第七章 脉冲波形的产生与整形习题
电子教案《数字电子技术》 第七章(教案)第7章 脉冲波形的产生与整形电路
《数字电子技术》教案第7章脉冲波形的产生与整形电路7.1脉冲信号1．脉冲信号概述从广义上讲，不具有连续正弦波形状的信号，几乎都可以称为脉冲信号，最常见的脉冲波形是方波和矩形波，如图7-1所示。
（a）方波（b）矩形波图7-1 方波和矩形波2．矩形脉冲的特性参数：如图7-2所示为矩形脉冲的实际波形图。
在描述矩形脉冲的特性时，通常会使用图7-2中所标注的参数。
图7-2 矩形脉冲实际波形图（1）脉冲幅度V：脉冲电压的最大变化幅度。
m（2）脉冲宽度t：从脉冲前沿到达0.5m V起，到脉冲后沿到达0.5wV为止的时间。
m（3）上升时间t：脉冲上升沿从0.1m V上升到0.9m V需要的时间。
r（4）下降时间t：脉冲下降沿从0.9m V下降到0.1m V需要的时间。
f（5）脉冲周期T：周期重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔，有时也用频率f来表示。
（6）占空比q：脉冲宽度与脉冲周期的比值，即w tq。
T7.2施密特触发器施密特触发器具有以下特点：（1）电路状态转换时，输入信号在低电平上升过程或高电平下降过程中，其所对应的输入转换电平各不相同。
（2）电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。
7.2.1门电路组成的施密特触发器1. CMOS反相器组成的施密特触发器如图7-3所示为CMOS反相器组成的施密特触发器的电路结构和逻辑符号图。
将两级反向器串联起来，同时通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端，就组成了施密特触发器。
（a）电路结构（b）逻辑符号图7-3 CMOS反相器组成的施密特触发器2.施密特触发器的电压传输特性（a）同相输出的施密特触发特性（b）反相输出的施密特触发特性图7-6 施密特触发器的电压传输特性（1）图7-6（a）中，v与I v的高低电平是同相的，所以也将这种O形式的电压传输特性称为同相输出的施密特触发特性。
（2）图7-6（b）中，O v与v的高低电平是反相的，所以也将这种I形式的电压传输特性称为反相输出的施密特触发特性。
数字电子技术课后习题答案
❖ 3.21 用8选1数据选择器74151设计一个组合 逻辑电路。该电路有3三个输入逻辑变量A、B、 C和一个工作状态控制变量M。当M＝0时电路 实现“意见一致”功能（ A、B、C状态一致 时输出为1，否则输出为0），而M＝1时电路 实现“多数表决”功能，即输出与A、B、C中 多数的状态一致。
数字电子技术作业
第一章数字逻辑基础 第二章逻辑门电路 第三章组合逻辑电路 第四章触发器 第五章时序逻辑电路 第六章脉冲波形的产生与整形 第七章半导体存储器 第八章可编程逻辑器件 第九章数/模和模/数转换器
1.12 写出下图所示各逻辑图的输出函数表达式，列 出它们的真值表。
F1 F4
F2
F3
解： F1 AB F2 A B F3 BC
ABACBC
BC
A
00 01 11 10
00
1
0
1
11
0
1
0
Y ABC
❖ 3.13某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有 呼叫按钮，同时在护士值班室内对应的装有一号、 二号、三号、四号4个指示灯。
❖ 现要求当一号病室的按钮按下时，无论其它病室的 按钮是否按下，只有一号灯亮。当一号病室的按钮 没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号 病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。当一、二号 病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时，无 论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。只有 在一、二、三号病室的按钮均未按下四号病室的按 钮时，四号灯才亮。试用优先编码器74148和门电路 设计满足上述控制要求的逻辑电路，给出控制四个 指示灯状态的高、低电平信号。
Y CBA CB CA CBACB CA
数电-脉冲波形的产生和整形练习题共32页文档共34页
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
阎石数字电子技术基础第6版配套题库
阎石《数字电子技术基础》（第6版）配套题库【考研真题精选＋章节题库】目录第一部分 考研真题精选 第1章 数制和码制 第2章 逻辑代数基础 第3章 门电路 第4章 组合逻辑电路 第5章 半导体存储器 第6章 时序逻辑电路 第7章 脉冲波形的产生和整形电路 第8章 数-模和模-数转换第二部分 章节题库 第1章 数制和码制 第2章 逻辑代数基础 第3章 门电路 第4章 组合逻辑电路 第5章 半导体存储器 第6章 时序逻辑电路 第7章 脉冲波形的产生和整形电路 第8章 数-模和模-数转换弘博学习网————各类考试资料全收录内容简介本书是阎石《数字电子技术基础》（第6版）教材的配套题库，主要包括以下内容：第一部分为考研真题精选。
本部分精选了重点高校（如中国科学技术大学、北京邮电大学、中山大学、山东大学、电子科技大学、重庆大学、中国海洋大学等）的经典考研真题，并提供了详解。
通过本部分练习，可以熟悉考研真题的命题风格和难易程度。
第二部分为章节题库。
结合国内多所知名院校的考研真题和考查重点，根据该教材的章目进行编排，精选典型习题并提供详细答案解析，供考生强化练习。
弘博学习网————各类考试资料全收录第一部分 考研真题精选第1章 数制和码制一、选择题（多选）在以下代码中，是无权码的有（ ）。
[北京邮电大学2015研]A．8421BCD码B．5421BCD码C．余三码D．格雷码【答案】CD查看答案【解析】编码可分为有权码和无权码，两者的区别在于每一位是否有权值。
有权码的每一位都有具体的权值，常见的有8421BCD 码、5421BCD码等；无权码的每一位不具有权值，整个代码仅代表一个数值。
二、填空题1（10100011.11）2＝（______）10＝（______）8421BCD。
[电子科技大学2009研]【答案】163.75；000101100011.01110101查看答案【解析】二进制转换为十进制时，按公式D＝∑k i×2i求和即可，再由十进制数的每位数对应写出8421BCD码。
7脉冲波形的产生与整形电路
图
脉冲定时
EXIT
数模和模数转换器
7.3 施密特触发器
主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿 陡峭的矩形波。 特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持 和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平 触发。 ⑵电压传输特性特殊 ，电路有两个转换电平 （上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。 ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡 峭的矩形脉冲。
脉冲信号。
EXIT
数模和模数转换器
7.1 多谐振荡器
1．多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。
2．通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交
替，从而产生自激振荡，无需外触发。
3．输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的
谐波分量，故称作多谐振荡器。
EXIT
数模和模数转换器
7.1.1 矩形脉冲的主要参数 1. 常见的脉冲波形 脉冲波形是指突变的电流和电压的波形。
图7-1 常见的脉冲波形图 EXIT
数模和模数转换器
2. 矩形波及其参数
数字电路中用得最多的是矩形波。矩形波
有周期性与非周期性两种。
图7-2 非周期性和周期性矩形波 (a) 非周期性 (b) 周期性 EXIT
数模和模数转换器
图7-3 矩形波的主要参数
周期性矩形波的 周期用T表示，有时 也用频率f表示（f =1/ T）。 矩形波的另外几 个主要参数：
前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是振 荡频率不稳定，容易受温度、电源电压波动和RC参
数误差的影响。
而在数字系统中，矩形脉冲信号常用作时钟信
号来控制和协调整个系统的工作。因此，控制信号
频率不稳定会直接影响到系统的工作，显然，前面
07脉冲波形的产生和整形
VI VO1 VO
使电路迅速跳变到VO VOH
VA
VTH
R1
R2 R2
VI
VI
VT
(1
R1 R2
)VTH
当VI 1时，VO 1。
当VI 至VA VTH时，进入传输特性的放大区，故
VA VO1 VO
使电路迅速跳变到VO VOL
VA
VTH
VDD
(VDD
VT )
7.2.2施密特触发器的应用 用于波形变换
7.2.2施密特触发器的应用 用于鉴幅
7.2.2 施密特触发器的应用 用于脉冲整形
7.2.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器
T
T1
T2
RC ln VDD VDD
VT VT
RC ln VT VT
调节R和C的大小，可以改变振荡周期
输出脉冲占空比可调
同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、 R5加至T1基极，也能使T1导通，触发555，达到上述 效果。
练习：救护车报警音响电路
VCC (+12V)
R1 10kΩ
VCC RD
8
4
7
R2
150kΩ
555 3
vI1 6 ( A )
vC
vI2 2
R3
C1 10μF
15 0.01μF
R4
R5 10kΩ
环节,加大t
pd
。
2
第二步：为获取更大 延迟,将C的接地 端改至G1输出。
通过调整R、C 改（f R不能太大） RC常数远大于Tpd , 因此周期主要计算 RC环节
7.4.5 石英晶体多谐振荡器
1922年美国 卡第提出用石英 压电效应调制电磁振荡的频率。
数字电子技术答案 第7章 脉冲产生与整形习题解答
v
vO 2 vO1
使电路快速地返回到门 1 截止、门 2 导通的稳定状态，电容 C 通过门 2 输入端保护电 路的二极管及门 1 的输出电阻(负载管导通电阻)放电，vI2 基本保持在 VDD ，v01 逐渐上升到 VDD。 7.3 、多谐振荡器的振荡周期如何计算？ 解： T T1 T2 ( R1 2R2 )C ln 2 7.4、 555 集成定时器的用途都有那些？举例说明。 解：555 定时器是一种用途很广的集成电路，可以组成施密特触发器、单稳态触发器和
图 A7-4 （2）由习题图 7-4 图（b）uI2 可见，它的周期为 100s，故该电路的稳态时间为 100s-36.3s=63.7s 7.5 、电路如图 P7.5（a）所示，试根据输入 uI、uA 的波形（如图 P7.5（b）所示）画出 uO 的波形，并说明该电路的功能。
图 7-5
解：与非门传送 uA 信号受单稳态触发器电路的控制。单稳态触发器输出 uO1 为低电平 时，与非门封锁，uO=1；uO1 为高电平时，与非门打开， U O U A ,实现了定时控制，相应 的波形如图 A7-5 所示。
图 7.39 习题 7-4 图
解：根据题意，要确定习题 7-4 图（b）中哪个适合作输入触发信号，关键要求出输出 脉宽 Tw（或暂稳态持续时间），输入负脉冲宽度小于 tW 者适合做输入触发信号。其次只要 从输入触发信号的周期 T 减去 tW，就是该电路的稳态持续时间，这就回答了第二个问题。 （1） 根据题中给出的参数可以求出 tw=1.1RC=1.1× 330× 0.1× 10-6 =36.3s 由习题图 7-4 图（b）可见，上图负脉冲持续时间为 50s，下图负脉冲持续时间为 20s， 因此，下图中 uI2 适合作为输入触发信号，与其相对应的 uC 和 uO 波形如图 A7-4 所示。
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↑
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Q
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＆
Y2
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第七章 脉冲波形的产生与整形
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6
555
2
1
5
3 vo 1
C1 1K
Q
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Y2
0.01F
路 与
解：（1）的振荡周期
逻
T 0.69(R1 2R2 )C 1.415 ms
辑
设 脉宽
计
T W 0.69(R1 R2 )C 0.725 ms
作业
数
字 7-2 7-9
电 路
与 7-1 7-3 7-6 7-7
逻 辑 设 计
五邑大学
第七章 脉冲波形的产生与整形
• 7-1
数 1.施密特触发器的主要用途是( B )。
字 A．整形、延时、鉴幅 B．整形、鉴幅、变换
电 C．延时、定时、整形 D．整形、鉴幅、定时
路 2.单稳态触发器的主要用途是( C )。
数 及输入波形题图7-2所示，试画出对应的输出波形
字 电 路 与 逻 辑
解：定时器555所构+5成V 的施密特触发 vI
器主要参数： （1）上限阈值电压7
vI 6
84
VT＋
CB555
2 33vVo CC
（2）下限阈值电压2
1VT－ 5
1 3 VCC
+5V 10/3V 5/3V
0
vo
t
设 计
（3）回差电压
设 A．电源电压
B．触发信号幅度
计 C．触发信号宽度 D．外接R、C的数值
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第七章 脉冲波形的产生与整形
7 已知某电路的输入输出波形如题图7-1所示，则该
数 电路可能为( C )。
字 A．多谐振荡器 B．双稳态触发器
电 C．单稳态触发器 D．施密特触发器 路
与 逻
vi
辑
0
设 vo
t
计
0t五邑大学 Nhomakorabea2 1
5
0.01F
vI
4V
0.5V
0
(a) (b)
t(s)
逻 （1）555定时器1构成施密特触发器，555定时器 辑 2构成单稳态触发器； 设 （2）计算报警的时间： 计
tW 1.1RC 1.1 510 10 3 0.01 10 6 5.61ms
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+5V
vI
数 字
第8 七章4
脉冲波形的产生与整形 R 510 K
8
4
7
7
6
555
3
6
555
3
vo
2 1
5
0.01F
C 0.01F
2 1
5
0.01F
vI
4V
(a)
电
0.5V
0
t(s)
(b)
路 （3）声控报警的工作原理：
与 逻
a、555定时器1构成施密特触发器，当声音经接收放大后 的信号上升阶段小于10/3V时，555定时器1的3脚输出 高电平。
辑 b、555定时器2构成单稳态触发器，555定时器2的2脚
0.01F
VT＝VT＋－VT－
2 3
V(aC)C
1 3
VCC
1 3
0
VCC
(b)
t
输出波形如题图7-2所示。
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第七章 脉冲波形的产生与整形
• 7-3电路如题图P7-3所示，要使输出脉冲宽度为
数 1.1s，求电容C，画出输出电压的波形
字
电
Vcc
vI
路
R
100K
8
4
与
7
0
逻 辑
vI
6 CB555 3 vo
设
输入高电平，555定时器2的3脚输出稳定状态低电平。 c、当声音经接收放大后的信号上升阶段超过10/3V时，
计 555定时器I的3脚输出低电平。555定时器2脚输入低电
平，555定时器2的3脚输出暂时状态高电平，进行报警。
报警的时间由555定时器2的电阻和电容值来决定。
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第七章 脉冲波形的产生与整形
数 字
于( A、B )。
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
电 5.由555定时器构成的单稳态触发器，其输出脉冲宽度取决
路 于( D )。
与 A．电源电压
B．触发信号幅度
逻 辑
C．触发信号宽度 D．外接R、C的数值
6.由555定时器构成的多谐振荡器，其输出脉冲宽度取决于 ( D )。
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数 10K 字C 电 0.1F
+5V
第七章 脉冲波形的产生与整形
＆
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7
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555
2
1
5
3 vo 1
C1 1K
Q
＆
Y2
0.01F
路 解：画出v0及Y1，Y2的波形 与
逻
辑
vo
设
计 Q
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+5V
R1 510
R2
10 K
C
数 0.1F
第七8 章4 脉冲波形的产生与Q 整形＆ Y1
与 A．整形、延时、鉴幅 B．整形、鉴幅、变换
逻 辑 设 计
C．延时、定时、整形 D．整形、鉴幅、定时
3.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 、C)。
A．施密特触发器 B．移位寄存器
C．单稳态触发器 D．多谐振荡器
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第七章 脉冲波形的产生与整形
4.由555定时器构成的施密特触发器，其输出脉冲宽度取决
路
+5V
与 逻 辑 设
8
4
7
R
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vI
6
555
3
2
1
5
C
0.01F
0.01F
8
4
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555
3
vo
2
1
5
0.01F
计
(a)
vI
4V
0.5V
0 (b)
t(s)
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数 字 电 路 与
第七章 脉冲波R形的产生与整形
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3
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3
vo
2 1
5
0.01F
C 0.01F
得C=10μF
t(s)
1.5
1.6 t(s)
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第七章 脉冲波形的产生与整形
7-6题图P7-6所示为由555定时器构成的声控报警电路。声音经接收放
数
大后的信号如题图P7-6（b）所示，的峰值4V。 （1）分别说出555定时器I和555定时器2所构成单元电路的名称
字 （2）请计算报警的时间；
电 （3）说明声控报警的工作原理。
7
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1
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C1 1K
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0.01F
字 解：画出v0及Y1，Y2的波形
电
v o1
路
与
Q
逻
辑
设
Y1
计 Y2
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2
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1
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设
C
0
0.01F
计
t(s)
0.5
1
1.5
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第七章 脉冲波形的产生与整形
Vcc
vI
数R
字 100K
8 7
4
0
电 路 vI 与C 逻
6
CB555 3
vo
2
vo
1
5
0
0.01F
0.5
1
1.1s 0.5
辑 设 计
解：定时器555所构成的单稳态触发器 由 tW 1.1RC 1.1100 10 3 C 1.1s
7-7 题图P7-7所示电路是由NE555定时器、JK触发器及
数 字 电
• •
门电路构成的两相时钟发生器。 计算NE555定时器构成的多谐振荡器输出的周期T及脉宽 对应画出v0及Y1，Y2的波形。
路
+5V
与 R1 逻 510 辑 R2
10K
设C 计 0.1F
8
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2
1
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3 vo 1
0.01F
第七章 脉冲波形的产生与整形
7-2 用集成定时器555所构成的施密特触发器电路
数 及输入波形题图7-2所示，试画出对应的输出波形
字
电
+5V
vI
路
84
+5V
与
7
逻
vI 6 CB555 3 vo
辑
2 15
0
vo
t
设
0.01F
计
0
t
(a)
(b)
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第七章 脉冲波形的产生与整形
7-2 用集成定时器555所构成的施密特触发器电路