数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf

数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf数字电子技术第10章自测练习及习题解答.pdf 《数字电子技术》第10章主要探讨了数字电路中的几个关键组件和概念，包括脉冲产生、触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的应用。以下是对这些知识点的详细说明： 1. **脉冲产生**：矩形脉冲可以通过两种方式获得——直接脉冲产生电路和对已有信号进行整形。前者常用于生成基本的脉冲信号，后者则用于修改已有信号的形状以符合特定需求。 2. **触发器**：触发器是数字逻辑的基础单元，具有两个稳定状态，通常标记为0和1。触发器的状态在外部信号的控制下可以改变，这使得它们在存储数据和时序逻辑中扮演重要角色。 3. **单稳态触发器**：与触发器不同，单稳态触发器只有一个稳定状态。它在接收到触发脉冲后会进入一个暂时的稳定状态，这个状态持续一段时间后自动返回到初始状态。 4. **多谐振荡器**：多谐振荡器没有稳定状态，它在两个暂稳态之间自动交替，无需外部触发脉冲就能持续振荡。 5. **门电路延迟构成多谐振荡器**：通过将奇数个非门串联，可以利用门电路的传播延迟产生简单的多谐振荡器。每个门都会增加一些延迟，当信号经过一系列门时，这些延迟会导致周期性的振荡。 6. **R、C网络与晶体振荡器**：多谐振荡器的转换由R、C网络的充放电完成。石英晶体振荡器的频率由晶体本身的谐振频率决定，其优点在于频率精度高且稳定性好。 7. **单稳态触发器特性**：单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态，需要外加触发脉冲来启动暂稳态。暂稳态的持续时间取决于外接的RC网络，与触发脉冲的宽度无关。74LS121和74LS123分别是不可重复触发和可重复触发的单稳态触发器，它们的引脚连接和输出脉宽计算涉及外接电阻和电容。 8. **施密特触发器**：施密特触发器的特征是其有两个不同的阈值电压，输入电压增减时的阈值不同，这导致了其回差电压。施密特触发器可以将正弦波、三角波等转换为矩形波。其回差电压通常是固定的，如3V。使用74HC14芯片，其触发阈值电压随电源电压变化，例如6V时为3.14V和1.89V。 9. **555定时器**：555定时器是一种多功能的定时器，4脚为复位端，正常工作时需接高电平。5脚悬空时，比较器基准电压为电源电压的一半。当5脚输出高电平时，内部放电三极管截止，输出低电平时导通。555定时器可以构成单稳态、多谐振荡器和施密特触发器。作为单稳态触发器时，触发脉冲需要低于电源电压，且宽度小于暂稳态持续时间。 10. **单稳态脉冲宽度计算**：在555定时器的单稳态应用中，脉冲宽度与电阻和电容的值有关。例如，当R=10kΩ，C=50μF时，脉冲宽度约为0.55秒。 11. **多谐振荡器的电容电压变化**：在555定时器构成的多谐振荡器中，电容电压在电源电压和地之间变化。 12. **振荡器频率和占空比计算**：对于特定的R、R2和C值，可以计算出多谐振荡器的输出频率和占空比。例如，当R1=2.2kΩ，R2=4.7kΩ，C=0.022μF时，输出频率约为5.6MHz，占空比为59%。 习题部分要求根据输入信号画出施密特触发器的输出波形，并使用7414施密特触发器设计5kHz的多谐振荡器，这些操作需要对施密特触发器的特性有深入理解，并能正确应用电路设计原则。 第10章涵盖了数字电子技术中关于脉冲产生、各种类型触发器、振荡器以及555定时器的基础知识，这些都是数字系统设计中的核心概念。通过解决习题和自测练习，学生可以巩固这些理论知识并提升实际应用能力。