了相切部分的影响。 在负载电路对竞争－冒险所产生的尖峰脉冲不敏感时，如负载为发光器件，竞争－冒险所产生的尖峰脉冲对电路的工作没有影响，可不必考虑这一问题。
竞争冒险原理 （一）一般竞争冒险的产生及消除 1. 理论上分析组合逻辑电路时， 都没有考虑门电路的延迟时间对电路产生的影响。 实 际上，从信号输入到输出稳定都需要一定的时间。由于从输入到输出的过程中，不 同通路上门的级数不同， 或者门电路平均延迟时间的差异， 使信号从输入经不同通 路传输到输出级的时间不同。由于这个原因，可能会使逻辑电路产生错误输出。通 常把这 种现象称为竞争冒险。 2. 竞争冒险现象有两种情况，分别是 0型竞争冒险现象和 1型竞争冒险现象。 （1） 0型竞争冒险现象 如下图所示： 输出函数L A A ，在电路达到稳定时，即静态时，输出 L 总是1。然而在 A 变化时（动态时），从图12-2可见，在输出L 的某些瞬间会出现 0，即当A 经历 1变0的 变化时，L 出现窄脉冲，即电路存在静态 0型竞争冒险现象。或门 G2的 两个输入信号分别由 G1和A 端两个路径在不同时刻到达的现象，通常称为竞争， 由此产生输出干扰脉冲的现象称为冒险。 （2） 1型竞争冒险现象 如下图所示： 输出L AA ，在电路达到稳定时，即静态时，输出 L 总是0。然而在A 变化时 （动态时），从图12-4可见，在输出L 的某些瞬间会出现 1，即当A 经历0变1的 变化时，L 出现窄脉冲，即电路存在静态 1型竞争冒险现象。 3. 总结 当电路中存在由反相器产生的互补信号，且在互补信号的状态发生变化时可能出 现竞争冒险现象。 4. 消除竞争冒险的方法 (1) 发现并消掉互补变量 G1 L 」——11 — 图12-4波形图 图12-1 0型竞争冒险电路图 图12-2 波形图 12-3 1型竞争冒险电路图
第一章声现象 本章测试卷 一、理解与应用 1.电影《地道战》中的日军指挥官让人在地下埋几口水缸，并时不时把头探进缸里，以下有几种解释，你认为哪种说法正确？（） A.甲说：“从水缸中能看见地道里游击队员的像，判断有无游击队员.” B.乙说：“从水缸中能听见地面下传来的声音，判断有无游击队员挖地道.” C.丙说：“防止自己的讲话被游击队员偷听.” D.丁说：“是为了藏匿物品.” 2. 你观察过下列现象吗？安静的傍晚，狗或猫竖起耳朵警觉地谛听.这是（） A.狗或猫在谛听无线电波 B.狗或猫在谛听火星发出的声音 C.狗或猫在偷听远处人们手机的对话 D.狗或猫听到人耳所不能觉察的某些频率的声音 3. 小明晚上在睡觉时，将机械式手表放在枕头下，如图测4-1所示，他的耳朵在枕头上能比在空气中更清晰地听到手表秒针走动时的“嘀嗒”声，这现象说明（） A.只有固体才能传声 图测4-1 B.声音在固体中传声比空气中快 C.固体能将声音放大 D.声音在固体中传播时音调比在空气中高 4. 关于声现象，以下知识结构错误的是（） 5.如图测4-2，小明同学面对悬崖大叫一声，经过1s听到回声，小明与悬崖间的距离大约是（） 图测4-2 A.340 m B.170 m C.34m D.17m
6. 下列的实验和实例，能说明声音的产生或传播条件的一组是（） ①在鼓面上放些碎纸屑，敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动；②放在真空罩里的手机，当有来电时，只见指示灯闪烁，听不见铃声；③拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些，一次慢些，比较两次的不同；④锣发声时用手按住锣，锣声就消失了 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ 7. 我国已进行了“神舟”号载入航天飞船的试验.不久的将来，我国的宇航员将乘坐着宇宙飞船遨游太空，宇航员在太空舱中可以直接对话，但在飞船外作业时，他们之间不能直接对话，必须借助通信设备进行交流.其原因是（） A.用通信设备为了方便 B.声音的传播需要介质 C.太空中噪声太大 D.声音只能在地面上传播 8. 一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静.究其原因，你认为正确的是（） A.可能是大雪后，行驶的车辆减少，噪声减小. B.可能是大雪后，大地银装素裹，噪声被反射. C.可能是大雪蓬松且多孔，对噪声有吸收作用. D.可能是大雪后气温较低，噪声传播速度变慢. 9. 敲鼓时，撒在鼓面上的纸屑会跳动，且鼓声越响纸屑跳得越高；将发声的音叉接触水面，能溅起水花，且音叉声音越响溅起的水花越大；扬声器发声时纸盆会振动，且声音越响纸盆振幅越大，根据上述现象可归纳出： （1）声音是由物体的产生的； （2）. 10. 婉转的鸟鸣声靠的是鸣膜的，鸟鸣声是靠传到耳朵，而引起的振动，这种振动经过刺激听觉神经，听觉神经把信号传给，我们就听到了鸟鸣声. 11. 试试看：小明取8只同样的玻璃杯，分别装入不同量的水，按水量多少，从左到右将杯子排在桌子上，如图测4-3.然后用一根细棒依次敲打每只杯子，会发现最右边的杯子音调（选填“高些”或“低些”）.接着小明用8只可乐瓶，分别装入不同的水，用嘴对着可乐瓶口吹，会发现最右边杯子音调（选填“高些”或“低些”）. 图测4-3 12. 小王喜欢唱歌，看看如图测4-4所示的这段歌谱，这是小王最喜欢的一首歌《托起明天的太阳》中的一段：小王唱到字时音调最高，唱到字时响度最大，如果换小陈来唱，他俩的是不同的. 图测4-4 13. 一部科幻电影中有这样的场面：一艘飞船在太空中遇险，另一艘飞船前去营救的途