万里学院-数字电子技术-第五章习题及参考答案
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第五章习题
1.题图5-1所示电路是用两片555构成的脉冲发生器,试画出Y1和Y2两处的输出波形,并标注主要参数(参数只需估算)。
R1C133kΩY1R2DRM133kΩC210μFR3C32.7kΩR42.7kΩC40.01μF0.01μFY248762vI2vI1153555DRM248762vI2vI11535550.01μF
题图5-1
2.题图5-2所示的555定时器构成的单稳态触发器及输入vI的波形,求:
(1)输出信号vO的脉冲宽度TW;
(2)对应vI画出vC、vO的波形,并标明波形幅度。
33kΩ1msvI/VVCC/30vIR48762CvC+10V15vO3555DRvI1vI20.1μF0.01μF题图5-2
3.由555定时器组成的多谐振荡器如图5-3所示,已知VDD=12V、C=0.1μF、R1=15kΩ、R2=22kΩ。试求:(1)多谐振荡器的振荡周期;(2)画出的vC和vO波形。
vO/VvC/V00ttVDDμF01.0R148762CvC15vO3555R2DRvI1vI2
题图5-3 4.由555定时器、3位二进制加计数器、理想运算放大器A构成如题图5-4所示电路。设计数器初始状态为000,且输出低电平VOL=0 V,输出高电平VOH=3.2 V,Rd为异步清零端,高电平有效。
(1)说明虚框(1)、(2)部分各构成什么功能电路?(2)虚框(3)构成几进制计器?
(3)对应CP画出vO波形,并标出电压值。
三位二进制加法计数器RR2R3R2R2R2R2RAvO(2)Q0Q1Q2RDCP(3)(1)μF01.0R148762CVDD153555R2DRvI1vI2DISC
题图5-4
5.用集成芯片555构成的施密特触发器电路及输入波形iv如题图5-5所示,要求:
(1)求出该施密特触发器的阈值电压VT+、VT-;(2)画出输出vo的波形。
vI/V500ttvO/VμF010.48762vI+6VvI2vI1VCO15vO3555DR
题图5-5
6.用集成定时器555构成的电路及可产生的波形如题图5-6(a)、(b)所示,试回答:
(1)该电路的名称;(2)指出(b)图中vC波形是1~8引脚中,哪个引脚上的电压波形;
(3)求出矩形波的宽度tW。 20kΩ48762vI15vO36V0.01μF0.3μFDISCTHTROUTRDVDDGNDCO tWvIvCvO
(a) (b)
题图5-6
7.题图5-7为简易门铃电路,设电路中元器件参数合适,R>>R1,S为门铃按钮,当按钮按一下放开后,门铃可响一段时间。
(1) 指出电路“Ⅰ”的名称;(2) 分析电路“Ⅱ”在门铃电路中的作用;(3) 欲调高铃声的音调,应如何调节?(4) 欲延长门铃响的时间,又如何调节?
0.01μF48762153555C2C3COVCCTHTRDRu0C4E+VCCGNDR3R4R1R2RC1S+DISCⅠⅡ
题图5-7
8.由集成定时器555的电路如题图5-8所示,请回答下列问题。
(1)构成电路的名称;(2)画出电路中A、B两点对应的波形。
(定时器555个管脚名称:1脚:接地;2脚:触发输入;3脚:输出端;4脚:复位端;
5脚:控制电压;6脚:阈值输入;7脚:放电端;8脚:电源)
vI00ttvIR48762CvCVCC15vO35550.01μFvC2/3VCC0tvO
题图5-8 9.由集成定时器555构成的施密特电路如题图5-9(a)所示。
(1)求出VT+、VT-和△VT;
(2)根据输入波形vI(题图5-12(b)所示)画出其输出波形vO。
00ttvI2/3VCC1/3VCCvOμF010.48762vIVDDvI2vI1VCO15vO3555DR(a) (a)
题图5-9
10.用555定时器构成的电路如题图5-10所示:
R248762153555(0)+5V0.01μF8Ω10μFR120kΩ48762153555(1)0.22μF0.01μFC1C2C3SR32.4kΩ
题图5-10
(1)555(0)和555(1)分别构成了什么电路?
(2)若要求扬声器在开关S按下后以1.3kHz的频率持续响10s,试求R1的阻值。
(3)若要求扬声器在开关S按下后以1.2kHz的频率持续响15s,试求R2的阻值。
11.如题图5-11(a)所示的555定时器应用电路,已知恒流源的I=2mA,C=1uF。(1)试说明电路的功能;(2)当vI输入一个负脉冲后,在题图5-11(b)的基础上画出电容电压vC和555输出信号vO的波形;(3)试推导并计算电容C的充电时间。 I48267CvC15vO3+6V0.01μF00tttTRTHDISCGNDCOvIVDDRDOUTvIvCvO0(a) (b)
题图5-11
12.CMOS集成定时器555组成的电路如图5-12所示,试问:题
(1)电路实现哪种逻辑功能?
(2)定性画出电源合上后输出电压波形(设输入vI低电平宽度足够窄)。
+6V00ttR48762vI15vO36V0.01μFCDISCTHTROUTRDUDDGNDCOvI+6VvC0t+6VvOvC
题图5-12
13.由两个555定时器接成的延迟报警电路如题图5-13所示,当开关S断开后,经过一定的延迟时间后扬声器开始发出声音,若在延迟时间内S重新闭合,扬声器不会发出声音。图中G1为CMOS反相器,输出的高、低电平分别约为12V和0V。请回答下列问题:
(1)555(1)和555(2)各构成了什么电路?
(2)试求出延迟时间的具体数值,以及扬声器发出声音的频率。 0.01μF48762153555(2)VCCTHTRDRvOCVCC=12VGND5kΩS+DISC100μF5kΩ0.01μF0.01μF48762153555(1)VCCTHTRDRGND1MΩ10μF1+G1
题图5-13
14.由集成定时器555的电路如题图5-14所示,请回答下列问题。
(1)构成电路的名称;
(2)已知输入信号波形vI,画出电路中vO的波形(标明vO波形的脉冲宽度)。100k120msvI/V600ttvIR48762CvCVDD15vO3555DRvI1vI23.3μF0.01μFvO/V
题图5-14
15.由集成定时器555的电路如题图5-15所示,请回答下列问题。
(1)构成电路的名称;(2)画出电路中A、B的波形(标明各波形电压幅度,B波形周期)。
100k6.2kvO/VvC/V00tt+6VμF01.0R148762CvC15vO3555R2DRvI1vI21μF
题图5-15
第五章习题参考答案
1.解:
Y1Y20t0tT1T21T2T
T1=0.7C1(R1+R2)=0.462s
T2=0.7C1R2=0.231s
1T=C4(R3+R4)=37.s)
2T= C4R4=18.9s
12000108.37462.06 11TT,即为一串串脉冲,每串约一万多个窄脉冲.
2.解:(1)TW = 1.1RC
=1.1×33×310×0.1×610
=3.63ms
(2) 波形如图
TW2/3VCCvI0vC0vO0ttt
3.解:
(1)T=0.7(R1+2R2)C=0.7×(15+2×22)×0.1=4.13ms
(2) tt00uouc8V4V
4.解:(1)虚框(1)电路为多谐振荡器,虚框(2)电路为D/A转换器,
(2)虚框3为4进制计数器
0000010100112Q1Q0Q
(3)利用叠加定理可得D/A转换器的输出表达式为
)214181(210OHOQQQVv
当Q2Q1Q0=000时,vO=0V;
当Q2Q1Q0=001时,vO=-0.4V;
当Q2Q1Q0=010时,vO=-0.8V;
当Q2Q1Q0=011时,vO=-1.2V;
因此,对应CP的vO波形为:
-0.4V-0.8V-1.2V0vO/VCPt
5.(1)VVUVDDT463232
VVUVDDT263131
(2)波形 vI/V5400tt2vO/V
6.解:
⑴、该电路为单稳态触发器。
⑵、vC波形是引脚6或7上的电压波形;
⑶、矩形波宽度为:
361.11.120100.3106.6WtRCms
7.解:
(1)“Ⅰ”为多谐振荡器。
(2)开关S接通时,VCC 通过 R1 向 C1 很快充电,使 vC1 为高电平,DR=1,振荡器工作,门铃响。S断开后,C1通过R和R2慢慢放电,使vC1减小。铃响一段时间后,vC1足够小使 DR=0 ,振荡器停振,门铃停止发出声音。
(3)减小R3。
(4)增大R2。
8.解:(1)单稳态触发器
(2)波形
TWVDDVDD2VDD/3VDDvI0vC0vO0ttt
9、解:
(1)、TV=2/3 Vcc;TV=1/3 Vcc;和TV=1/3Vcc;
(2)、
00ttvI2/3VCC1/3VCCvOVOH
10.解:(1)分别为单稳态电路和多谐振荡器电路。
(2)单稳态触发器脉宽为:
tW=1.1R1C1,已知,C1=10uF,tW=10s,所以,R1=910Ω
(3)多谐振荡器的振荡频率为1.2kHz:
232)2(7.01CRRf
已知,R3=2.4kΩ,C2=0.22uF,则有R2=6.1kΩ(2分)
11.(1)单稳态触发电路
(2)波形
Vi0VC0VO0ttt4V
(3)WTtICVQ
持续时间:mssICVtTW21021024101336