1、1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+、V T-以及回差电压V T与控制电压 VCO的关系。解 设反相器 G1输入端电压为 V/1，则根据叠加定理得到 312213321 / RvRRv OCOI （1） 在 vI升高过程中 vO=0。当升至 时，THI，因而得到 图 P6.3TIV COTHCOTHCO VRVRR3123132113232213 )(/)/( / （2） 在 vI降低过程中 。当 时， ，于是可得DVv0IvTIv COTHDCOTH DCO VRVRRRV 31231321312213 3321213 )(
2、/)/( / （3） （与 VCO无关）THTTV22题 6.4 在图 6.2.3 的施密特触发器电路中，若 G1和 G2为 74LS 系列与非门和反相器，他们的阈值电压 VTH=1.2V，R 1=1K,R 2=2K，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V T。解 VVRDTHTT25.1)7.021(21. 3.).(21 题 6.5 图 P6.5 是具有电平偏移二极管的施密特触发器电路，试分析它的工作原理，并画出电压传输特性。G 1、 G2、 G3均为 TTL 电路。2图 P6.5 图 A6.5解 设门电路的阈值电压为 VTH，
3、二极管的导通压降为 VD。则输入电压 时，门 G2输出0Iv高电平， 、 。1Ov0在 升高的过程中，当 时，门 G3输出低电平，使 变成高电平而 变为I THIv0vOv低电平，即 =0、 =1。所以 VT+=VTH。Ov在 降低过程中，当 V TH-VD时，门 G2的输出变为高电平，而此时门 G3输出已经I Iv是高电平，所以门 G1输出变为低电平，电路变为 =1、 =0 的状态。因此电路的 VT-=VTH-Ov0VD。电压传输特性如图 A6.5。题 6.6 在图 P6.6 的整形电路中，试画出输出电压 的波形。输入电压 的波形如图中Iv所示，假定它的低电平持续时间比 R、C 电路的时间常
4、数大得多。图 P6.6图 A6.6解 见图 A6.6。图中的 为反相器输入端的电压波形。Iv题 6.7 能否用图 P6.6 中的电路作单稳态触发器使用？试说明理由。解 由于反相器输入端电压（图 A6.6 中的 ）随 脉冲的幅度变化和下降沿的好坏而IvI改变，所以严格地讲，这不是一个单稳态触发器电路。只有在输入脉冲的幅度和下降沿不变的情况下，才可以产生固定宽度的输出脉冲。VO0 VTH-VD VTHVI0 tIv0 tIv0 t0 tIOv3题 6.10 在图 P6.9 的微分型单稳态触发器电路中，若 G1和 G2为 74 系列 TTL 门电路，它们的 VOH=3.2V，V OL=1.3V，R=
5、0.3K，C=0.01F，试计算电路输出负脉冲的宽度。解 由图 A6.9 可见，输出脉冲宽度等于 从电容开始充电到降至 VTH的一段时间。电容12v充电的回路如图 A6.10 所示。忽略门 G2的输出电阻 R0及门 G1高电平输入电流，则充电回路可简化为 R 和 C 串联的简单回路。 从 VOH（电容开始充电瞬时的 值）下降至 VTH的时1 2v间（也就是输出脉冲的宽度）为 sVTTHOW 7.23.ln0.3.0ln6图 A6.10题 6.13 在图 6.4.1 所示的对称式多谐振荡器电路中，若 RF1=RF2=1K，C 1=C2=0.1F，G1和 G2为 74LS04（六反相器）中的两个反
6、相器，G 1和 G2的 VOH=3.4V，V TH=1.1V，V IK=-1.5V，R 1=20K，求电路的振荡频率。解 根据式（6.4.5）可知，振荡周期为THEIKVCRTln2其中 kFE95.011 VVVRVBEOHCFOHE 4.3)7.043(24.3)(1 故得到sT 463 12.4.35ln10.95.02 振荡频率为 kzf471题 6.14 图 P6.14 是用 CMOS 反相器组成的对式多谐振荡器。若RF1=RF2=10K，C 1=C2=0.01F，4RP1=RP2=33K，试求电路的振荡频率，并画出 、1v、 、 各点的电压波形。 01v20解 在 RP1、R P2
7、足够大的条件下，反相器的输入端电流可以忽略不计。在电路参数对称的情况下，电容的充电时间和放电时间相等，据此画出的各点电压波形如图 A6.14（a）所示。图 A6.14（b）是电容充、放电的等效电路。由等效电路求得振荡周期为ssCTF 483102.102ln故得振荡频率为 kHzTf5.4题 6.15 在图 6.4.6 非对称式多谐振荡器电路中，若 G1、G 2为 CMOS 反相器，RF=9.1K，C=0.001F，R P =100K，V DD=5V，V TH=2.5V，试计算电路的振荡频率。解 振荡频率为kHzTfFC501.92.193题 6.16 如果将图 6.4.6 非对称式多谐振荡器
8、中的 G1和 G2改用 TTL 反相器，并将 RP 短路，试画出电容 C 充、放电时的等效电路，并求出计算电路振荡频率的公式。解 根据电路工作原理得到 的波形如图 A6.16（a）所示。电容 C 放电（指 下降的1v 1v过程）的回路如图 A6.16（b） ，电容充电（指 上升的过程）的回路如图 A6.16（c） 。由1v此求得电容放电时间 T1和充电时间 T2分别为THOVRCln1THEIKV)(ln2图 P6.140 t01vttms002v1v0 t12 DV21DV231C1 充电的等效电路 C2 放电的等效电路5其中 )(1OHBECEVR在 R1R 的条件下，R ER，VEVOH
9、，这时可得到周期的近似计算公式THOIKTHVTln21（a） (b)（C）图 A6.16题 6.17 图 P6.17 是用反相器接成的环行振荡器电路。某同学在用示波器观察输出电压的波形时发现，取 n=3 和 n=5 所测得的脉冲频率几乎相等，试分析其原因。Ov解 当示波器的输入电容和接线电容所造成的延迟时间远大于每个门电路本身的传输延迟时间时，就会导致这种结果。题 6.18 在图 6.4.12（b）的环行振荡器电路中，试说明：（1）R、C、R S各起什么作用？（2）为降低电路的振荡频率可以调节哪些电路参数？是加大还是减小？（3）R 的最大值有无限制？解 （1）R 和 C 用于增加门 G2到
10、G3间的传输延迟时间，R S是门 G3的输入端限流保护电阻。（2）加大 R 或加大 C。（3）根据反相器的输入端负载特性可知，R 不能过大。否则由于 R 和 RS上的压降过大，当为低电平时 将被抬高到逻辑 1 电平。02v13v题 6.19 在图 6.4.12（b）所示的环行振荡器电路中，若给定VTH1v0 tVTH+VOH-VIKT1 T2VCCR1CVOH6R=200，R S=100，C=0.01F，G 1、G 2和 G3为 74 系列 TTL 门电路（V OH=3V，V OL0，V TH=1.3V） ，试计算电路的振荡频率。解 根据式（6.4.18）得到 sCTTHOTOH 4.3.1.
11、6ln10.2ln 振荡频率为 kzf271题 6.21 图 P6.21 是用 LM566 接成的压控振荡器（原理图见图 6.4.21） 。给定REXT=10K，C EXT=0.01F，V CC=12V，试求输入控制电压 在 912V 范围内变化时，输出Iv脉冲 频率变化范围有多大？02v解 由式（6.4.22）知，振荡频率为 120.10)(2)( 63ICEXTI vVRf当 =9V 时，代入上式得到 f=5kHz。Iv当 =12V 时，f=0。 I题 6.22 上题中若输出矩形脉冲的高、低电平分别为 图 P6.2111V 和 5V，试问用什么办法能把它的高、低电平变换为 5V 和 0.1
12、V？解 可采用图 A6.22 所示的方法。在图（a）电路中，电路参数的配合应保证 =5V 时三Iv极管 T 截止， =11V 时 T 饱和导通。Iv在图（b）电路中，稳压管的工作电压取略大于 5V，并应保证 =11V 时 R2上的电压高Iv于 OC 门的阈值电压。（a） (b)图 A6.22题 6.23 图 P6.23 是用 LM331 接成的温度/频率变换器。其中 RL是热敏电阻，它的阻值和温度的关系为 RL=R0（1-T） 。R 0为LM566+12V10k VCCRextVICextGNDVO1VO2CextIv1Ov20.01F1Rext657843IvR1 R2TRC+5V-VEEO
13、vIRIDZR21+5VRL OvVCC=10VRU22K OvRT6.8kLM331837610.1FCL7t=25时的阻值， 为温度系数，T 为偏离基准温度（25）的温度增量。若给定 R0=100K，=0.05，其他元件参数如图中所标注，试求：（1）t=25时的初始振荡频率。 图 P6.23（2）温度每变化 1振荡 改变多少？解 （1）根据式（6.4.27）可求出 t=25时的振荡频率 。因为 =VREF，固得0fIvkHzRCVfTEFS 1.10.18.60929209.2 363 （3） 由式（6.4.27）得出 20)(.()( TVRdfTEFS在温度为 25附近（T 很小）时，
14、上式可近似为： HzfRCVTfTEFS 5105.09.2)( 30 即在 25附近每升高 1频率增加 55Hz。题 6.26 在使用图 6.5.4 由 555 定时器组成的单稳态触发器电路时对触发脉冲的宽度有无限制？当输入脉冲的低电平持续时间过长时，电路应作何修改？解 触发脉冲的宽度必须小于 1.1RC（即正常触发时产生的输出脉冲宽度） 。在触发脉冲低电平持续时间大于 1.1RC 的情况下，应将触发脉冲经过微分电路以后再加到输入端。题 6.27 试用 555 定时器设计一个单稳态触发器，要求输出脉冲宽度在 110s 的范围内可动手调节。给定 555 定时器的电源为 15V。触发信号来自 T
15、TL 电路，高低电平分别为3.4V 和 0.1V。解 （1）若使图 A6.27 的单稳态电路正常工作，触发信号必须能将触发输入端电压（2端）拉到 VT-以下，而在触发信号到来之前，2 端电压高于 VT-。由于 VT-=5V，而触发脉冲最高电平仅为 3.4V，所以需要在输入端加分压电阻，使 2 端电压在没有触发脉冲时略高于5V。可取 R1=22K、R 2=18K，分压后2 端电压为6.75V。触发脉冲经微分电容 Cd 加到 2 端。取 C=100F，为使 TW=110 秒，可求出R 的阻值变化范围 kC1.901 6(min)(in)图 A6.27TRW 6(ax)(ax)取 100K 的电位器
16、与 8.2K 电阻串联作为 R，即可得到 TW=110s 的调节范围。CT0.01FRS8.2kRL 542tOv5550.01FVCCR1 RR2CdCIv8 4627 5318题 6.29 图 P6.29 是用 555 定时器构成的压控振荡器，试求输入控制电压 和振荡频率Iv之间的关系式。当 升高时频率是升高还是降低？Iv解 由式（6.5.2）及式（6.5.3）知，振荡周期为 TTCVRVRTlnln)( 22121将 VT+= ，V T-= 代入上式后得到IvI 2ln1ln)(21RvRTIC当 升高时，T 变大，振荡频率下降。 图 P6.29Iv题 6.30 图 P6.30 是一个简
17、易电子琴电路，当琴键 S1Sn 均未按下时，三极管 T 接近饱和导通， 约为 0V，使 555 定时器组成的振荡器停振。当按下不同琴键时，因 R1Rn 的E阻值不等，扬声器发出不同的声音。若 RB=20K，R 1=10K，R E=2K，三极管的电流放大系数 =150，V CC=12V，振荡器外接电阻、电容参数如图所示，试计算按下 S1时扬声器发出声音的频率。解 当按下 S1时，如果忽略三极管 T 的基极电流，则流过 R1的电流与流过 RB的电流相同，所以 R1上的电压为 VRVCB41设 T 为 PNP 型锗三极管，导通时 VBE=0.3V，则 RE 上的电压为EEBR7.31因此得到VvER
18、C.8由于 接到了 555 定时器的 VCO端，则根据上题的结果可得Ev2ln21ln)(21 RvRTEC55557263VCCOv8 4R1R2CIv19s)69.01.013.8254ln10.20( 363 ss39)95.1HzTf47图 P6.30题 6.32 图 P6.32 是救护车扬声器发音电路。在图中给出的电路参数下，试计算扬声器发出声音的高、低音频率以及高、低音的持续时间。当 VCC=12V 时，555 定时器输出的高、低电平分别为 11V 和 0.2V，输出电阻小于 100。图 P6.32解 图 P6.32 中两个 555 定时器均接成了多谐振荡器。（1） 的高电平持续时
19、间为0vsCRtH 1.69.010162ln)(31 这时 =11V。由图 A6.32 可以叠加定理计算出，加到右边 555 定时器 5 脚上的电压01vVCO=8.8V。因此，VT+=8.8V、VT-=4.4V。振荡器的振荡频率，亦即扬声器声音的周期为R1 R2VCC=12V555267 8 4 31Rn RE10k10k0.1FT100F5RBS1 S2 1 Snv+C1VCC=12V8 476213555 55587 36 21R1R2R4R5R310k10k100k150k10k1008C2C310F001F30F51Ov2Ov+102lnln2)( 5541 CRVCRTTs)69.01.018.4l10.0363 s6.1HzTf1（2） 的低电平持续时间为0v sCRtL 04.169015ln31 这时 =0.2V，由图 A6.32 可以计算出，加到右边一0v个 555 定时器 5 脚上的电压 VCO=6V，故 VT+=6V、V T-=3V。振荡周期为ssT 363632 104.)9.01.012ln10.1( Hzf8762至此可知，高音频率为 876Hz，持续时间 1.04s。低音频率为 611Hz，持续时间 1.1s。5k5k5k10kVCC=12V555 55531OvVCO
