《数字电路与逻辑设计》张俊涛 第08章习题答案.pdf
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简介：
本书为《数字电路与逻辑设计》第08章配套习题解答手册，由作者张俊涛编写，提供详细解析和步骤说明，帮助读者巩固知识、加深理解。
《数字电路与逻辑设计》由张俊涛编写，并由清华大学出版社出版发行。该书适用于学习数字电子技术以及作为研究生入学考试的学习辅助参考资料。
数字电子技术是电类和计算机类相关专业一门重要的基础课程，旨在培养学生应用逻辑代数来设计典型的数字逻辑器件的能力；通过分析门电路、定时器及AD与DA转换器的工作原理，并利用仿真方法进行复杂数字系统的分析与设计。此外，学生还需要具备根据功能需求完成应用系统部件的设计和技术开发能力。同时能够综合运用电子技术知识解决实际工程问题的表达、分析和论证过程，以满足现代信息社会对计算机工程技术人才的需求。
### 数字电路与逻辑设计知识点解析
#### 一、数字电路与逻辑设计概述
本章节主要针对《数字电路与逻辑设计》教材中的第八章习题进行解答与分析。该书涵盖了关于数字信号处理和系统设计的基础知识，包括基本概念、设计方案及其实际应用。
#### 二、开关消抖电路分析
**习题8.1** 要求学生通过积分电路及施密特触发器来实现一个开关消抖电路，并计算从按下到输出变为低电平的延迟时间。此过程主要依赖于RC积分电路去除在按键操作过程中产生的短暂噪声。
- **公式**:
\[ t_d = -\frac{RC}{ln(\frac{V_{CC} - V_{T-}}{V_{CC})}}
\]
- **参数**:
- \( V_{CC} = 5V \)
- \( V_{T-} ≈ 1.8V \)
- \( R = R1 \)
- \( C = C1 \)
通过计算得出延迟时间约0.439ms。
#### 三、由555定时器构成的延时电路
**习题8.2** 涉及一个使用555定时器设计的延时电路，其功能是在开关按下后经过一段时间灯才会亮起。此为单稳态触发器的应用实例。
- **公式**:
\[ t_d = -RCln(\frac{1}{3})
\]
- **参数**:
- \( R = 1MΩ \)
- \( C = 10μF \)
计算结果显示延迟时间约为1.111s。
#### 四、555定时器构成的锯齿波发生器
**习题8.3** 分析了一个由555定时器组成的锯齿波信号产生电路，该电路通过恒流源为电容充电，在达到阈值电压时改变输出状态形成锯齿波。
- **参数**:
- \( V_{CC} = 12V \)
- \( R1 = 68kΩ \)
- \( R2 = 22kΩ \)
- \( Re = 2kΩ \)
- \( C = 10μF \)
- **计算过程**:
- 计算基极电压 (V_B):
\[ V_B = \frac{R2}{R1 + R2} * V_{CC}
\]
- 发射极电压(V_BE):
\[ V_{BE} = V_B + 0.7V
\]
- 恒流源电流(I_C):
\[ I_C = \frac{V_{BE}}{Re}
\]
使用积分公式计算锯齿波宽度:
\[ t_d = int_0^{V_{th}} \frac{1}{I_C} dV_C
- **结果**: 锯齿波的宽度约19ms。
#### 五、多谐振荡器分析
**习题8.4** 和 **习题8.5** 涉及不同类型的多谐振荡器的设计与分析。
- **公式**:
- 周期 \( T = (R1 + 2R2) * C * ln(2)\)
- 频率 \( f = \frac{1}{T}\)
- 占空比 \( q = \frac{R1 + R2}{R1 + 2R2} \)
- **参数**:
- **习题8.4**:
- \( R1 = 1kΩ\), \( R2 = 8.2kΩ\)
- \( C = 0.22μF \)
- **习题8.5**:
- \( R1 = 10kΩ, R2 = 10kΩ, RW = 10kΩ \),
- \( C = 10μF\)
- **结果**:
- **习题8.4**: 频率约37
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