数电习题答案(1)

可见，如果电路进入无效状态101、110、111时，都可在CP脉冲作用下，分别进入有效状态010、011、100。所以电路能够自启动。

习题答案

第十章 脉冲波形的产生和整形

1. 能否用施密特触发器存储1位二值代码？为什么？

答：可以用施密特触发器存储1位二值代码，因为它同样具有两个稳定状态。但这两个稳定状态要依靠输入信号来维持，两状态的转换也要靠输入信号的变化来实现。 2. 在教材P458图10.2.1所示的施密特触发器电路中，为什么要求R1

答：若R1>R2 ，会使VT+ >2VTH= VDD ，VT- <0 ，而vI的变化范围在0~ VDD之间，即达不到阈值而使电路自锁，不能进行状态翻转。

3. 反相输出的施密特触发器的电压传输特性和普通反相器的电压传输特性有什么不同？ 答：反相输出的施密特触发器的电压传输特性和普通反相器的电压传输特性的不同点在于输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换时对应的输入电平不同。电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变得很陡。

4. 若反相输出的施密特触发器输入信号波形如图P10-4所示，试画出输出信号的波形。施 密特触发器的转换电平VT+、VT-已在输入波形图上标出。

图P10-4

答：

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图A10-4

5. 在教材P458图10.2.1给出的由CMOS反相器组成的施密特触发器电路中，若R1=50kΩ ， R2=100kΩ ，VDD=5V ，VTH=VDD/2 ，试求电路的输入转换电平VT+、VT-以及回差电压△VT 。

1解：VT???1??R??VTH??1?100??2.5?3.75V

??2???R??50??R1?50???VT???1?V?1??R?TH?100??2.5?1.25V

??2??ΔVT?VT??VT??3.75?1.25?2.5V

6. 在图P10-6（a）所示的施密特触发器电路中，已知R1=10kΩ ， R2=30kΩ 。G1和G2为 CMOS反相器，VDD=15V 。

（1） 试计算电路的正向阈值电压VT+、负向阈值电压VT-和回差电压△VT 。

（2） 若将图P10-6（b）给出的电压信号加到图P10-6（a）电路的输入端，试画出输出电

压的波形。

图P10-6

1解：（1）VT????1?R??VTH??1?30??2?10V

??2??1 VT???1??R??VTH??1?30??2?5V

??2?? ΔVT?VT??VT??10?5?5V （2）

?R??10?15?R??10?15图A10-6

7. 单稳态触发器输出脉冲的宽度（即暂稳态持续时间）由哪些因素决定？与触发脉冲的宽 度和幅度有无关系？

答：单稳态触发器输出脉冲的宽度（即暂稳态持续时间）的长短取决于电路内部的时间

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常数，与触发脉冲的宽度和幅度没有关系。

8. 比较图10.3.1 （教材P467）的微分型单稳态触发器和图10.3.5（ 教材P469）的积分型 单稳态触发器，它们各有何优点、缺点？ 答：

（1）积分型比微分型单稳抗干扰能力强。 （2）积分型单稳输出波形的边沿比较差（因为电路状态转换中无正反馈作用)。 （3）积分型单稳必须在触发脉冲宽度大于输出脉冲宽度时方能正常工作；而微分型单稳可用窄脉冲触发也可在vd的脉宽大于输出脉宽时电路仍工作，但输出脉冲下降沿较差（vO在返回低电平过程中电路内部不能形成正反馈）

9. 在教材P467图10.3.1给出的微分型单稳态触发器电路中，已知R=51kΩ ，C=0.01μF， 电源电压VDD=10V ，试求在触发信号作用下输出脉冲的宽度和幅度。 解： tW=RCln2=51×103×0.01×10-6×0.69=0.35ms Vm=VOH-VOL≈10V

10. 在教材P467图10.3.1给出的微分型单稳态触发器电路中，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Rd（×）； （2）减小R（×）； （3）加大C（√）； （4）提高VDD（×）； （5） 增加输入触发脉冲的宽度（×）。

11. 在教材P469图10.3.5给出的积分型单稳态触发器电路中，若G1和G2为74LS系列门电 路，它们的VOH=3.4V ，VOL≈0V， VTH=1.1V ，R=1kΩ ，C=0.01μF，试求在触发信号作用下输出负脉冲的宽度。设触发脉冲的宽度大于输出脉冲的宽度。 解：tW?RClnVOH3.4?1?103?0.01?10?6ln?11.3μs VTH1.112. 图P10-12是用两个集成单稳态触发器74121所组成的脉冲变换电路，外接电阻和电容

参数如图中所示。试计算在输入触发信号vI作用下vO1、vO2输出脉冲的宽度，并画出与vI波形相对应的vO1、vO2的电压波形。vI的波形如图中所示。

图P10-12

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解：

图A10-12

tW1=RCln2=22×103×0.13×10-6×0.69≈2ms tW2=RCln2=11×103×0.13×10-6×0.69≈1ms

13. 在什么条件下电路中的正反馈会使电路产生振荡？在什么条件下电路中的负反馈会使 电路产生振荡？ 答：电路中的正反馈会使电路产生振荡的条件：利用闭合回路中的正反馈可以产生振荡， 但构成振荡器中的反相器必须工作在电压传输特性的转折区。

电路中的负反馈会使电路产生振荡的条件：利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接。

14. 在教材P477图10.4.1给出的对称式多谐振荡器电路中，若RF1= RF2=1kΩ ，C1=C2=0.1 μF ，G1和G2为74LS04（六反相器）中的两个反相器，G1和G2的VOH=3.4V ， VTH=1.1V ，VIK=-1.5V ，R1=20kΩ ，求电路的振荡频率。

VE?VIK

VE?VTHR1RF20?1??0.95kΩ 其中 RE?R1?RF20?1RF?VCC?VOH?VBE?VE?VOH?R1?RF 解： T?2RECln

1?5?3.4?0.7??3.44V?3.4?20?11?7.04kHz T

故得到振荡频率为 f?15. 在教材P477图10.4.1给出的对称式多谐振荡器电路中，试判断为提高振荡频率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）加大电容C（C1=C2=C）的电容量（ × ）； （2）减小电阻R（RF1=RF2=R）的阻值（ √ ）； （3）提高电源电压（ × ）。

16. 图P10-16是由五个同样的与非门接成的环形振荡器。今测得输出信号的重复频率为10MHz，试求每个门的平均传输延迟时间。假定所有与非门的传输延迟时间相同，而且tPHL=tPLH=tpd。

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