第27卷 脉冲产生与整形——多谐振荡器、单稳态与施密特触发器 湖南省（对口招生）《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 脉冲产生与整形——多谐振荡器、单稳态与施密特触发器 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 多谐振荡器是一种自激振荡器，能产生（ ） A. 矩形脉冲波 B. 三角波 C. 正弦波 D. 尖脉冲 【答案】A 【解析】多谐振荡器在两个暂稳态之间自行转换，产生特定频率和脉宽的矩形脉冲。 2. 以下哪种类型的逻辑门不适合用于构建多谐振荡器（ ） A. AND门 B. OR门 C. NOT门 D. EXOR门 【答案】D 【解析】EXOR（异或）门具有不同的输入-输出特性，它不会产生持续振荡所需的反馈。因此，EXOR门不适合用于构建多谐振荡器。 3. 电路输人信号 、输出信号波形如图所示,则该电路是（ ） A. T 触发器 B. 多谐振荡器 C. 单稳态触发器 D. 施密特触发器 【答案】C 4. 555定时器构成的单稳态触发器中，哪个引脚用于设置定时时间（ ） A. 控制端（CTRL） B. 复位端（MR） C. 阈值端（TH） D. 触发端（TR） 【答案】C 【解析】在555定时器构成的单稳态触发器中，阈值端（TH）通常与定时电容和定时电阻连接，用于设置定时时间。 5. 单稳态触发器的主要用途是（ ） A. 整形、延时、鉴幅 B. 延时、定时、存储 C. 延时、定时、整形 D. 整形、鉴幅、定时 【答案】C 【解析】单稳态触发器具有一个稳定状态和一个暂稳态。受到触发信号后，电路由稳定状态翻转到暂稳态，并在一定时间后自动返回稳定状态。暂稳态的持续时间主要由电路的定时元件参数决定，因此可用于脉冲延时、定时和脉冲整形。 6. 单稳态触发器具有的功能是（ ） A. 整形、延时、鉴幅 B. 延时、定时、存储 C. 延时、定时、整形 D. 整形、鉴幅、定时 【答案】C 【解析】单稳态触发器具有延时、定时、整形的功能。 1. 延时功能： 单稳态触发器在触发信号作用下进入暂稳态，经过一定时间后自动返回稳态。这个暂稳态持续的时间可以通过外接电阻和电容来调节，实现信号的延时输出。 2. 定时功能： 由于暂稳态持续时间是固定的（由电路参数决定），可以用单稳态触发器产生一定宽度的脉冲信号，用于定时控制。例如在数字系统中，控制某些操作在固定时间内完成。 3. 整形功能： 单稳态触发器能够把不规则的触发脉冲信号整形为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲。例如，将输入的尖脉冲或者其他形状不规则的脉冲转换为宽度固定的矩形脉冲。 7. 如下图所示的单稳态触发器中，当R=10 kΩ，C是标注为“102”的电容，则输出脉冲宽度（ ） A. 4.5us B. 12us C. 7us D. 14us 【答案】C 【解析】C是标注为“102”的电容,所以C=10×1pF该电路为非集成单稳态触发器，其输出脉冲宽度为 。 8. TTL单稳态触发器的输出脉冲宽度是否可以调整（ ） A. 是的，通过改变外部元件参数 B. 是的，通过改变输入信号的频率 C. 否，固定不变 D. 否，但可以通过更换触发器型号来调整 【答案】A 【解析】TTL单稳态触发器的输出脉冲宽度是可以通过改变外部连接的电阻和电容的数值来进行调整的。 9. TTL单稳态触发器的输出状态在触发后如何变化（ ） A. 保持不变 B. 翻转一次后保持不变 C. 持续翻转 D. 随输入信号变化 【答案】B 【解析】TTL单稳态触发器的输出状态在触发后会翻转一次，然后保持不变，直到下一个触发信号到来。 10. 如下图所示的单稳态触发器中，暂稳态是指（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】没有脉冲输入时0，1，经过或非门后0是稳定状态。当有脉冲输入时1，0，经过或非门后1，为暂稳态。之后电容放电，放电结束后1，又回到稳定状态。所以暂稳态是指0，1。 11. 单稳态触发器的宽度取决于（ ） A. 触发信号的周期 B. 触发信号的幅度 C. 电路的RC时间常数 D. 触发信号的波形 【答案】C 【解析】单稳态触发器进入暂稳态后，定时电容通过电阻充电或放电，达到规定的阈值后电路自动返回稳定状态。暂稳态持续时间由电阻、电容组成的RC时间常数决定，因此其输出脉冲宽度主要取决于电路的RC时间常数。 12. 单稳态触发器工作时，具有（ ） A. 一个稳态、一个暂稳态 B. 两个稳态、一个暂稳态 C. 一个稳态、两个暂稳态 D. 两个稳态、两个暂稳态 【答案】A 【解析】单稳态触发器在没有触发信号时处于稳态，在触发信号作用下进入暂稳态，经过一段时间后自动回到稳态。所以具有一个稳态和一个暂稳态。 13. 555 单稳态触发器返回稳态的条件是（ ） A. 触发信号消失 B. 定时电容 C 放电至 1/3 VCC C. 定时电容 C 充电至 2/3 VCC D. 电源电压降低 【答案】C 【解析】555单稳态触发器被触发后，定时电容开始充电。当电容电压充电至比较器的上限阈值，即约为2/3VCC时，触发器翻转，输出结束暂稳态并返回稳定状态。因此正确选项为C。 14. 如图所示的单稳态触发器，其输出脉冲宽度（ ） A. 0.7RC B. 1.4RC C. 1.2RC D. 0.45RC 【答案】D 【解析】74LS123 芯片构成的单稳态触发器，其输出脉冲宽度的计算公式为0.45RC 15. 单稳态电路能改变输出脉冲信号的（ ） A. 幅度 B. 宽度 C. 上升时间 D. 下降时间 【答案】B 【解析】单稳态电路受到触发后产生一定宽度的输出脉冲。其暂稳态持续时间由定时电路参数决定，因此主要用于改变或调整输入脉冲的宽度，而不是改变脉冲幅度、上升时间或下降时间。 16. 对于输入的不同幅度的脉冲信号，当其幅度达到某一值时，才会使触发器发生翻转，在输出端有脉冲输出，则该触发器是（ ） A. RC积分电路 B. 多谐振荡器 C. 单稳态触发器 D. 施密特触发器 【答案】D 【解析】施密特触发器具有回差特性，输入信号幅度达到规定的上、下阈值时，电路状态才发生翻转，并在输出端产生相应脉冲。因此题述电路是施密特触发器。 17. 如下图所示的电路符号为（ ） A. 单稳态触发器 B. 施密特触发器 C. 多谐振荡器 D. 施密特反相器 【答案】B 18. TTL施密特触发器的主要功能是什么（ ） A. 放大信号 B. 整形信号 C. 稳定信号 D. 缓冲信号 【答案】B 【解析】TTL施密特触发器的主要功能是整形信号，即将输入信号的不规则波形整理为规则的矩形波。 19. TTL施密特触发器具有什么功能，可以用来消除什么现象（ ） A. 放大功能，消除噪声 B. 整形功能，消除抖动 C. 缓冲功能，消除干扰 D. 稳定功能，消除漂移 【答案】B 【解析】TTL施密特触发器具有整形功能，可以用来消除输入信号的抖动，使输出信号更加稳定。 20. 施密特触发器是一种___触发器，具有___个稳态。（ ） A. 上升沿，2 B. 下降沿，2 C. 边沿，1 D. 电平，2 【答案】D 【解析】施密特触发器的状态转换由输入信号电平是否达到上阈值或下阈值决定，属于电平触发器。它具有两个稳定状态，并通过回差避免在阈值附近受到干扰而反复翻转，因此正确选项为D。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. RC多谐振荡器不需要要加触发信号就能产生固定频率的矩形脉冲信号。（ ） 【答案】错误 【解析】频率和周期由电路中定时元件决定。 22. 由于矩形波中含有丰富的多次谐波，故称产生矩形波的电路为多谐振荡器。（ ） 【答案】正确 【解析】矩形波的频谱特性：矩形波是一种非正弦周期信号，根据傅里叶级数展开，它可以分解为一系列不同频率的正弦波分量的叠加，即包含丰富的多次谐波，如基波、二次谐波、三次谐波等等，这些谐波的频率是基波频率的整数倍。 多谐振荡器的名称由来：多谐振荡器能够产生矩形波信号，正是因为其输出的矩形波中包含了丰富的多次谐波成分，所以被称为多谐振荡器。 23. 多谐振荡器有两个暂稳态，没有稳态。（ ） 【答案】正确 【解析】多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。电路在两个暂稳态之间自动交替翻转，从而产生周期性矩形脉冲，因此题述说法正确。 24. 施密特触发器作为整形应用时，往往增大回差电压；而作幅度鉴别时，则要求越小越好。（ ） 【答案】正确 【解析】施密特触发器用于波形整形时，较大的回差电压有利于提高抗干扰能力，避免输入信号在阈值附近波动而引起输出误翻转。用于幅度鉴别时，为提高对输入幅度的分辨能力，通常要求回差电压较小。因此题述说法正确。 25. 应用施密特触发器对脉冲作整形时，通过调整回差电压的大小。可以改变输出矩形波的周期。（ ） 【答案】错误 【解析】只能改变输出矩形波的宽度。 26. 施密特触发器有三个稳定状态。（ ） 【答案】错误 【解析】施密特触发器有两个稳定状态，电路从第一个稳态翻转到第二稳态，然后从第二稳态翻转到第一稳态。两次翻转需要触发电平不相同。 27. 施密特触发器能够把不规则的输入波形变成良好的矩形波。（ ） 【答案】正确 【解析】施密特触发器利用上、下两个不同的阈值对输入信号进行判别。当不规则输入波形越过相应阈值时，输出状态发生翻转，因此能够将变化不规则的输入波形整形成边沿较陡、幅度稳定的矩形波。 28. 施密特触发器可用于将三角波变换成正弦波。（ ） 【答案】错误 【解析】施密特触发器是利用阈值判别和回差特性进行波形整形的电路，通常可将三角波、正弦波等变换为矩形波，而不能将三角波变换成正弦波。因此题述说法错误。 29. 施密特触发器的状态转换及维持取决于外加触发信号电平。（ ） 【答案】正确 【解析】施密特触发器的输出状态转换发生在输入电平达到上阈值或下阈值时，状态维持也与输入电平所处的阈值区间有关。因此，其状态转换及维持取决于外加触发信号的电平，题述说法正确。 30. 当回差电压变化时，施密特触发器输出电压的幅值将随之变化。（ ） 【答案】错误 【解析】回差电压是施密特触发器上、下阈值之差，改变它主要会改变输入信号的翻转阈值和抗干扰能力。只要电源电压及输出级工作条件不变，输出高、低电平的幅值基本由电源和输出电路决定，不会随回差电压变化而改变。因此题述说法错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 单稳态触发器有哪些特点？ 【答案】单稳态触发器主要特点有： （1）它有一个稳定状态和一个暂稳态； （2）在无外来脉冲作用时，电路处于稳定状态不变； （3）在外来脉冲的作用下，电路由稳定状态翻转为暂稳态，经过一段时间后，又自动地返回到稳定状态，而暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。 【解析】单稳态触发器的主要特点包括： （1）具有一个稳定状态和一个暂稳态。 （2）没有外来触发脉冲时，电路长期处于稳定状态。 （3）受到适当的外来触发脉冲后，电路由稳定状态翻转到暂稳态。 （4）暂稳态只能维持一段时间，经过这段时间后，电路能够自动返回稳定状态。 （5）在触发脉冲满足正常触发条件且不影响定时过程的情况下，暂稳态持续时间主要由电阻、电容等定时元件参数决定，与触发脉冲的宽度和幅度基本无关。因此，单稳态触发器常用于定时、延时、脉冲整形和脉冲展宽。 32. 在图（a）所示由反相输出的施密特触发器构成的多谐振荡器中，已知，，，，，的波形图（b）所示。试计算其输出电压的振荡周期，并画出的波形。 【答案】解：根据波形图，设电容C充电时间为、放电时间为，则振荡周期T为 ，波形如下： 33. 试画出用施密特触发器74LS132构成多谐振荡器的接线示意图。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子装置采用对称式 RC 耦合多谐振荡器产生时钟脉冲。电路中两支路的电阻均为 15 kΩ，电容均为 0.01 μF。该装置要求输出频率约为 4.76 kHz，且实际测得频率为 4.00 kHz，输出脉冲边沿较缓。（1）根据对称式 RC 耦合多谐振荡器的近似关系式 ，计算振荡周期和振荡频率。（2）计算实测频率相对于理论频率的偏差，并判断其是否满足频率偏差不超过 ±5% 的要求。（3）分析实测频率偏低的可能原因，并提出两项改进措施；若要求输出脉冲边沿陡峭，应采用何种电路进行整形？ 【答案】（1）电容换算为 。振荡周期为 。振荡频率为 。（2）频率偏差为 。实测频率偏低，且偏差超过 ±5%，不满足要求。（3）可能原因有电阻或电容实际值偏大、元件参数温漂，以及晶体管饱和存储时间造成振荡周期延长。可选用精度和稳定性较高的电阻电容，检查并更换性能异常的晶体管；若要求频率高度稳定，可改用石英晶体多谐振荡器。输出边沿需整形时，可采用施密特触发器。 【解析】（1）先将电容换算为法拉，代入周期公式求得周期，再用频率为周期倒数求得频率。（2）用理论值与实测值之差除以理论值，所得偏差约为16%，超过规定范围。（3）RC 参数和晶体管开关特性均会影响频率，施密特触发器可将缓慢变化波形转换为边沿陡峭的脉冲。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 脉冲产生与整形——多谐振荡器、单稳态与施密特触发器 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 多谐振荡器是一种自激振荡器，能产生（ ） A. 矩形脉冲波 B. 三角波 C. 正弦波 D. 尖脉冲 2. 以下哪种类型的逻辑门不适合用于构建多谐振荡器（ ） A. AND门 B. OR门 C. NOT门 D. EXOR门 3. 电路输人信号 、输出信号波形如图所示,则该电路是（ ） A. T 触发器 B. 多谐振荡器 C. 单稳态触发器 D. 施密特触发器 4. 555定时器构成的单稳态触发器中，哪个引脚用于设置定时时间（ ） A. 控制端（CTRL） B. 复位端（MR） C. 阈值端（TH） D. 触发端（TR） 5. 单稳态触发器的主要用途是（ ） A. 整形、延时、鉴幅 B. 延时、定时、存储 C. 延时、定时、整形 D. 整形、鉴幅、定时 6. 单稳态触发器具有的功能是（ ） A. 整形、延时、鉴幅 B. 延时、定时、存储 C. 延时、定时、整形 D. 整形、鉴幅、定时 7. 如下图所示的单稳态触发器中，当R=10 kΩ，C是标注为“102”的电容，则输出脉冲宽度（ ） A. 4.5us B. 12us C. 7us D. 14us 8. TTL单稳态触发器的输出脉冲宽度是否可以调整（ ） A. 是的，通过改变外部元件参数 B. 是的，通过改变输入信号的频率 C. 否，固定不变 D. 否，但可以通过更换触发器型号来调整 9. TTL单稳态触发器的输出状态在触发后如何变化（ ） A. 保持不变 B. 翻转一次后保持不变 C. 持续翻转 D. 随输入信号变化 10. 如下图所示的单稳态触发器中，暂稳态是指（ ） A. B. C. D. 11. 单稳态触发器的宽度取决于（ ） A. 触发信号的周期 B. 触发信号的幅度 C. 电路的RC时间常数 D. 触发信号的波形 12. 单稳态触发器工作时，具有（ ） A. 一个稳态、一个暂稳态 B. 两个稳态、一个暂稳态 C. 一个稳态、两个暂稳态 D. 两个稳态、两个暂稳态 13. 555 单稳态触发器返回稳态的条件是（ ） A. 触发信号消失 B. 定时电容 C 放电至 1/3 VCC C. 定时电容 C 充电至 2/3 VCC D. 电源电压降低 14. 如图所示的单稳态触发器，其输出脉冲宽度（ ） A. 0.7RC B. 1.4RC C. 1.2RC D. 0.45RC 15. 单稳态电路能改变输出脉冲信号的（ ） A. 幅度 B. 宽度 C. 上升时间 D. 下降时间 16. 对于输入的不同幅度的脉冲信号，当其幅度达到某一值时，才会使触发器发生翻转，在输出端有脉冲输出，则该触发器是（ ） A. RC积分电路 B. 多谐振荡器 C. 单稳态触发器 D. 施密特触发器 17. 如下图所示的电路符号为（ ） A. 单稳态触发器 B. 施密特触发器 C. 多谐振荡器 D. 施密特反相器 18. TTL施密特触发器的主要功能是什么（ ） A. 放大信号 B. 整形信号 C. 稳定信号 D. 缓冲信号 19. TTL施密特触发器具有什么功能，可以用来消除什么现象（ ） A. 放大功能，消除噪声 B. 整形功能，消除抖动 C. 缓冲功能，消除干扰 D. 稳定功能，消除漂移 20. 施密特触发器是一种___触发器，具有___个稳态。（ ） A. 上升沿，2 B. 下降沿，2 C. 边沿，1 D. 电平，2 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. RC多谐振荡器不需要要加触发信号就能产生固定频率的矩形脉冲信号。（ ） 22. 由于矩形波中含有丰富的多次谐波，故称产生矩形波的电路为多谐振荡器。（ ） 23. 多谐振荡器有两个暂稳态，没有稳态。（ ） 24. 施密特触发器作为整形应用时，往往增大回差电压；而作幅度鉴别时，则要求越小越好。（ ） 25. 应用施密特触发器对脉冲作整形时，通过调整回差电压的大小。可以改变输出矩形波的周期。（ ） 26. 施密特触发器有三个稳定状态。（ ） 27. 施密特触发器能够把不规则的输入波形变成良好的矩形波。（ ） 28. 施密特触发器可用于将三角波变换成正弦波。（ ） 29. 施密特触发器的状态转换及维持取决于外加触发信号电平。（ ） 30. 当回差电压变化时，施密特触发器输出电压的幅值将随之变化。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 单稳态触发器有哪些特点？ 32. 在图（a）所示由反相输出的施密特触发器构成的多谐振荡器中，已知，，，，，的波形图（b）所示。试计算其输出电压的振荡周期，并画出的波形。 33. 试画出用施密特触发器74LS132构成多谐振荡器的接线示意图。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子装置采用对称式 RC 耦合多谐振荡器产生时钟脉冲。电路中两支路的电阻均为 15 kΩ，电容均为 0.01 μF。该装置要求输出频率约为 4.76 kHz，且实际测得频率为 4.00 kHz，输出脉冲边沿较缓。（1）根据对称式 RC 耦合多谐振荡器的近似关系式 ，计算振荡周期和振荡频率。（2）计算实测频率相对于理论频率的偏差，并判断其是否满足频率偏差不超过 ±5% 的要求。（3）分析实测频率偏低的可能原因，并提出两项改进措施；若要求输出脉冲边沿陡峭，应采用何种电路进行整形？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $