数字电子技术基础1(第二版)
数字电子技术基础第二版侯建军第七章
二、D/A转换的基本原理
要将模拟量A转换为数字量D，需要一个模拟参考量
R ，使得
A = DR
若 max{A}=R
则 0≤D≤1
即数字量D是一个不大于1的n进制数。自然，这里的 D是二进制数：
D = a12－1 + a22－2 + … + an2－n , ai∈(0, 1)
个冲个 冲时到时到钟来钟来脉时脉 时。。
CO 1 uI < uO 0 uI > uO
uO
CO
uI(t)
CO
001
1
Q3
4.9V
3位码D/AC电路
10
01
Q2
Q1
G4 D012 G5 D01 G6 D010
1
Rd
G3
G2
G1
FF1 Q0A
FF2 QB10
FF3 QC01
FF4
QD
0
FF5
QE
01
第五 个时钟脉 冲到来时。
G4、 G5、G6门 开，Q3、 Q2、Q1数 据传出。
CP
第三节 A/D转换器
七、双积分型A/D转换器
双积分型A/D转换器就是先把电压转换成中间量——时 间，再将时间转换为数字，这种转换方法属于间接转换。
D
C
-+
S1 UREF
R1
R2 uO1
uO2
S2 -uI
01
Qn
Qn-1
Q1
Q0
1
D01n-1
大值非称线为性非误线差性误：差在的 分。辨最满率小量是模程统拟范一量围的值。也内有越偏时小离对，理二因想者而不分转加辨换区力特分与性。的最
数字电子电路第二版电子课件第一章数字电路基础
§１—１ 数字信号与数字电路
4
第一章 数字电路基础
当人们在超市购物结账付款时，收银员只要把条形码扫描器对准货物上 的条形码一扫，计算机屏幕上立刻就会显示该物品的价格。这是因为条形 码经扫描器扫描后，会产生相应的“数字信号”，经计算机处理后就可以 显示为货物的名称及价格等信息，进而可刷卡付款，打印付款收据。超市 自动收款设备如图所示。
非逻辑开关电路
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第一章 数字电路基础
图所示为非门逻辑符号。非门真值表见表。 非门的逻辑功能可概括为“有0出1，有1出0”。非门的逻辑表达式为：
该表达式读作Y等于A非。
非门真值表
非门逻辑符号
45
28
第一章 数字电路基础
几种常见的BCD码
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第一章 数字电路基础
（1）8421BCD码 最常用的BCD码是8421BCD码。 （2）5421BCD码 5421BCD码也是一种有权码，从高位到低位分别是5、4、2、1。 （3）2421BCD码 2421BCD码也是一种有权码，从高位到低位的权分别是2、4、2、1。 （4）余3码 这是一种无权码，它是在相应的8421BCD码上加0011（3）得到的。
15
第一章 数字电路基础
用数字电路测量电动机转速的原理框图
16
第一章 数字电路基础
2. 四人抢答器 四人抢答器原理框图如图所示。
四人抢答器原理框图
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第一章 数字电路基础
从以上两个电路的工作过程可以看出，数字电路大致包含数字信号的产 生与整形、编码、寄存、译码、显示等典型单元数字电路。
此外，为了将传感器转换而来的模拟信号转换成控制系统所需要的数字 信号，必须采用模数转换器（A/D Converter）。数字信号被处理后，通常 还要经过数模转换器（D/A Converter）恢复成模拟信号，去驱动执行元件， 如图所示。
数字电子技术第二版
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。
数字电子技术基础 第二版 (侯建军 著) 高等教育出版社 课后答案
F2 = ABC + ABC + ABC + ABC + ABC = A + BC
最后根据 A、B、C 波形，画出 F1、F2 波形如习题 1.3 图（c）所示。
9
课后答案网（）
n 值为 1，乘积项中的因子用原变量表示，反之用反变量表示，然后将这些乘积项做逻辑加。 网 c （2）给函数式中所有输入量依次赋值，观察取这些输入组合的情况下输出的状态，绘 . 制真值表。 案 p （3）逻辑图的逻辑符号就是表示函数式间的运算关系，将对应的逻辑符号转换成逻辑 h 运算符，写成逻辑函数式。 答 s （4）将逻辑函数式中的逻辑符号相应转化成各种逻辑门来表示。 k （5）根据变量的个数决定卡诺图的方框数，卡诺图中行列变量的取值按循环码规律排 后 c 列，以保证几何位置上相邻的方格其对应的最小项为逻辑相邻项。 a （6）用卡诺图化简函数时，首先将函数填入相应的卡诺图中，然后按作圈原则将图上 课 h 填 1 的方格圈起来，要求圈的数量少，范围大，每个圈用对应的积项表示，最后将所有积项 . 逻辑相加，就得到了最简的与或表达式。最简或与表达式化简是将所有取 0 的作圈，然后将 w 所有圈用对应的和项表示，注意若圈对应的变量取值是 0 写成原变量，取 1 写成反变量，最 w 后将所有和项逻辑乘。 w 题 1.8 为什么说逻辑函数的真值表和最小项表达式具有唯一性？
第二节 思考题题解
题 1.1 什么是 8421BCD 编码？8421BCD 码与二进制数之间有何区别？
答：8421BCD 码又称二-十进制码，使用此代码来表示人们习惯的十进制数码的编码方
法。8421BCD 码是用 0000-1111 中前的 10 个数表示 0～9，而二进制数是 0000-1111 每个值 都有效，表示 0～15 的数。
数字电子技术基础(第二版) 侯建军 第四章
触发器分类
按触发方式分：电位触发方式、主从触发方式及边沿触发方式。 按逻辑功能分：RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。
一、基本RS触发器
（一）与非门构成的基本RS触发器 1. 逻辑符号 输入：RD，SD 输出：Q， Q
Q
Q
2. 组成结构
RD=1，SD=1： Q=0，Q=1 两个稳定状态：
R C1 1T S CP T SD Q Q
JK 特征表 K J Qn+1 0 0 Qn 1 0 0 0 1 1 Qn 1 1
RD
T 特征表
T 0 Qn+1 Qn
1
Qn
二、主从触发器
4. 状态转换图
T=1
Qn 0 0 1 1
激励表 Qn+1 0 1 0 1
T 0 1 1 0
T=0
0
1
T=1
T=0
5. 特征方程
列出q2n1n所有组合由状态方程1n1二分析举例由输出方程1n输出1n分别代入状态方程求q2n11n分别代入输出方程求z1n输出由状态表转换表绘出状态转换图000111转换方向电路状态输入输出10作时序图为了更好地描述电路的工作过程常给出时序图或称波形图画出在时钟脉冲和输入信号的作用下同步时序电路状态和输出信号变化的波形图
结论：主从RS触发器的特性方程与同步RS触发器相同，只 是控制方式不同，逻辑符号亦不同。
（二）主从计数触发器 1. 组成
Q Q Q
二、主从触发器
Q
Q
Q
R 1R C1 1S S
R
D S= QR n
C
S SD
C
R= Qn
2. 逻辑功能
RD R CP S SD
1数字电子技术基础 第二版 课后答案 (胡晓光 著) 北京航空航天大学出版社
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》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) 侯建军 第二章
TTL与非门工作原理
• 输入端至少有一个 （设A端）接低电平：
T1管:A端发射结导通，
UB1 = UA + UBE1 = 1V， 其他发射结反偏截止。 V
1V 5V
V 因为UB1 =1V, 所以 T2、
V
T5截止, UC2≈UCC=5V。
T4：工作在放大状态。 电路输出高电平：
U O H U C C U R 2 U B E 4 U D 3
并联，设门1输出高电平、门2输 出低电平，则产生门一1个输大出电高流电。
平， T4导通、T5 1. 抬高门2截输止出。低电平； 2. 会因功耗过大损坏门电路。 注：普通TTL输出端不能直接 并联使用。
2021/7/31
1
0
集电极开路门（OC门）
逻辑符号： （一）OC门的电路结构
A当输入 端全为高F 电平B时，T2、T5导通， 输输出出F低为电低平电V平； 高电输平入为端U有C（一5个~3为0V）
低 电 平 时 ， T2、T5 截 止，输出F高电平接
近电源电压UC。
UC
RL
所以OC门实现 与非逻辑功能。
集电极开路与非门（OC门）
2021/7/31
集电极开路门（OC门）
等效逻辑符号 （二）OC 门实现线与逻辑
FF1 F2
____ _____
AB CD
___________
ABCD
UC
RL F
为缩短传输延迟时间， 用肖特基管和有源泄放电路 ；还将输入级的多发射极管 改用SBD代替。
2021/7/31
TTL集成电路产品
系列 54/74系列 54H/74H系列 54S/74S系列 54LS/74LS系列 54AS/74AS系列 54ALS/74ALS系列 54F/74F系列
数字电子技术基础第二版张宝荣课后答案
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。
电子课件-《数字电子技术(第二版)》-B02-8756 《数字电子技术(第二版)》课后习题参考答案
《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。