6脉冲波形的产生和整形习题解答
6脉冲波形的产生和整形习题解答
页眉内容自我检测题1．集成单稳触发器，分为可重触发及不可重触发两类，其中可重触发指的是在 暂稳态 期间，能够接收新的触发信号，重新开始暂稳态过程。
2．如图T6.2所示是用CMOS 或非门组成的单稳态触发器电路， v I 为输入触发脉冲。
指出稳态时a 、b 、d 、 e 各点的电平高低；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R d （ ）； （2）减小R （ ）； （3）加大C （ ）； （4）提高V DD （ ）；（5）增加输入触发脉冲的宽度（ ）。
v Iv OV图 P6.2解：（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×3．四个电路输入v I 、输出v O 的波形如图T6.3所示，试写出分别实现下列功能的最简电路类型（不必画出电路）。
（a ） 二进制计数器 ；（b ） 施密特触发器 ； （c ） 单稳态触发器 ；（d ） 六进制计数器 。
ttv Iv tt（a ）vv （b ）t tv I v （c ）v Iv （d ）页眉内容图 T6.34．单稳态触发器的主要用途是 。
A ．整形、延时、鉴幅B ．延时、定时、存储C ．延时、定时、整形D ．整形、鉴幅、定时5．为了将正弦信号转换成与之频率相同的脉冲信号，可采用 。
A ．多谐振荡器B ．移位寄存器C ．单稳态触发器 D ．施密特触发器 6．将三角波变换为矩形波，需选用 。
A ．单稳态触发器B ．施密特触发器C ．多谐振荡器D ．双稳态触发器 7．滞后性是 的基本特性。
A ．多谐振荡器B ．施密特触发器C ．T 触发器D ．单稳态触发器 8．自动产生矩形波脉冲信号为 。
A ．施密特触发器B ．单稳态触发器C ．T 触发器D ．多谐振荡器 9．由CMOS 门电路构成的单稳态电路的暂稳态时间t w 为 。
A . 0.7RC B . RC C . 1.1RC D . 2RC10．已知某电路的输入输出波形如图T6.10所示，则该电路可能为 。
第6章 脉冲波形的产生与整形思考题与习题题解
思考题与习题6-1选择题（1） TTL单定时器型号的最后几位数字为（ A ）。
A.555B.556C.7555D.7556（2）用555定时器组成施密特触发器，当输入控制端CO外接10V电压时，回差电压为(B )。
A.3.33VB.5VC.6.66VD.10V（3）555定时器可以组成(ABC )。
A.多谐振荡器B.单稳态触发器C.施密特触发器D.JK触发器（4）若图6-43中为TTL门电路微分型单稳态触发器，对R1和R的选择应使稳态时：（ B）图6-43A.与非门G1、G2都导通（低电平输出）；B.G1导通，G2截止；C.G1截止，G2导通；D.G1、G2都截止。
（5）如图6-44所示单稳态电路的输出脉冲宽度为t WO=4μs，恢复时间tre=1μs,则输出信号的最高频率为（C）。
图6-44A.fmax=250kHz;B.fmax≥1MHz;C.fmax≤200kHz。
（6）多谐振荡器可产生（ B ）。
A.正弦波B.矩形脉冲C.三角波D.锯齿波（7）石英晶体多谐振荡器的突出优点是（C）。
A.速度高B.电路简单C.振荡频率稳定D.输出波形边沿陡峭（8）能将正弦波变成同频率方波的电路为（B）。
A.稳态触发器B.施密特触发器C.双稳态触发器D.无稳态触发器（9）能把2 kHz 正弦波转换成 2 kHz 矩形波的电路是（B）。
A.多谐振荡器B.施密特触发器C.单稳态触发器D.二进制计数器（10）能把三角波转换为矩形脉冲信号的电路为（D）。
A.多谐振荡器B.DACC. ADCD.施密特触发器（11）为方便地构成单稳态触发器，应采用（C）。
A.DACB.ADCC.施密特触发器D.JK 触发器（12）用来鉴别脉冲信号幅度时，应采用（D）。
A.稳态触发器B.双稳态触发器C.多谐振荡器D.施密特触发器（13）输入为2 kHz 矩形脉冲信号时，欲得到500 Hz矩形脉冲信号输出，应采用（D）。
A.多谐振荡器B.施密特触发器C.单稳态触发器D.二进制计数器（14）脉冲整形电路有（BC ）。
单元6脉冲波形的产生与整形
使用时间常数较大的RC电路、数字逻辑门电路或可编程逻辑阵列等。
方法
用于定时、计数、分频等领域，如产生精确的时间延迟、控制脉冲宽度调制等。
应用
脉冲的相位整形
定义
通过改变脉冲的相位，使其满足特定要求的过程。
方法
使用移相器、延迟线或数字信号处理技术等。
用于信号合成、解调、多路复用等领域，如产生特定相位的参考信号、实现相位调制等。
脉冲波形的应用领域
通信 控制 检测 医学成像 脉冲波形在数字通信中用于传输数据，如脉码调制（PCM）和脉冲编码调制（PCM）。 脉冲波形用于检测各种物理量，如光、温度、压力和位移等。 脉冲波形用于控制各种电子设备和系统的开关状态，如电机控制和自动控制系统。 脉冲波形用于产生X射线和超声波等医学成像技术。
章节三
脉冲波形的整形
CHAPTER ONE
脉冲的幅度整形
通过改变脉冲的幅度，使其满足特定要求的过程。
使用电子器件（如比较器、运放等）或数字信号处理技术（如窗口函数）进行幅度调整。
用于信号处理、通信、测量等领域，如调整信号的功率、提高信噪比等。
脉冲的宽度整形
通过改变脉冲的宽度，使其满足特定要求的过程。
UNDERWORK
6
单元6脉冲波形产生与整形的实验与实践
WORKHARVEST
章节一
引言
CHAPTER ONE
脉冲波形的基本概念
脉冲波形是指一种短暂的、非连续的电信号，通常具有快速上升和下降的特性。 脉冲波形可以由各种电子和数字电路产生，用于控制、检测和通信等领域。 脉冲波形的基本参数包括脉冲宽度、脉冲幅度和脉冲频率等。
单元6脉冲波形的产生与整形
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电子技术习题解答.第9章.脉冲信号的产生与整形习题解答
第9章 脉冲信号的产生与整形习题解答9.1 如图9-15所示，555定时器接成的施密特触发器电路，试求：（1）当U CC ＝12V ，而且没有外接控制电压时，U T+、U T-及△U T 值。
（2）当U CC ＝9V ，外接控制电压U CO ＝5V 时，U T+、U T-及△U T 值。
图9-15 习题9.1图解：（1）U T ＋＝32U CC ＝8V ，U T －＝31U CC ＝4V ，△U T ＝U T ＋－U T －＝＝4V 。
（2）U T ＋＝U CO ＝5V ，U T －＝21U CO ＝2.5V ，△U T ＝U T ＋－U T －＝2.5V 。
9.2 如图9-16所示，555定时器组成的单稳态触发器。
已知U CC ＝10V 、R =10k Ω、C ＝0.01μF ，试求输出脉冲宽度t W ，并画出u I 、u C 、u o 的波形。
图9-16 习题9.2图 解：t W ＝RC ln3≈1.1RC =1.1×10-4s 。
u I 、u C 、u o 的波形如图所示。
习题9.2 u I 、u C 、u o 的波形如图 9.3 如图9-17所示，是用555定时器组成的开机延时电路，若给定C ＝25μF 、R ＝91K Ω，U CC ＝12V ，试计算常闭开关S 断开以后经过多长时间u o 才跃变为高电平。
图9-17 习题9.3图解： 常闭开关S 断开以后经过多长时间u o 才跃变为高电平的时间就是u C 从32U CC 放电到31U CC 所需要的时间，t W2≈RC ln2＝0.7RC ≈1.6s 9.4 如图9-18所示，555定时器组成的多谐振荡器。
已知U CC ＝10V 、R 1=R 2=10k Ω、C ＝0.1μF ，试求：（1）多谐振荡器的振荡频率；（2）画出u C 和u o 的波形；图9-18 习题9.4图解：（1）f ＝121.43(2)R R C+=476.67Hz （2）u C 和u o 的波形如图所示。
数字电子技术基础第四版课后答案6
数字电子技术基础第四版课后答案6第六章脉冲波形的产生和整形[题6.1]用施密特触发器能否寄存1位二值数据，说明理由。
[解]不能，因为施密特触发器不具备记忆功能。
[题6.2]在图P6.2（a）所示的施密特触发器电路中，已知R110k，R230kG1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P6.2（b）给出的电压信号加到P6.2（a）电路的输入端，试画出输出电压的波形。
［解］R11015VT1VRTH1302V10V2(1)R11015VT1VRTH1302V5V2VTVTVT5V(2)见图A6.2。
［题6.3］图P6.3是用ＣMOS反相器接成的压控施密特触发器电路，试分析它的转换电平ＶT+、VT-以及回差电压△ＶT与控制电压ＶCO的关系。
,则根据叠加定理得到[解]设反相器G1输入端电压为IR2//R3R1//R3R1//R2VCO0R1R2//R3R3R1//R2R2R1//R3VTH时，IVT，因而得到（1）在I升高过程中00。
当升至IIIVTHVTR2//R3R1//R2VCOR1R2//R3R3R1//R2R1R1R1R1//R2R1R2//R3VTVTHVCOVTH1RVCORRRR//RR//R32331223 VTH时，IVT，于是可得（2）在I降低过程中0VDD。
当降至I VTHVTR2//R3R1//R3R1//R2VCOVDDR1R2//R3R3R1//R2R2R1//R3 R1//R3R1R2//R3R1//R2VVVCODDTHR3R1//R2R2R1//R3R2//R3VTR1R1R1VTH1RRRVCO323RRVTVTVT21VTH1VDDR2R2（3）（与VCO无关）根据以上分析可知，当Vco变小时，VT+和VT-均增大，但回差电压△VT不变。
[题6.4]在图P6.4施密特触发器电路中，若G1和G2为74LS系列与非门和反相器它们的阈值电压VTH=1.1V，R1=1KΩ，二极管的导通压降VD=0.7V，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。
脉冲波形的产生与整形详解
④CMOS型555在传输过渡时间里产生的尖 峰电流小，仅为2~3mA；而双极型555的尖峰电 流高达300~400mA。 ⑤CMOS型555的输人阻抗比双极型的要高 出几个数量级，高达1010Ω。 ⑥CMOS型555的驱动能力差，输出电流仅 为1~3mA，而双极型的输出驱动电流可达200mA.
一般说来，在要求定时长、功耗小、负载轻的场 合宜选用CMOS型555；而在负载重、要求驱动电流 大、电压高的场合，宜选用双极型的555。
二、用门电路组成的施密特触发器
将两级反相器串接起来，同时通过分压电阻把输出端的 电压反馈到输入端，就构成了施密特触发器电路。 CMOS门，阈值电压
1 VTH VDD，且R1 R2 2
R2
vI
R1
1
v O1
1 G2
vO
' vO
v 'I
G1
6.3.3 用CMOS反相器构成的施密特触发器
6.3.4 图6.3.3电路的电压传输特性 (a)同相输出 (b)反相输出
单稳态触发器
单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点： （1）电路在无外加触发信号作用期间，处于稳态； （2）在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳 态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回 稳态； （3）暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数 （阈值电压及外接R、C），与触发脉冲的宽度和 幅度无关。
§6.3
施密特触发器
Schmitt Trigger
施密特触发器（电路）是一种特殊的双稳态时序 电路，与一般双稳态电路比较，它具有两个明显的特点： 1.施密特触发器是一种优良的波形整形电路， 只要输入信号电平达到触发电平，输出信号就会从一 个稳态转变到另一个稳态，且通过电路内部的正反馈 过程可使输出电压的波形变得很陡。 2.对正向和负向增长的输入信号，电路有不同 的阈值电平，这是施密特触发器的滞后特性或回差特 性，提高了干扰能力，可有效滤除噪声。
组合逻辑电路、脉冲波形的产生与整形 作业解析.ppt
Q1
状态方程：Qn+1=1·Qn + 1·Qn = Qn 对应CP ↓沿，Q1的波形翻转。
Q2
t
(2)题
驱动方程：J= 0 ；K=0
Q3
t
状态方程：Qn+1=Qn
Q4
t
Q2的波形始终为0。
t
(3)题 Qn+1= Q CP作用沿为↓， Q5
(4)题 Qn+1= Q CP作用沿为↑， Q6
t
(5)题 Qn+1= Q
2、填卡诺图化简逻辑函数 (略)
3、输出逻辑
Y3 ＝A Y2＝A⊕B
Y1＝B⊕C Y0＝C⊕D
A B C D Y3 Y2 Y1 Y0
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010
0000 0001 0011
0010 0110 0111
0101 0100
或者: Y4 = AB + AC
= A( B + C ) = A·BC
& &
& A BC
&
&
&
1
1
AB
C
或者: &
&
&
&
&
AB
C
1.20 例用无关项化简逻辑函数(1)
YA1BCD00 01 11 10 00 1 0 0 1
或者: YA1BCD00 01 11 10
00 1 0 0 1
01 1 0 0 0
t
(6)题 Qn+1=0,
(7)题：Qn+1= Qn CP作用沿为↑
第六章 脉冲的产生与原理及原理的应用
第6章脉冲波形的产生与整形
3. 实训设备及元器件 (1) 实训设备： 双路直流稳压电源、信号发生器1台、双踪示 波器1台、面包板1块、单股导线若干、万用表(数字表、指针表 各1块)。 (2) 实训器件：一只0.01mF的电容、一只1k的电阻、一块 NE555。 4. 测试内容 1) 测试电路 测试电路如图6.9所示。 2) 测试步骤 (1) 按图6.9所示接好电路，在输入端接入信号发生器，并用 示波器分别观测输入端和输出端的波形
1. 实训任务 (1) 用仪表仪器测试555定时器的逻辑功能。 (2) 分析和仿真555定时器的逻辑功能。 (3) 记录并比较测试结果。 2. 实训要求 (1) 熟悉555定时器的符号、逻辑功能、引脚排列。 (2) 小组之间相互学习和交流，比较实训结果。 3. 实训设备及元器件 (1)实训设备：直流稳压电源1台、面包板1块、单股导线若干、万 用表(数字表、指针表各1块)。 (2)实训器件：一只0.01mF的电容、一只1k的电阻、一块NE555。
第6章脉冲波形的产生与整形
NE555集成定时器内部电路如图6.1所示，它主要由3个电阻
R组成的分压器、两个高精度电压比较器C1和C2、一个基本RS
触发器、一个作为放电的三极管VT及输出驱动G3组成。
第6章脉冲波形的产生与整形
图6.1 NE555集成定时器内部电路
第6章脉冲波形的产生与整形
图6.2所示为555定时器的逻辑符号 和引脚排列。
t RC ln uC () uC (0) uC () UD
(6-2)
第6章脉冲波形的产生与整形
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6 脉冲的产生与整形习题解答 108自我检测题1．集成单稳触发器，分为可重触发及不可重触发两类，其中可重触发指的是在 暂稳态 期间，能够接收新的触发信号，重新开始暂稳态过程。
2．如图T6.2所示是用CMOS 或非门组成的单稳态触发器电路， v I 为输入触发脉冲。
指出稳态时a 、b 、d 、 e 各点的电平高低；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R d （ ）； （2）减小R （ ）； （3）加大C （ ）； （4）提高V DD （ ）；（5）增加输入触发脉冲的宽度（ ）。
v Iv OV图 P6.2解：（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×3．四个电路输入v I 、输出v O 的波形如图T6.3所示，试写出分别实现下列功能的最简电路类型（不必画出电路）。
（a ） 二进制计数器 ；（b ） 施密特触发器 ； （c ） 单稳态触发器 ；（d ） 六进制计数器 。
ttv Iv tt（a ）vv （b ）t tv I v （c ）v Iv （d ）6 脉冲的产生与整形习题解答 109图 T6.34．单稳态触发器的主要用途是 。
A ．整形、延时、鉴幅B ．延时、定时、存储C ．延时、定时、整形D ．整形、鉴幅、定时5．为了将正弦信号转换成与之频率相同的脉冲信号，可采用 。
A ．多谐振荡器B ．移位寄存器C ．单稳态触发器 D ．施密特触发器 6．将三角波变换为矩形波，需选用 。
A ．单稳态触发器B ．施密特触发器C ．多谐振荡器D ．双稳态触发器 7．滞后性是 的基本特性。
A ．多谐振荡器B ．施密特触发器C ．T 触发器D ．单稳态触发器 8．自动产生矩形波脉冲信号为 。
A ．施密特触发器B ．单稳态触发器C ．T 触发器D ．多谐振荡器 9．由CMOS 门电路构成的单稳态电路的暂稳态时间t w 为 。
A . 0.7RC B . RC C . 1.1RC D . 2RC10．已知某电路的输入输出波形如图T6.10所示，则该电路可能为 。
A ．多谐振荡器B ．双稳态触发器C ．单稳态触发器D ．施密特触发器1v Iv oV DDR CG 1G 2C dRd图T6.1011．由555定时器构成的单稳态触发器，其输出脉冲宽度取决于 。
A ．电源电压 B ．触发信号幅度 C ．触发信号宽度 D ．外接R 、C 的数值12．由555定时器构成的电路如图T6.12所示，该电路的名称是 。
A ．单稳态触发器 B ．施密特触发器 C ．多谐振荡器 D ．SR 触发器R Cv v OR图 T6.126 脉冲的产生与整形习题解答 110习 题1．电路如图P6.1所示，G 1、G 2均为CMOS 系列。
（1）说出电路名称； （2）画出其传输特性；（3）列出主要参数计算公式。
v Iv OR图 P6.1解：（1）由门电路构成的施密特触发器。
（2）传输特性Ov I（3））（21DD 21T 1R R V V +=+ ）（21DD21T 1R R V V -=- 回差电压=21DD R R V ⋅2．图P6.2所示的电路是用施密特触发器构成的多谐振荡器，施密特触发器的阈值电压分别为V T+ 和V T —，试画出电容器C 两端电压v C 和输出电压v O 的波形。
如要使输出波形的占空比可调，试问电路要如何修改？v Cv Ottv Cv图 P6.26 脉冲的产生与整形习题解答111 解：T+T-ttv占空比可调电路CO3．由CC40106构成的电路如图P6.3（a）所示，图P6.3（b）为CC40106的电压传输特性曲线，图P6.3（c）中的输入v I高电平脉宽和低电平脉宽均大于时间常数RC。
要求画出v I作用下的v A、v O1和vO2波形。
（a）（b）（c）vIvO2vOVIT+T-V0tttvvvvI图P6.3解：波形图如下：6 脉冲的产生与整形习题解答 112O2v v Av Iv V +T V -T V4．如图P6.4所示电路为由CMOS 或非门构成的单稳态触发器。
（1）画出加入触发脉冲v I 后，v O1及v O2的工作波形； （2）写出输出脉宽t W 的表达式。
v Iv O2G 1G 2图 P6.4解：工作波形为；v I v Ov O1v R V T =DD 21VT W =0.7RC5．用集成定时器555所构成的施密特触发器电路及输入波形v I 如图P6.5所示，试画出对应的输出波形v O 。
6 脉冲的产生与整形习题解答 113v Iv O 0ttv v O图 P6.5解：tt/O v /I v .3.16．由集成定时器555的电路如图P6.6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v I ，画出电路中v O 的波形（标明v O 波形的脉冲宽度）；v I /V tt v Iv Ov O图 P6.6解：（1）555组成的单稳态触发器。
（2）v I 、v O 波形如图所示。
输出脉冲宽度由下式求得：T W =RC ln3=100×103×3.3×10-6×1.1=363（ms ）6 脉冲的产生与整形习题解答 114v I /V tt v O7．图P6.7（a ）所示为由555定时器构成的心率失常报警电路。
经放大后的心电信号v I 如图P6.7（b ）所示，v I 的峰值V m =4 V 。
（1）分别说出555定时器Ⅰ和555定时器Ⅱ所构成单元电路的名称； （2）对应v I 分别画出A 、B 、D 三点波形； （3）说明心率失常报警的工作原理。
v I（a ）v I（b ） 图 P6.7解：（1）电路Ⅰ为施密特触发器，电路Ⅱ为可重触发单稳态触发器；（2）v I V T+V T-A B D8．由集成定时器7555构成的电路如图P6.8所示，请回答下列问题。
6 脉冲的产生与整形习题解答 115（1）构成电路的名称；（2）画出电路中v C 、v O 的波形（标明各波形电压幅度，v O 波形周期）。
v O /Vv C 00tR C v v OR 21μ图P6.8解：（1）构成多谐振荡器； （2）参数计算：T =T 1+T 2=（R 1+2R 2）C ln2=（100×103+2×6.2×103）×10×10-6×0.7=78.7（ms ）v O /V v C 0tt69．由555定时器构成的多谐振荡器如图P6.9所示，现要产生1kHz 的方波（占空比不作要求），确定元器件参数，写出调试步骤和所需测试仪器。
R 1Cv v OR图 P6.9解：取C =0.1μF ，则k Ω3.147.0101.01012ln 26321=⨯⨯⨯==+--C T R R取R 2=5.1k Ω，则R 1=4.1k Ω，可用一只3.3 k Ω的固定电阻和一只2 k Ω的精密电位器组成。
原理图如图所示。
6 脉冲的产生与整形习题解答 1160.1μFv v O5.1k 3.3k 2k Ω调试步骤：按原理图连好线，用示波器观察输出波形，调节精密电位器，使输出方波频率为1kHz 。
10．如图P6.10所示是一个由555定时器构成的防盗报警电路，a 、b 两端被一细铜丝接通，此铜丝置于盗窃者必经之路，当盗窃者闯入室内将铜丝碰断后，扬声器即发出报警声。
（1）试问555接成何种电路？ （2）说明本报警电路的工作原理。
5.1k100k 0.01μ+6V图 P6.10解：（1）多谐振荡器（2）当细铜丝不断时，555定时器的D R 置成低电平，使Q 输出始终为低电平，喇叭不响。
当细铜丝拉断时，555定时器的D R 置成高电平，Q 输出方波信号，喇叭发出报警声。
11．4位二进制加法计数器74161和集成单稳态触发器74LS121组成如图P6.11（a ）所示电路。
（1）分析74161组成电路，画出状态图；（2）估算74LS121组成电路的输出脉宽T W 值； （3）设CP 为方波（周期T ≥1ms ），在图P6.11（b ）中画出图P6.11（a ）中v I 、v O 两点的工作波形。
6 脉冲的产生与整形习题解答 117v O（a ）CP v I v O（b ） 图 P6.11解：（1）计数器的状态转换图为：2Q 1Q 0Q 3Q为三进制计数器。
（2）T W =0.7R ext C ext =0.7×50×103×0.02×10－6=0.7ms（3）CP v I v O12．由555定时器和模数M ＝24同步计数器及若干I 逻辑门构成的电路如图P6.12所示。
（1）说明555构成的多谐振荡器，在控制信号A 、B 、C 取何值时起振工作？ （2）驱动喇叭啸叫的Z 信号是怎样的波形？喇叭何时啸叫？（3）若多谐振荡器的多谐振荡器频率为640Hz ，求电容C 的取值。
6 脉冲的产生与整形习题解答 118V CC图P6.12解：（1）T 管截止时才能起振。
因此AB =11或C =1时即可起振。
（2）CPQ 3Z（3）T =0.7C （R 1+2R 2）F F R R TC μμ1.0)201(7.064010)2(7.0321≈+⨯⨯=+=。