第八章 脉冲电路路

第八章脉冲电路
1．图P8.1为TTL与非门构成的微分型单稳态电路,试画出在输入信号v1作用下,a,b,d,e,v0各点波形,求出输出v0的脉冲宽度.
.
图P8.1
解:
(1)静止期
R1=5.1KΩ>R on
∴v a=1.4V
R=100Ω<R off,v d=0.3V;
∴v e=3.6V
v b=0.3V,V0=0.3V
电路处于G1门开,G2门关的状态.
(2)工作期
当v1由3.6V下跳到0.3V时
电路产生正反馈积累过程,电路变化为G1关,G
v a(0+
v b(∞)=1.4V
τ=R1C1<<v1的脉宽
v
b
=3.6V
v
d
(0+)=0.3V+3.3V=3.6V
v
d
(∞)=0V
τ=RC=1μS 图P8.A1 ( b )
一旦v d≤v TH=1.4V时，电路产生反向正反馈积累过程，又回到G1开，G2关的稳态v d(t w) = 1.4V
t w = RC= 0.9RC = 0.9μS
v
e
= 0.3V，v
= 3.6V
4.1
6.3
ln
(3) 恢复期
G 1开,G 2关
v d (0+)=1.4-3.3= -1.9V v d (∞)=0.3V
τ=(R 1//R)C=RC
图P8.A1(c)
t re = (3～5)τ
v b =0.3V,v e =3.6V,v O =0.3V
当v 1由0.3V 上跳到3.6V 时,在v a 产生一上跳脉冲,对电路工作无影响 v a (0+)=1.4+3.3=4.7V v a (∞)=1.4V τ=R 1C 1
2.图P8.2所示为TTL 与非门构成的积分型单稳态电路,若输入v 1为宽度为20μS 的正脉冲,画出a,b,c,d,v 0的波形.为使积分型单稳态电路能正常工作,对输入脉冲有什么要求?
图P8.A2
解:
当 v 1=0.3V 时, G 1,G 2门关
v a =3.6V, v d =3.6V v b =3.6V, v o =0.3V
当v 1由0.3V 上跳到3.6V 时,
v a 由3.6V 下跳到0.3V,电容C 放电
v b (0+)=3.6V
v b (∞)=0.3V τ=RC=0.26μs (3～5)τ后达到稳态
)
图P8.A2 ( b )
G 2的输入v 1和v b ,当它们之值均大于3.6V 时，G 2门打开，v d =0,当v b ≤1.4V 后，G 2门关
v b (0+)=3.6V v b (∞)=0.3V τ=RC=0.26μS v b (t w )=1.4V
∴t w =RC =1.1RC=0.29μS
当v 1由 3.6V 下跳到0.3V 时,v a 由0.3V 上跳到3.6V
图P8.A2 ( c )
v b (0+)=0.3V v b (∞)=3.6V t w =(3～5)RC τ=RC
3. 由两级积分型单稳所组成的电路如图P8.3 (a)所示，输入信号为图P8.3 (b )，假论输入信号中所有正向脉冲足够宽，两级单稳均能正常工作，问:
(1) 与v 1对应的v 01 ，v 02 ，v 03波形如何，请画出：
(1) 要改变输出v 03的正脉冲的宽度，应调整电路中哪些参数。

( a )
解:
(1)t w1=1.1R 1C 1
w222
(2) 从v 03
4. C 应为多少?[4.1_3.06
.3_3.0ln
解:
由于t w = 0.7RC Rint = 2K Ω
C===2.14μf
5. 设某零件加工过程中需要加热处理，先在50o C 的炉温下预热3秒钟，停2秒后再送100o
C 的炉温下加热10秒钟，加热完毕后要求报警。

试用单稳态触发器CT74121实现以上控制。

解:
取四片单稳,逐级串接,然后用它们输出端产生的脉冲去控制各道工序的执行机构,各工序的时间通过RC 调节,这样,只要在适当时刻加入启动脉冲,系统就能自动按设计要求工作,它们时序关系如图所示.
电路图如下：
图P8.A5 ( b )
6. 电路图P8.4所示,已知石英晶体的振荡频率为1MHZ,试画出v 0和Q 3的波形关系,并计数它们的频率.
R 7.0t w
3
3
_10×2×7.010
×
3
图P8.4
解:
晶体稳频的多谐振荡器的振 荡频率取决于晶体谐振频率即为 1106HZ ，其周期为1μS ，所以 输出v 0 = CP 0的周期为1μS. CT74LS90接成为8421BCD 的9进制计数器Q 3的周期为 8μS ，频率为
1/8 = 0.125106
HZ =125HZ
7. 在使用555
解:
输入脉冲低电平宽度不能太宽,否则电路回翻转不回原来的稳态,改进方法应在输入端加一微分电路,使负脉冲宽度变窄.
8. 在图8.1.20(a)所示的环形振荡器电路中,试说明: (1) R.C.R S 各起什么作用?
(2) 为降低电路的振荡器频率可以调哪些参数?是加大还是减小? (3) 若R=200Ω，C = 0.01μF ，求电路振荡频率为多少? 解:
(1) R,C 为定时元件,R S 为隔离电阻.
(2) 带有RC 定时元件的环形振荡器的周期.
T=2.3RC f ==
从上式可见为降低电路的振荡频率可加大R 或者加大C
(3) f ===217KHZ
9. 用555定时器接成的施密特触发器电路如图8.2.10(a)所示，试问: (1) 当V CC = 12V ,而且没有外接控制电压时，V T+,V T -及ΔV T 各为多少伏? (2) 当V CC = 9V ，控制电压V CO =5V 时，V T+,V T -及ΔV T 各为多少伏? 解:
(1) 当V CC =12V 时, 没有外接控制电压
××T 1
RC 3.21
RC 3.21
6
_10×01.0×200×3.21
V T+ =V CC = 8V , V T -=V CC = 4V ΔV T = 8V -4V = 4V (2) 当V CC = 9V ，控制电压V CO = 5V 时
V T+ = 5V ， V T- =V CO = 2.5V ΔV T = 5V -2.5V = 2.5V
10. 在图8.2.14 (a)所示电路中，若R 1 = R 2 = 5.1K Ω，C = 0.01μf,V CC = 12V ，试计算电路的振荡频率。

解:
555定时器组成的多谐振荡器的频率为
f === 9.3KHZ
11. 试用555定时器设计一个多谐振荡器，要求输出脉冲的振荡频率为20KHZ,占空比等于75%.
解:
由555定时器组成的多谐振荡器，在电容充电时，暂稳态持续时间为 t w1 = 0.7(R 1+R 2)C
在电容C 放电时,暂稳态持续时间为 t w2 = 0.7R 2C
所以T = t w1+t w2 = 0.7
占空比q === 0.75 f ===20KHZ 电容C 取为0.01MF,则求出R 1 = 2R 2, R 2 =1.8K Ω, R 1 =3.6K Ω
12. 图P8.5为电子门铃电路，根据555定时器的功能分析它的工作原理（图中S 为门铃按钮).
图P8.5
解:555定时器构成了多谐振荡器，当按钮S 不合上时，清零端4上的电压为0，所以不可能发生振荡，当门铃按钮S 合上后V CC 通过R 3对C 2充电使清零端4上的电压为V CC ，多谐振荡器开始振荡，推动喇叭发生,当按钮打开时，C 2通过R 4放电，使清零端上电压仍为0，门铃不响。

13. 图P8.6是用555定时器接成的延迟报警器.当开关S 断开后，经过一定的延迟时间
3231
21
C )R 2+R (7.01
216
_3
10×01.0×10×3.15×7.01
C )R 2+R (21T t 1
w 212
1R 2R R
+R T 1
C )R 2+R (7.01
2
1
t d 后喇叭开始发出声音，如果在延迟时间内将S 重新闭合，喇叭不会发出声音，在图中给定的参数下，试求延迟时间t d 以及喇叭发出的声音的频率。

图P8.6
解:
图P8.6中555(1)接成了施密特触发器，555(2)接成了多谐振荡器.当开关S 断开后电容C
充电,充至V T+ =V CC 时,反相器G 1输出高电平，多谐振荡器开始振荡。

故延迟时间为
v c (0+) = 0
v c (∞) = v cc = 12V t d = RCln
=10ln =11S
τ= RC = 10S
v c (t d ) = V CC = 8V
振荡器的振荡频率，亦即喇叭发出声音的频率
f === 9.5KHZ
32
+
T CC CC
V _V V 8_1212
32
2
ln C )R 2+R (1
217.0×10×01.0×10×151
6
_
3。