数字电子技术基础1第二版

数字电子技术 第二版第一节 基本知识、重点与难点一、基本知识（一） TTL 与非门 1．结构特点TTL 与非门电路结构，由输入极、中间极和输出级三部分组成。

输入级采用多发射极晶体管，实现对输入信号的与的逻辑功能。

输出级采用推拉式输出结构（也称图腾柱结构），具有较强的负载能力。

2．TTL 与非门的电路特性及主要参数 （1）电压传输特性与非门电压传输特性是指TTL 与非门输出电压U O 与输入电压U I 之间的关系曲线，即U O=f （U I ）。

（2）输入特性当输入端为低电平U IL 时，与非门对信号源呈现灌电流负载，1ILbe1CC IL R U U U I ---=称为输入低电平电流，通常I IL ＝-1～1.4mA 。

当输入端为高电平U IH 时，与非门对信号源呈现拉电流负载，通常I IH ≤50μA 称为输入高电平电流。

（3）输入负载特性实际应用中，往往遇到在与非门输入端与地或信号源之间接入电阻的情况。

若U i ≤U OFF ，则电阻的接入相当于该输入端输入低电平，此时的电阻称为关门电阻，记为R OFF 。

若U i ≥U ON ，则电阻的接入相当于该输入端输入高电平，此时的电阻称为开门电阻，记为R ON 。

通常R OFF ≤0.7K Ω，R ON ≥2K Ω。

（4）输出特性反映与非门带载能力的一个重要参数--扇出系数N O 是指在灌电流（输出低电平）状态下驱动同类门的个数IL OLmax O /I I N =其中OLmax I 为最大允许灌电流，I IL 是一个负载门灌入本级的电流（≈1.4mA ）。

N O 越大，说明门的负载能力越强。

（5）传输延迟时间传输延迟时间表明与非门开关速度的重要参数。

平均传输延迟时间越小，电路的开关速度越高。

3．其它类型常用TTL门电路（2）三态门（TSL门）三态输出门除具有一般与非门的两种低阻输出状态（高电平和低电平状态）外，还具有高阻输出的第三种状态，称为高阻态，又称禁止态或失效态。

2.1由TTL门组成的电路如图2.1所示，已知它们的输入短路电流为I is =1.6mA，高电平输入漏电流I iH=40。

试问：当A=B=1时，G1的灌电流（拉，灌）为3.2mA；A=0时，G1的拉电流（拉，灌）为120。

2.2图2.2中示出了某门电路的特性曲线，试据此确定它的下列参数：输出高电平U OH=3V；输出低电平U OL=0.3V；输入短路电流I iS=1.4mA；高电平输入漏电流I iH=0.02mA；阈值电平U T=1.5V；开门电平U ON= 1.5V；关门电平U OFF=1.5V；低电平噪声容限U NL=1.2V；高电平噪声容限U NH=1.5V；最大灌电流I OLmax=15mA；扇出系数N=10.2.3TTL门电路输入端悬空时，应视为高电平；（高电平，低电平，不定）此时如用万用表测量其电压，读数约为1.4V（3.6V，0V，1.4V）。

2.4CT74、CT74H、CT74S、CT74LS四个系列的TTL集成电路，其中功耗最小的为CT74LS；速度最快的为CT74S；综合性能指标最好的为CT74LS。

2.5CMOS门电路的特点：静态功耗极低（很大，极低）；而动态功耗随着工作频率的提高而增加（增加，减小，不变）；输入电阻很大（很大，很小）；噪声容限高（高，低，等）于TTL门。

2.6集电极开路门（OC门）在使用时须在输出与电源之间接一电阻（输出与地，输出与输入，输出与电源）。

2.72.8若G2的悬空的输入端接至0.3V，结果如下表2.9输入悬空时为高电平，M=“0”，V M=0.2V,三态门输出为高阻，M 点电位由后面“与或非”门的输入状态决定，后面与门中有一输入为0，所以V M=0V。

2.102.11上图中门1的输出端断了，门2、3、4为高电平输入，此时V M=1.6V 左右。

2.12不能正常工作，因为不能同时有效，即不能同时为低电平。

2.13图为由TTL“与非”门组成的电路，输入A、B的波形如图所示，试画出V0的波形。

《数字电⼦技术（第⼆版）习题册》答案数字电⼦技术（第⼆版）》习题册部分参考答案课题⼀认识数字电路任务⼀认识数制与数制转换⼀、填空题1．时间数值1 02．1 8 153．1 128 2554．75．96．16⼆、选择题1．C 2．B 3.C 4.B 5.C 6.A 7.D三、判断题1．V2. V3. X4.X5.V6.X7.V 8.V 9.X四、问答题1．答：数字电路中的信号为⾼电平或低电平两种状态，它正好与⼆进制的 1 和0 相对应，因此，采⽤⼆进制更加⽅便和实⽤。

2．答：⼗六进制具有数据读写⽅便，与⼆进制相互转换简单，较直观地表⽰位状态等优点。

五、计算题1. (1）7 （2）15 （3）31 （4）2132. (1）[1010]2 （2）[1 0000]23）[100 0000 0000]2 （4）[100 0000 0110]23. (1）[650]8 （4）[3153]84. (1）[010 111]2 （2）[001 101 110]23）[010 000 000]2 （4）[001 110 101 101]25. (1）0FH （2）1FH3）36H （4）0AE63H6. (1）0001 0110 B （2）0010 1010 1110 B3）1011 1000 1111 1100B （4）0011 1111 1101 0101B 任务⼆学习⼆进制数算术运算⼀、填空题1.加减乘除2. 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=103.0－0=0 1－0=1 1－1=0 10－1=14.0X0=0 0X1=0 1X0=0 1X1=15.1 06.最⾼正负原码7．字节 8．半字节 9．字⼆、选择题1．C 2．B 3．C 4．B 5．B 6.B 7.C3.x4. V四、问答题1．答：将⼆进制数 001 1移位⾄ 0110，是向左移动⼀位，应做乘2运算。

2．答：将⼆进制数 1010 0000 移位⾄ 0001 0100，是向右移动三位，应做除以 8运算。

数字电子技术基础第二版张宝荣课后答案第一章离散信号与离散系统1.1 离散信号与连续信号的概念及它们的区别是什么？离散信号是在时间上是离散的信号，它的数值仅在离散时间点上存在。

连续信号是在时间上是连续的信号，它在整个时间区间上都存在。

离散信号和连续信号的主要区别是时间域上的离散和连续。

离散信号在时间上仅存在于离散的时间点，而连续信号在整个时间区间上都存在。

1.2 离散系统和连续系统的区别是什么？离散系统和连续系统的主要区别在于输入和输出信号的时域取值。

离散系统的输入和输出信号都是在离散时间点上取值的，而连续系统的输入和输出信号是在整个时间区间上连续变化的。

离散系统和连续系统在信号处理领域有着不同的应用场景。

离散系统适用于数字信号的处理，如图像处理、音频处理等；而连续系统适用于模拟信号的处理，如音频放大器、模拟滤波器等。

第二章数字信号的采样与重构2.1 什么是采样定理？采样定理的数学表述是什么？采样定理是指在进行信号采样时，要使得采样频率高于信号最高频率的两倍，才能保证信号的完全恢复。

采样定理的数学表述为：设x(t)是一个带限信号，其带宽为B Hz，那么x(t)可以由其离散样本值x(nTs)重构出来，当且仅当采样频率fs大于2B，即fs > 2B。

2.2 什么是抽样频率？如何选择合适的抽样频率？抽样频率是指进行信号采样时的采样率，即每秒采样的次数。

通常用采样率fs表示，单位为Hz。

选择合适的抽样频率需要考虑信号最高频率的两倍以上，以满足采样定理。

具体而言，抽样频率应该大于信号的最高频率的两倍，即fs > 2B。

如果抽样频率小于信号最高频率的两倍，会出现混叠现象，导致信号信息的损失。

因此，在选择抽样频率时，应该根据信号的特性和需求确定合适的抽样频率。

第三章时域分析方法3.1 什么是离散傅里叶变换（DFT）？离散傅里叶变换（DFT）是时域分析中一种重要的信号分析方法。

它将一个有限长的离散序列转换为一个离散的复数频谱。

《数字电子技术（第二版）》课后习题参考答案课题一认识数字电路任务一认识数制与数制转换一、填空题1．1 232．1 273．1 2154．1 2315．B O D H二、计算题1．2．54，85，4273．0101，1100，1 1000，11 01114．17O，37O，66 O5．110B，010 111B，001 101 110B6．0FH，36H，0AE63H7．0001 0110B，0010 1010B，1111 1100 0000B任务二学习二进制数算术运算一、计算题（给出的二进制均是无符号数）1．（1）1 0000 （2）1 0000 10012．（1）10 1010 （2）1010 11113．（1）1 0100 （2）110 00004．（1）101 （2）11二、写出下列带符号位二进制数（原码）所表示的十进制数（1）+110 （2）-15 （3）-42 （4）+127 （5）+111（6）-63 （7）+0 （8）+32 767 （9）-32 768三、问答题1．（1）答：左移，移动3位，应作乘以8运算。

（2）答：左移，移动4位，应作乘以16运算。

（3）答：右移，移动7位，应作除以128运算。

（4）答：右移，移动3位，应作除以8运算。

2．答：4位二进制无符号数的最大值是15。

3．答：8位二进制无符号数、有符号数的最大值分别是255和+127。

4．答：16位二进制有符号数的最大值是+32 767。

任务三学习二进制代码一、填空题1．二进制数2．43．8，4，2，1二、判断题1．×2．× 3．√ 4．× 5．× 6．×三、计算题1．36，55，892．［0011 0010］8421，［0101 0010 0111］8421，［0001 0011 0110 1001］8421任务四认识基本逻辑关系并测试逻辑门一、填空题1．与或非2．13．04．1 05．Y=AB6．Y=A+B7．Y=A8．Y=AB9．Y=A+B10．Y=A B=AB+AB二、选择题1．D 2．A 3．B，C 4．A，D三、判断题1．× 2．× 3．× 4．√四、问答题1．答：Y1=ABCD2．答：Y2=A+B+C+D五绘图题1．2．3．4．任务五测试TTL集成门电路1．答：TTL集成门电路电源电压范围为4.75～5.25V之间，额定电压为5V。