光电子技术基础(第二版)科学出版社-课后答案

第一章绪论

1.光电子器件按功能分为哪几类？每类大致包括哪些器件？

光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件。

光源器件分为相干光源和非相干光源。相干光源主要包括激光和非线性光学器件等。非相干光源包括照明光源、显示光源和信息处理用光源等。

光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等等)、光波导和光纤等。

光控制器件包括调制器、偏转器、光开关、光双稳器件、光路由器等。

光探测器件分为光电导型探测器、光伏型探测器、热伏型探测器、各种传感器等。

光存储器件分为光盘(包括CD、VCD、DVD、LD 等)、光驱、光盘塔等。

2.谈谈你对光电子技术的理解。

光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术，以光源激光化，传输波导（光纤）化，手段电子化，现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征，是一门新兴的综合性交叉学科。

3.谈谈光电子技术各个发展时期的情况。

20 世纪60 年代，光电子技术领域最典型的成就是各种激光器的相继问世。

20 世纪70 年代，光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现，半导体激光器的成熟特别是量子阱激光器的问世以及CCD 的问世。

20 世纪80 年代，出现了大功率量子阱阵列激光器；半导体光学双稳态功能器件的得到了迅速发展；也出现了保偏光纤、光纤传感器，光纤放大器和光纤激光器。

20世纪90 年代，掺铒光纤放大器(EDFA)问世，光电子技术在通信领域取得了极大成功，形成了光纤通信产业；。另外，光电子技术在光存储方面也取得了很大进展，光盘已成为计算机存储数据的重要手段。

21世纪，我们正步入信息化社会，信息与信息交换量的爆炸性增长对信息的采集、传输、处理、存储与显示都提出了严峻的挑战，国家经济与社会的发展，国防实力的增强等都更加依赖于信息的广度、深度和速度。

⒋ 举出几个你所知道的光电子技术应用实例。

如：光纤通信，光盘存储，光电显示器、光纤传感器、光计算机等等。

⒌ 据你了解，继阴极射线管显示（CRT）之后，哪几类光电显示器件代表的技术有可能发展成为未来显示技术的主体？

等离子体显示（PDP），液晶显示（L CD），场致发射显示（EL）。

εr

⒈填空题

第二章 光学基础知识与光场传播规律

⑴光的基本属性是光具有波粒二象性，光粒子性的典型现象有光的吸收、发射以及光电效应等。光波动性的典型体现有光的干涉、衍射、偏振等。

⑵两束光相干的条件是频率相同、振幅方向相同、相位差恒定，最典型的干涉装置有杨氏双缝干涉、迈克耳孙干涉仪。两束光相长干涉的条件是δ = m λ(m = 0,±1, ±2,LL ) δ 为光程差。

⑶ 两列同频平面简谐波振幅分别为 E 01 、 E 02 ， 位相差为 φ ， 则其干涉光强为

E 2

+ E 2

+ 2E E cos φ，两列波干涉相长的条件为 φ = 2πm (m = 0, ±1, ±2,LL )

01

02 01 02

⑷波长λ的光经过孔径 D 的小孔在焦距 f 处的衍射爱里斑半径为1.22 λ

f 。

D

⒉在玻璃(εr = 2.25, μr = 1) 上涂一种透明的介质膜以消除红外线(λ= 0.75μm ) 的反射。 ⑴求该介质膜应有的介电常量及厚度。

⑵如紫外线(λ= 0.42μm ) 垂直照射至涂有该介质膜的玻璃上，反射功率占入射功率百分之多少？

⑴ n = = 1.5

正 入 射 时 ， 当 n 时 ， 膜 系 起 到 全 增 透 作 用

n = 1.225 ，正入射下相应的薄膜厚度最薄为 h = λ

0 = 4n 0.75 4 ×1.225

= 0.153μm

⑵正入射时，反射率为

(n ? n )2 cos 2 2πnh + (n 0n G

? n )2 sin 2 2πnh 0 G

λ n λ

ρ = 0 0 正 2 2 2πnh nn 2 2 2πnh

(n 0 + n G

) cos + ( 0 G + n ) sin λ0 n λ0

(n ? n )2 cos 2

2πnh

0 G

λ = 0

= 3.57% (n + n )2 cos 2 2πnh + (n 0n G + n )2 sin 2 2πnh 0

G λ n λ

0 0

⒊有两个具有共轭复振幅的单色波，具有相同的频率，其复值分别为U (r ) 及U * (r ) 。比较它 们 的 强 度 、 波 前 和 波 前 法 线 。 以 平 面 波 U (r ) = A exp(? jk (x + y ) U (r ) = (A r ) exp(? j k r ) 为例。

) 与 球 面 波

2

3

n 2P n 0 平面波U (r ) = A exp(? jk (x + y )

) 的强度I = A 2 ,因波前可以是任意的曲面，故它的波前 2

即为波前函数U (r ) ，波前法线垂直于波前。

它的共轭波U * (r ) = A exp( jk (x + y ) 前法线垂直于波前。

) 的强度I = A 2 ，波前函数同样是该波的表达式，波 2

球面波U (r ) = (A r ) exp(? j k r ) 的强度为I = (A r )2 ，波前函数即该波表达式，波前法线垂 直于波前。

它的共轭波U * (r ) = (A r ) exp( j k r ) 的强度为I = (A r )2 ，波前函数即该波表达式，波前法 线垂直于波前。

⒋光束垂直投射在无限大不透明的环状小孔（半径为 a 和 b ，a>>b ）上，发生夫琅和费衍射， 求光强度dI 的角分布。 见物理光学

⒌一束波长为 0.5 μm 的光波以450 角从空气入射到电极化率为2＋j 0.6 的介质表面上，求

⑴此光波在介质中的方向（折射角）。 ⑵光波在介质中的衰减系数。 ⑴ n 2 = 1+ 2 = 3

n =

由n sin θ = n sin θ 得sin θ =

6 θ = arcsin

6

1

1

2

2

6

2

6

⑵衰减系数r = ?k ×(?0.6) =

2πn

× 0.6 = 1.3×107

λ

⒍输出波长λ＝632.8n m 的 H e N e 激光器中的反射镜是在玻璃上交替涂覆 Z n S 和T hF 2 形成 的，这两种材料的折射率系数分别为 1.5 和 2.5。问至少涂覆多少个双层才能使镜面反射系数大于 99.5％？

? 2

?2

n ? ( H ) H ? 0 n n ? 设 玻 璃 的 折 射 率 n G ＝ 1.5 由 题

意 ： ρ = ? L G ? ≥ 0.995 ， 即 正，λ0

? n n 2 ? ?n

+ ( H )2P

H ?

1? ( 2.5)

2P 1.52 ? n L n G ?

5

1.5 1.5 ≤ ?0.9975 即 0.0025×( )2P ×1.5 ≥ 1.9975

1+ ( 2.5) 2P 1.5

2 3 (5

)2P 3

1.5 1.5 ≥ 53

2.7 2P = 12.3 P ≈ 7 故至少涂覆 7 个双层。 ⒎ 有 m 个相距为 d 的平行反射平面。一束光以倾角θ投射反射面。设每一反射平面仅反射

一小部分光，大部分光投射过去；又设各层的反射波幅值相等。证明sin θ = λ2d 时，合成的反射波强度达到最大值，这一角度θ称为 Bragg 角。

d

d

因各辐射波的反射波幅值相等，当它们反射波叠加，相位依次相差2π 的整数倍时，合成的反射波强度达到最大值，最简单情况下，相位相差2π 。

如图所示：k 2d sin θ = 2π 即 2π

2d sin θ = 2π λ

故当sin θ

= λ2d 时，反射波强度达到最大值 。 ⒏ 从麦克斯韦通式（2－28）出发，推导波动方程（2－44）。

?× E = ? ?B

?t

对该式取旋度左边＝ ?×(?× E ) = ?(? E ) ? ?2E

右边＝ ? ?(?× B ) （由B = μ H + μ M ） = ?μ ?

?×(H + M )

?t 0 0 0

?t

由?× H = J + ?D = σE + J + ?D

上式

?t s

?t

= ?μ ? ?(σE + J + ?D

+ ?× M ?

?t ??

s

?t

)

??

?2D ?E ?J = ?μ0 ? μ0σ ? μ s ? μ0 ? (?× M )

?t 2 ?t ?t ?t

在电介质中，一般有M = 0 ,从而μ = μ0 ， B = μ0H ，于是上式可化为

? ? ? ?

2

?μ ?2D ? μσ ?E ? μ ?J

( E ) s 0 0 0 ?t 2

?t ?t

?2 (ε E + P ) ＝ ?μ0

0 ? μ0σ ?t 2

?E ? μ ?J s

?t 0

?t E ＝

g g 第三章 激光原理与技术

1. 填空

⑴最早的电光源是炭弧光灯，最早的激光器是 1960 年由美国家的梅曼制作的 红宝石激光器。

⑵光在各向同性介质中传播时，复极化率的实部表示色散与频率的关系，虚部表示物质吸收与频率的关系。

⑶激光器的基本结构包括激光工作物质、泵浦源和光学谐振腔。激光产生的充分条件是阈值条件和增益饱和效应，必要条件包括粒子数反转分布和减少振荡模式数。 ⑷今有一个球面谐振腔，r1=1.5m,r2=-1m,L=80cm,它属于稳定腔。

2. 试简单说明以下光电子学术语的科学含义： ⑴受激辐射(画出二能级图)

处于激发态 E2 上的原子，在频率为υ

21 的外界光信号作用下，从 E2 能级跃迁到 E1 能

级上，在跃迁过程中，原子辐射出能量为h υ21 、与外界光信号处于同一状态的光子，这两个 光子又可以去诱发其他发光粒子，产生更多状态相同的光子，这样，在一个入射光子作用下， 就可以产生大量运动状态相同的光子，这一发射过程称为受激发射过程。 ⑵谱线的多普勒加宽

多普勒展宽是由于气体物质中作热运动的发光粒子所产生的辐射的多普勒频移引起的。 ⑶谱线的自然加宽

自然加宽是由于粒子存在固有的自发跃迁，从而导致它在受激能级上寿命有限所形成 的。

⑷光放大

光束在激活介质中传播时，设入射端面处光强为 I 0 (υ) ,距离 x 处光强为 I (υ) ，且

N 1

< N 2

，则

1

2

d ρ(υ21 ) = dI (υ21 ) = (N g 1 ? N )B h υ dt > 0

可见光强在激活介质中不断

ρ(υ ) I (υ ) 2

g 1 21 21 21 21

2

放大，为此，我们引入激活介质的增益系数G (υ)

G (υ) =

dI (υ) I (υ)dx

式中， dI (υ) 是传播距离dx 时的光强的增量。这说明：介质的增益系数在数值上等于光束强

度在传播单位长度的距离时，光强增加的百分数。由于dI (υ) > 0 ，因而G (υ) > 0 ，所以G (υ) 可以表示光在激活介质当中的放大特性。 3. 计算与推导

⑴λ＝0.5μm 时，什么温度下自发辐射率与受激辐射率相等？T=300K 时，什么波长下

c 3 自发辐射率相等？

自发辐射率为 A 21，受激辐射率为 W 21。w 21 = B 21 ρ(υ21 ) 。

A 8πh υ3 n 3

由爱因斯坦关系式可知： 21 = 21

，

21

8πh υ3 n 3

1 由普朗克公式可知： ρ(υ21 ) =

21

，

c 3

exp(

h υ21 ) ?1 kT

h υ3

由题意 A 21＝W 21，故exp( 21 ) ?1 = 1 ，

kT

h υ3 ln 2 hc 3 ln 2 6.63×10?34 ×(3×108 )3 × 0.6931 33 T = 21 = = = 7.19 ×10 K

k k λ3 当 T=300K 时，

1.38×10?23 × (0.5×10?6 )3

λ3

= hc 3 ln 2 = 6.63×10?34 ×(3×108 )3 × 0.6931 = × 12

kT 1.38×10?23 × 300

2.997 10

λ= 1.442 ×104 M

⑵He-Ne 激光器的反射镜间距为 0.2m ，求最靠近 632.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。如果增益曲线宽度为1.5×109 Hz,则可能引起的纵模总数是多少？

气体的折射率n ≈ 1 由υq = c

q 得

2nL

q = 2nL = λ 2 ×1× 0.2 632.8×10?9

= 6.32 ×105

c 3×108 8

纵模频率间隔 υq = = = 7.5×10 H z

2nL 2 ×1× 0.2

? υ ? ?1.5×109

? 实际振荡纵模总数 q = ? T

? +1 = ? ? +1 = 3 ?? υq ??

? 7.5×108

? ⑶ 红 宝 石 激 光 器 的 工 作 物 质 有 特 性 ： N ? N = 5×107

/c

m 3 、 300K 处 ，

υ≈ 1

g (υ0 )

= 2 ×1011H z ，τ 2 1

= 3×10?3 s ，υ= 4.326 ×1014 Hz ，n=1.78,求其在中心频率处的增益

系数G (υ) 。

⑷一维电子振荡器在电磁场 E(t)作用下的运动方程如式（3－2），推导简谐电场与简谐振

s

0 0 0

0 0

0 0

子条件下，复极化率χ

% (ω) 的表达式。

d 2 x 2

dx 电子运动方程为m dt 2 = ?m ω0 x ? m γ dt ? e E ，在简谐电场和简谐振子条件下，则瞬时电

场E (t ) 与位置偏移x (t ) 为

x (t ) = x (ω)e j ωt

E (t ) = E (ω)e j ωt

E (ω) 、 x (ω) 表示对应于频率ω 的振幅值， 将 x (t ) 、 E (t ) 代入运动方程， 并求解得 x (ω) = ? e E (ω)

m (ω2 ?ω2

) + j ωr

在平面光波场作用下，原子在光场作用下产生感应极化，形成电偶极振子 p = ?ex = Re( p (ω)e j ωt )

p (ω) = e

E (ω)

设单位体积中原子数为 N ， 则介质极化强度

m (ω2 ?ω2

) + j ωr

P = Np = Re(P (ω)e j ωt )

P (ω) = Ne 2 m E (ω) = χ(ω)ε E (ω) (ω2 ?ω2

) + j ωr 0

又

P (ω) = χ(ω)ε E (ω) = ??χ' (ω) ? j χ'' (ω)??ε E

4. 简述题

χ(ω) = Ne 2

m 1 (ω2 ?ω2

) + j ωr

⑴ 简述激光的特点。

激光的特点主要表现在以下四个方面：①激光具有激光极好的方向性②激光的单色性非常好③激光的相干性好④激光具有极高的亮度和单色亮度。信息光电子技术中所用的光源， 着重单色性、高速脉冲性、方向性、可调谐性和高能量密度等。激光正是满足这些条件的最好的光源。

⑵ 分析单色辐射场与连续辐射场与粒子体系相互作用情况。Ⅰ单色辐射场与粒子体系的相互作用

如图 3－8 所示，粒子线型函数为 g (υ) ，中心频率为υ0 ，谱线宽度为

υ ，辐射场ρυ

的中心频率为υ' ，带宽为 υ' 。单色辐射场与粒子体系相互作用过程，要求粒子体系的展宽要 2

A c λ I 0

0 ∫ 远 大 于 辐 射 场 宽 度 ， 即 υ 与 υ' 间 满 足 公 式 υ>> υ' ， υ' 很 小 ， 于 是

dN

dt st +∞

'

2 21 0

( 21

) = N B g (υ)ρ(υ)d υ中被积函数只有在υ ?∞

附近一个很窄的范围 υ' 内不为零。且在

υ' 内g (υ) 可以认为不便，于是单色辐射场能量密度可表

示为

ρ(υ) = ρ(υ' ) δ(υ' ?υ)

dN dt st +∞

2 21 ∫

2 21

2 21

( 21 ) = N B g (υ)ρ(υ' )δ(υ' ?υ)d υ = N B g (υ' )ρ(υ' ) = N W (υ' ) ?∞

W (υ'

) = B g (υ'

)ρ(υ'

) = 3

A c 2I 21

g (υ'

)ρ(υ'

) = 21 υ' g (υ' ) =

2 υ

' g (υ' )

式 中 ，

21 21

c ρ(υ' ) W

8πn 3h υ'3

8πn 2h υ'3 8πn 3h υτ'

I υ'

= （单位： n

m 2

）为光辐射强度。

上式表明由于谱线宽度，和粒子体系产生相互作用的单色光场的频率υ' 并不一定要精确位于g (υ) 的中心频率υ0 处才能产生受激辐射，而是在υ0 附近一定频率范围内均可，跃迁概 率的大小取决于单色光场中心频率υ' 相对于线型函数中心频率υ 的位置，υ' －υ 越小，则

W 越大，当υ' ＝υ 时，受激跃迁概率最大。这种相互作用不仅与 ρ' 、B

有关，而且还与

21

υ

21

g (υ) 有关。

Ⅱ连续辐射光场与粒子体系相互作用

当连续辐射光场与粒子体系相互作用时（ 图 3 －9 ），满足条件 υ' >> υ，于是

dN +∞

(

21 )s t = N 2B 21 ∫

g (υ)ρ(υ)d υ中被积函数只有在υ0 附近很小的范围内（ υ 量级）才不为零，

dt

?∞

且 υ内可以认为ρ(υ' ) 近似为常量ρ(υ ) ，于是

dN +∞ +∞ dt st

2 21 ∫ 2 21 0 ∫

2 21 0 2 21

( 21 )

= N B g (υ)ρ(υ' )d υ= N B ρ(υ ) ?∞

?∞

g (υ)d υ= N B ρ(υ ) = NW

式中， ρ(υ0 ) 为连续辐射光场在粒子线型函数中心频率υ0 处的单色能量密度。 可见，连续辐射场中只有频率等于粒子体系中心频率υ0 的那部分辐射场才能引发粒子

体系受激辐射，其他部分实际上被粒子体系所散射。

s

光电子技术安毓英习题答案

光电子技术安毓英习题答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第一章 1. 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。 解：因为 ΩΦd d e e I = ， 且 ()??? ? ??+- =-===Ω?22000212cos 12sin c R R l l d d r dS d c πθπ?θθ 所以??? ? ??+-=Ω=Φ220012c e e e R l l I d I π 2. 如图所示，设小面源的面积为A s ，辐射亮度为L e ，面源法线 与l 0的夹角为s ；被照面的面积为A c ，到面源A s 的距离为l 0。若c 为辐射在被照面A c 的入射角，试计算小面源在A c 上产生的辐射照度。 解：亮度定义: r r e e A dI L θ?cos = 强度定义:Ω Φ =d d I e e 可得辐射通量：Ω?=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为：2 cos l A d c c θ?= Ω 则在小面源在?A c 上辐射照度为：20 cos cos l A L dA d E c s s e e e θθ?=Φ= 3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。 答：由θcos dA d d L e ΩΦ = 得θcos dA d L d e Ω=Φ，且() 2 2cos r l A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d r l rdr l L E πθπ =+=? ?∞ 20 0222 2 4. 霓虹灯发的光是热辐射吗？ l 0 S R c L e A s A c l 0 s c 第1.2题图

数字电子技术基础答案

Q 1 CP Q 1 Q 0 &&D 1D 0第一组： 计算题 一、（本题20分） 试写出图示逻辑电路的逻辑表达式，并化为最简与或式。 解：C B A B A F ++=C B A B A F ++= 二、（本题25分） 时序逻辑电路如图所示，已知初始状态Q 1Q 0＝00。 （1）试写出各触发器的驱动方程； （2）列出状态转换顺序表； （3）说明电路的功能； 解：（1）100Q Q D =，101Q Q D =； （2）00→10→01 （3）三进制移位计数器 三、（本题30分）

由集成定时器555组成的电路如图所示，已知：R 1＝R 2＝10 k Ω，C ＝5μF 。 （1）说明电路的功能； （2）计算电路的周期和频率。 解：（1）多谐振荡器电路 （2）T 1＝7s ， T 2＝3.5s 四、（本题25分） 用二进制计算器74LS161和8选1数据选择器连接的电路如图所示， （1）试列出74LS161的状态表； （2）指出是几进制计数器； （3）写出输出Z 的序列。 "1" 解： （1）状态表如图所示 （2）十进制计数器 （3）输出Z 的序列是0010001100 C R R CC u o

第二组： 计算题 一、（本题20分） 逻辑电路如图所示，试答： 1、写出逻辑式并转换为最简与或表达式，2、画出用“与”门及“或”门实现的逻辑图。 B 二、（本题25分） 试用与非门设计一个三人表决组合逻辑电路(输入为A、B、C，输出为F)，要求在A有一票决定权的前提下遵照少数服从多数原则，即满足：1、A=1时，F一定等于1，2、A、B、C中有两2个以上等于1，则输出F=1。 试：（1）写出表决电路的真值表； （2）写出表决电路的逻辑表达式并化简； （3）画出用与非门设计的逻辑电路图。 解： （1）真值表

光电子技术安毓英习题答案

第一章 1. 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。 解：因为 ， 且 ()??? ? ??+- =-===Ω?22000212cos 12sin c R R l l d d r dS d c πθπ?θθ 所以??? ? ??+-=Ω=Φ220012c e e e R l l I d I π 2. 如图所示，设小面源的面积为?A s ，辐射亮度为L e ，面源法线 与l 0的夹角为θs ；被照面的面积为?A c ，到面源?A s 的距离为l 0。若θc 为辐射在被照面?A c 的入射角，试计算小面源在?A c 上产生的辐射照度。 解：亮度定义: 强度定义:Ω Φ =d d I e e 可得辐射通量：Ω?=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为：2 0cos l A d c c θ?= Ω 则在小面源在?A c 上辐射照度为：20 cos cos l A L dA d E c s s e e e θθ?=Φ= 3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。 答：由θcos dA d d L e ΩΦ = 得θcos dA d L d e Ω=Φ，且() 2 2cos r l A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d r l rdr l L E πθπ =+=? ?∞ 20 0222 2 4. 霓虹灯发的光是热辐射吗？ ΩΦd d e e I = r r e e A dI L θ?cos = 第1.1题图 第1.2题图

数字电子技术基础习题及答案..

； 数字电子技术基础试题 一、填空题 : （每空1分，共10分） 1． 10 = ( ) 2 = ( ) 16 。 2 . 逻辑函数L = + A+ B+ C +D = 。 3 . 三态门输出的三种状态分别为：、和。 4 . 主从型JK触发器的特性方程= 。 5 . 用4个触发器可以存储位二进制数。 6 . 存储容量为4K×8位的RAM存储器，其地址线为条、数据线为条。【 二、选择题： (选择一个正确的答案填入括号内，每题3分，共30分 ) 1.设图1中所有触发器的初始状态皆为0，找出图中触发器在时钟信号作用下,输出电压波形恒为0的是：（）图。 图 1

2.下列几种TTL电路中，输出端可实现线与功能的电路是（）。 A、或非门 B、与非门 （ C、异或门 D、OC门 3.对CMOS与非门电路，其多余输入端正确的处理方法是（）。 A、通过大电阻接地（>Ω） B、悬空 C、通过小电阻接地（<1KΩ） D、通过电阻接V CC 4.图2所示电路为由555定时器构成的（）。 A、施密特触发器 B、多谐振荡器 C、单稳态触发器 D、T触发器 " 5.请判断以下哪个电路不是时序逻辑电路（）。图2 A、计数器 B、寄存器 C、译码器 D、触发器 6．下列几种A/D转换器中，转换速度最快的是（）。图2 A、并行A/D转换器 B、计数型A/D转换器 C、逐次渐进型A/D转换器 D、双积分A/D转换器 7．某电路的输入波形 u I 和输出波形 u O 如图 3所示，则该电路为（）。

图3 . A、施密特触发器 B、反相器 C、单稳态触发器 D、JK触发器 8．要将方波脉冲的周期扩展10倍，可采用（）。 A、10级施密特触发器 B、10位二进制计数器 C、十进制计数器 D、10位D/A转换器 9、已知逻辑函数与其相等的函数为（）。 A、B、C、D、 10、一个数据选择器的地址输入端有3个时，最多可以有（）个数据信号输出。 \ A、4 B、6 C、8 D、16 三、逻辑函数化简（每题5分，共10分） 1、用代数法化简为最简与或式 Y= A + 2、用卡诺图法化简为最简或与式

光电子技术课后答案安毓敏第二版

习 题 1 1. 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功 率。 ΩΦd d e e I =， 202πd l R c =Ω 202e πd d l R I I c e e ==ΩΦ 2. 如图所示，设小面源的面积为A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0的夹角为 s ；被照面的面积为A c ，到面源A s 的距离为l 0。若 c 为辐射在被照面A c 的入射角，试计算小面源在A c 用定义r r e e A dI L θ?cos =和A E e e d d Φ=求解。 4. 霓虹灯发的光是热辐射吗？ 不是热辐射。 6. 从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长 m 随温 度T 的升高而减小。试由普朗克热辐射公式导出 常数=T m λ。 这一关系式称为维恩位移定律，其中常数为2.89810-3 m K 。 普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。 9. 常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型。你知道这是按什么区分的吗？ 按色温区分。 习 题 2 1. 何为大气窗口，试分析光谱位于大气窗口的光辐射的大气衰减因素。 对某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收。光波几乎无法通过。根据大气的这种选择吸收特性，一般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。 l 0 S R c 第1题图 L e ?A s ?A c l 0 θs θc 第2题图

2. 何为大气湍流效应，大气湍流对光束的传播产生哪些影响？ 是一种无规则的漩涡流动，流体质点的运动轨迹十分复杂，既有横向运动，又有纵向运动，空间每一点的运动速度围绕某一平均值随机起伏。这种湍流状态将使激光辐射在传播过程中随机地改变其光波参量，使光束质量受到严重影响，出现所谓光束截面的强度闪烁、光束的弯曲和漂移（亦称方向抖动）、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现象，统称为大气湍流效应。 5. 何为电光晶体的半波电压？半波电压由晶体的那些参数决定？ 当光波的两个垂直分量E x ，E y 的光程差为半个波长（相应的相位差为）时所需要加的电压，称为半波电压。 7. 若取v s =616m/s ，n =2.35， f s =10MHz ， 0=0.6328m ，试估算发生拉曼-纳斯衍射 所允许的最大晶体长度L max =? 由公式0 2202044λλλs s s f nv n L L =≈<计算，得到 612 2022max 10 6328.0410********.24-?????==λs s f nv L 。 10. 一束线偏振光经过长L =25cm ，直径D =1cm 的实心玻璃，玻璃外绕N =250匝导线，通有电流I =5A 。取韦尔德常数为V =0.2510-5（）/cm T ，试计算光的旋转角。 由公式L αθ=、VH =α和L NI H = 计算，得到VNI =θ。 11. 概括光纤弱导条件的意义。 从理论上讲，光纤的弱导特性是光纤与微波圆波导之间的重要差别之一。实际使用的光纤，特别是单模光纤，其掺杂浓度都很小，使纤芯和包层只有很小的折射率差。所以弱导的基本含义是指很小的折射率差就能构成良好的光纤波导结构，而且为制造提供了很大的方便。 15. 光波水下传输有那些特殊问题？ 主要是设法克服这种后向散射的影响。措施如下： ⑴适当地选择滤光片和检偏器，以分辨无规则偏振的后向散射和有规则偏振的目标反射。 ⑵尽可能的分开发射光源和接收器。 ⑶采用如图2-28所示的距离选通技术。当光源发射的光脉冲朝向目标传播时，接收器

光电子技术基础考试题及答案

光电子技术基础考试题及答案 一、选择题 1.光通量的单位是（ B ）. A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 2. 辐射通量φe的单位是（ B ） A 焦耳 (J) B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd) 3.发光强度的单位是（ A ）. A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 4.光照度的单位是（ D ）. A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 5.激光器的构成一般由（ A ）组成 A.激励能源、谐振腔和工作物质 B.固体激光器、液体激光器和气体激光器 C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料 D. 电子、载流子和光子 6. 硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。适当偏置是（D） A 恒流 B 自偏置 C 零伏偏置 D 反向偏置 7.2009年10月6日授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光纤以SiO2为材料的主要是由于（ A ） A.传输损耗低 B.可实现任何光传输 C.不出现瑞利散射 D.空间相干性好

8.下列哪个不属于激光调制器的是（ D ） A.电光调制器 B.声光调制器 C.磁光调制器 D.压光调制器 9.电光晶体的非线性电光效应主要与（ C ）有关 A.内加电场 B.激光波长 C.晶体性质 D.晶体折射率变化量 10.激光调制按其调制的性质有（ C ） A.连续调制 B.脉冲调制 C.相位调制 D.光伏调制 11.不属于光电探测器的是（ D ） A.光电导探测器 B.光伏探测器 C.光磁电探测器 D.热电探测元件 https://www.wendangku.net/doc/3d9787534.html,D 摄像器件的信息是靠（ B ）存储 A.载流子 B.电荷 C.电子 D.声子 13.LCD显示器，可以分为（ ABCD ） A. TN型 B. STN型 C. TFT型 D. DSTN型 14.掺杂型探测器是由（ D ）之间的电子-空穴对符合产生的，激励过程是使半导体中的载 流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A.禁带 B.分子 C.粒子 D.能带 15.激光具有的优点为相干性好、亮度高及（ B ） A色性好 B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱 16.红外辐射的波长为（ D ）. A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770-1000 nm 17.可见光的波长范围为（ C ）.

光电子技术安毓英习题答案完整版

第一章 2. 如图所示，设小面源的面积为?A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0 的夹角为?s ；被照面的面积为?A c ，到面源?A s 的距离为l 0。若?c 为辐射在被照面?A c 的入射角，试计算小面源在?A c 上产生的辐射照度。 解：亮度定义: r r e e A dI L θ?cos = 强度定义:Ω Φ =d d I e e 可得辐射通量：Ω?=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为： 2 cos l A d c c θ?= Ω 则在小面源在?A c 上辐射照度为：2 cos cos l A L dA d E c s s e e e θθ?=Φ= 3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对 的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。 答：由θcos dA d d L e ΩΦ = 得θcos dA d L d e Ω=Φ，且() 2 2cos r l A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d r l rdr l L E πθπ =+=? ?∞ 20 0222 2 7.黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M 。试有普朗克的辐射公式导出M 与温度T 的四次方成正比，即 M=常数4T ?。这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为5.67?10-8W/m 2K 4 解答：教材P9，对公式2 1 5 1 ()1 e C T C M T e λλλ= -进行积分即可证明。 第二章 3．对于3m 晶体LiNbO3，试求外场分别加在x,y 和z 轴方向的感应主折射率及相应的相位延迟（这里只求外场加在x 方向上） 解：铌酸锂晶体是负单轴晶体，即n x =n y =n 0、n z ＝n e 。它所属的三方晶系3m 点群电光系数有四个，即γ22、γ13、γ33、γ51。电光系数矩阵为： 第1.2题图

数字电子技术基础习题与答案

数字电子技术试卷(1) 一．填空（16） 1．十进制数123的二进制数是 1111011 ；十六进制数是 7B 。 2．1是8421BCD 码，其十进制为 861 。 3．逻辑代数的三种基本运算是 与 ， 或 和 非 。 4．三态门的工作状态是 0 ， 1 ， 高阻 。 5．描述触发器逻辑功能的方法有 真值表，逻辑图，逻辑表达式，卡诺图，波形图 。 6．施密特触发器的主要应用是 波形的整形 。 7．设4位D/A 转换器的满度输出电压位30伏，则输入数字量为1010时的输出模拟电压为 。 8．实现A/D 转换的主要方法有 ， ， 。 三．化简逻辑函数（14） 1．用公式法化简- -+++=A D DCE BD B A Y ，化为最简与或表达式。 解；D B A Y +=- 2．用卡诺图化简∑∑=m d D C B A Y ），，，，（）＋，，，，（84210107653),,,(，化为最简与或表达式。 四．电路如图1所示，要求写出输出函数表达式，并说出其逻辑功能。（15） 解；C B A Y ⊕⊕=， C B A AB C )(1++=，全加器，Y 为和，1C 为进位。 五．触发器电路如图2（a ）,（b ）所示，⑴写出触发器的次态方程； ⑵对应给定波形画 出Q 端波形（设初态Q ＝0）(15) 解；（1）AQ Q Q n +=- +1，（2）、A Q n =+1 六．试用触发器和门电路设计一个同步的五进制计数器。（15） 七．用集成电路定时器555所构成的自激多谐振荡器电路如图3所示，试画出V O ，V C 的工作 波形，并求出振荡频率。（15）

光电子技术安毓英习题答案解析[完整版]

第一章 2. 如图所示，设小面源的面积为?A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0 的夹角为θs ；被照面的面积为?A c ，到面源?A s 的距离为l 0。若θc 为辐射在被照面?A c 的入射角，试计算小面源在?A c 上产生的辐射照度。 解：亮度定义: r r e e A dI L θ?cos = 强度定义:Ω Φ =d d I e e 可得辐射通量：Ω?=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为： 2 cos l A d c c θ?= Ω 则在小面源在?A c 上辐射照度为：2 cos cos l A L dA d E c s s e e e θθ?=Φ= 3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对 的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。 答：由θcos dA d d L e ΩΦ = 得θcos dA d L d e Ω=Φ，且() 2 2cos r l A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d r l rdr l L E πθπ =+=? ?∞ 20 0222 2 7.黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M 。试有普朗克的辐射公式导出M 与温度T 的四次方成正比，即 M=常数4T ?。这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为 5.6710-8W/m 2K 4 解答：教材P9，对公式2 1 5 1 ()1 e C T C M T e λλλ=-进行积分即可证明。 第二章 3．对于3m 晶体LiNbO3，试求外场分别加在x,y 和z 轴方向的感应主折射率及相应的相位延迟（这里只求外场加在x 方向上） 解：铌酸锂晶体是负单轴晶体，即n x =n y =n 0、n z ＝n e 。它所属的三方晶系3m 点群电光系数有四个，即γ22、γ13、γ33、γ51。电光系数矩阵为： L e ?A s ?A c l 0 θs θc 第1.2题图

张永林第二版《光电子技术》课后习题答案. ()

可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少？ 波长：380~780nm 400~760nm 频率：385T~790THz 400T~750THz 能量：~ 辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？ 为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。因为光度参数只适用于~的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处，将λ～λ+dλ范围内发射的辐射通量 dΦe，除以该波长λ的光子能量hν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。 一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，求出该灯的光通量。 Φ=L*4πR^2=30*4**^2= 一支氦-氖激光器（波长为）发出激光的功率为2mW。该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm。 求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。 若激光束投射在10m远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的发射比为，求该屏上的光亮度。 从黑体辐射曲线图可以看书，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长随温度T的升高而减小。试用普朗克热辐射公式导出 式这一关系式称为维恩位移定律中，常数为?10-3m?K。 普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。教材P8 什么是光辐射的调制？有哪些调制的方法？它们有什么特点和应用？ 光辐射的调制是用数字或模拟信号改变光波波形的幅度、频率或相位的过程。 光辐射的调制方法有内调制和外调制。 内调制：直接调制技术具有简单、经济、容易实现等优点。但存在波长(频率)的抖动。 LD、LED 外调制：调制系统比较复杂、消光比高、插损较大、驱动电压较高、难以与光源集成、偏振敏感、损耗大、而且造价也高。但谱线宽度窄。机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制 说明利用泡克尔斯效应的横向电光调制的原理。画出横向电光调制的装置图，说明其中各个器件的作用。若在KDP晶体上加调制电压U=Um ，U在线性区内，请写出输出光通量的表达式。 Pockels效应：折射率的改变与外加电场成正比的电光效应。也称线性电光效应。 光传播方向与电场施加的方向垂直，这种电光效应称为横向电光效应。 说明利用声光布拉格衍射调制光通量的原理。超声功率Ps的大小决定于什么？在石英晶体上应加怎样的电信号才能实现光通量的调制？该信号的频率和振幅分别起着什么作用？ 当超声波在介质中传播时，将引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性的变化，并且导致介质的折射率也发生相应的变化。当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现象，这就是声光效应。 声光介质在超声波的作用下，就变成了一个等效的相位光栅，当光通过有超声波作用的介质时，相位就要受到调制，其结果如同它通过一个衍射光栅，光栅间距等于声波波长，光束通过这个光栅时就要产生衍射，这就是声光效应。布拉格衍射是在超声波频率较高，声光作用区较长，光线与超声波波面有一定角度斜入射时发生的。

数字电子技术基础第三版第一章答案

第一章数字逻辑基础 第一节重点与难点 一、重点： 1.数制 2.编码 (1) 二—十进制码（BCD码） 在这种编码中，用四位二进制数表示十进制数中的0~9十个数码。常用的编码有8421BCD码、5421BCD码和余3码。 8421BCD码是由四位二进制数0000到1111十六种组合中前十种组合，即0000~1001来代表十进制数0~9十个数码，每位二进制码具有固定的权值8、4、2、1，称有权码。 余3码是由8421BCD码加3（0011）得来，是一种无权码。 (2)格雷码 格雷码是一种常见的无权码。这种码的特点是相邻的两个码组之间仅有一位不同，因而其可靠性较高，广泛应用于计数和数字系统的输入、输出等场合。 3.逻辑代数基础 (1)逻辑代数的基本公式与基本规则 逻辑代数的基本公式反映了二值逻辑的基本思想，是逻辑运算的重要工具，也是学习数字电路的必备基础。 逻辑代数有三个基本规则，利用代入规则、反演规则和对偶规则使逻辑函数的公式数目倍增。 (2)逻辑问题的描述 逻辑问题的描述可用真值表、函数式、逻辑图、卡诺图和时序图，它们各具特点又相互关联，可按需选用。 (3)图形法化简逻辑函数 图形法比较适合于具有三、四变量的逻辑函数的简化。 二、难点： 1.给定逻辑函数，将逻辑函数化为最简 用代数法化简逻辑函数，要求熟练掌握逻辑代数的基本公式和规则，熟练运用四个基本方法—并项法、消项法、消元法及配项法对逻辑函数进行化简。 用图形法化简逻辑函数时，一定要注意卡诺图的循环邻接的特点，画包围圈时应把每个包围圈尽可能画大。 2.卡诺图的灵活应用 卡诺图除用于简化函数外，还可以用来检验化简结果是否最简、判断函数间的关系、求函数的反函数和逻辑运算等。 3.电路的设计 在工程实际中，往往给出逻辑命题，如何正确分析命题，设计出逻辑电路呢？通常的步骤如下：

张永林第二版《光电子技术》课后习题答案解析

1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少？ 波长：380~780nm 400~760nm 频率：385T~790THz 400T~750THz 能量：1.6~3.2eV 1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？ 为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。因为光度参数只适用于0.38~0.78um的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处，将λ～λ+dλ范围内发射的辐射通量dΦe，除以该波长λ的光子能量hν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。 1.3一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，求出该灯的光通量。 Φ=L*4πR^2=30*4*3.14*1.5^2=848.23lx

1.4一支氦-氖激光器（波长为63 2.8nm ）发出激光的功率为2mW 。该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm 。 求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。 若激光束投射在10m 远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的发射比为0.85，求该屏上的光亮度。 32251122()()()6830.2652100.362()()22(1cos )()0.362 1.15102(1cos )2(1cos 0.001) 1.4610/cos cos cos 0()0.3v m e v v v v v v v v v v v K V lm d I d S Rh R R I cd dI I I L cd m dS S r d M dS λλλλλππθλπθπθθπλ-Φ=Φ=???=Φ?Φ= =Ω?Ω ??Ω===-?Φ===?--??= ===??Φ==52262 4.610/0.0005 lm m π=??'2' ''22 2' '2'2'100.0005(6)0.850.850.85cos 0.85155/cos 2v v v v v v v v l m r m P d r M E L dS l r L d dM l L cd m d dS d πθπθπ=>>=Φ===??Φ====ΩΩ 1.6从黑体辐射曲线图可以看书，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长 随温度T 的升高而减小。试用普朗克热辐射公式导出 常数=T m λ 式这一关系式称为维恩位移定律中，常数为-。 普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。教材P8 2.1什么是光辐射的调制？有哪些调制的方法？它们有什么特点和应用？

光电子技术题目与答案8页

1) 色温是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率 相同的黑体的温度 2) 自发跃迁是指处于高能级的粒子自发地跃迁到低能级上。 受激跃迁是指由于外界辐射场作用而产生的粒子能级间的跃迁。 3) 受激辐射下光谱线展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中 均匀展宽有自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽，非均匀展宽有多普勒展宽、残余应力展宽。 4) 常见的固体激光器有红宝石激光器、钕激光器、钛宝石激光器（写 出两种），常见的气体激光器有He-Ne激光器、Ar激光器、CO2激光器（写出两种）。 5) 光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有 能量、动量和质量；其静止质量为零。 6) 激光与普通光源相比具有如下明显的特点：方向性好、单色性好、相干性好、强度大 7) 简述光子的基本特性。 答：1、光子能量E与光波频率v对应：E=hv 2、光子具有运动质量m，m=E/c2=hv/c2 3、光子的动量与单色平面波矢对应：P=?k 4、光子具有两种可能的独立偏振状态，对应于光波场的两个独立偏振方向 5、光子具有自旋性，并且自旋量子数为整数

8) 简述激光产生的条件、激光器的组成及各组成部分的作用。 答：必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式数 充分条件：激光在谐振腔内的增益要大于损耗 稳定振荡条件：增益饱和效应 组成：工作物质、泵浦源、谐振腔 作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转 泵浦源：将粒子从低能级抽运到高能级的装置 谐振腔：1、使激光具有极好的方向性 2、增强光放大作用 3、使激光具有极好的单色性 1)声波在声光晶体中传播会引起晶体中的质点按声波规律在平衡位置振动，按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同，声光相互作用可以分为拉曼-纳斯衍射，布喇格衍射两种类型。 2) 磁光效应是指外加磁场作用所引起的材料光学各项异性，法拉第磁光效应的规律（1）对于给定的介质，光振动面的旋转角与样品的长度和外加的磁感应强度成正比（2）光的传播方向反转时，法拉第旋转的左右方向互换。 3) 电致折射率变化是指晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电场后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小型变，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率变化的现象。 4) 光纤色散的主要危害是使脉冲信号展宽，限制了光纤的宽带或传输容量，多模光纤的色散主要有模色散、材料色散、波导色散

数字电子技术基础习题及答案

《数字电子技术》习题 一. 单项选择题： 1．十进制数128的8421BCD码是（）。 A.10000000 B. 000100101000 C.100000000 D.100101000 2.已知函数F的卡诺图如图1-1, 试求其最简与或表达式 3. 已知函数的反演式为 ，其原函数为（）。 A． B． C． D． 4．对于TTL数字集成电路来说，下列说法那个是错误的：（A）电源电压极性不得接反，其额定值为5V； （B）不使用的输入端接1； （C）输入端可串接电阻，但电阻值不应太大； （D）OC门输出端可以并接。 5．欲将正弦信号转换成与之频率相同的脉冲信号，应用 A.T，触发器 B.施密特触发器 C.A/D转换器 D.移位寄存器 6．下列A/D转换器中转换速度最快的是（）。 A.并联比较型 B.双积分型 C.计数型 D.逐次渐近型 7. 一个含有32768个存储单元的ROM，有8个数据输出端，其地址输入端有（）个。 A. 10 B. 11 C. 12 D. 8

8.如图1-2，在TTL门组成的电路中，与非门的输入电流为I iL≤–1mA?I iH≤20μA。G1输出低电平时输出电流的最大值为 I OL(max)=10mA，输出高电平时最大输出电流为 I OH(max)=–0.4mA 。门G1的扇出系数是（）。 A. 1 B. 4 C. 5 D. 10 9.十数制数2006.375转换为二进制数是： A. 11111010110.011 B. 1101011111.11 C. 11111010110.11 D. 1101011111.011 10. TTL或非门多余输入端的处理是: A. 悬空 B. 接高电平 C. 接低电平 D.接”1” 二.填空题(每小题2分，共20分) 1.CMOS传输门的静态功耗非常小，当输入信号的频率增加时，其功耗将______________。 2. 写出四种逻辑函数的表示方法： __________________________________________________________ _____; 3.逻辑电路中,高电平用1表示,低电平用0表示,则称为___逻辑; 4. 把JK触发器改成T触发器的方法是_____________。 5. 组合逻辑电路是指电路的输出仅由当前的_____________决定。 6. 5个地址输入端译码器，其译码输出信号最多应有 _____________个。 7. 输入信号的同时跳变引起输出端产生尖峰脉冲的现象叫做 _____________。 8．一片ROM有10根地址线，8根数据输出线，ROM共有________个存储单元。 9．N个触发器组成的计数器最多可以组成_____________进制的计数器。 8. 基本RS触发器的约束条件是_____________。 三．电路分析题（36分）

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数字电子技术基础答案 第1章 自测题 1.1填空题 1. 100011.11 00110101.01110101 11110.01 1E.4 2. 4 3. n 2 4. 逻辑代数 卡诺图 5.)(D C B A F += )(D C B A F +=' 6.))((C B D C B A F +++= 7. 代数法 卡诺图 8. 1 1.2判断题 1. √ 2.√ 3. × 1.3选择题 1.B 2.C 3.C 1.4 A F =1⊙B AB F =2 B A F +=3 1.5 1.6 C L = 1.7 AB C B A BC Y ++= 习题 1.1 当000012=A A A ,7A 到3A 有1个不为0时，就可以被十进制8整除 1.2 (a)AC BC AB L ++=（b ）B A AB L += (c)C B A S ⊕⊕= AC BC AB C ++=0 1.3略 1.4 (1) ）（B A D C F ++=)(1 ))((1B A D C F ++=' (2) ）（B A B A F ++=)(2 ))((2B A B A F ++=' (3) E D C B A F =3 DE C AB F =' 3

(4) )()(4D A B A C E A F +++=）（ ))()((4D A C AB E A F +++=' 1.5 C B A F ⊕⊕= 1.6 (1) B A C B C A L ++= (2) D B C B D C A L +++= (3) AD L = (4) E ABCD L = (5) 0=L 1.7 C B A BC A C AB ABC C B A L +++=),,( 1.8(1) ABD D A C F ++=1 (2) BC AB AC F ++=2 (3) C A B A B A F ++=3 (有多个答案) (4) C B A D C AB C A CD F +++=4 (5) C B A ABD C B A D B A F +++=5 (6) 16=F 1.9 (1) AD D C B B A F ++=1 (2) B A AC F +=2 (3) D A D B C B F ++=3 (4) B C F +=4 1.10 (1) C A B F +=1 (2) B C F +=2 (3) D A B C F ++=3 (4) C B A D B D C F ++=4 1.11 C A B A D F ++= 1.12 (1) D B A D C A D C B F ++=1（多种答案） (2) C B BCD D C D B F +++=2 (3) C B C A D C F ++=3 (4) A B F +=4 (5) BD D B F +=5 (6) C B D A D C A F ++=6（多种答案） (7) C A D B F +=7（多种答案） (8) BC D B F +=8（多种答案） (9) B D C F +=9 1.13 略 第2章 自测题 2.1 判断题 1. √ 2. √ 3. × 4. √ 5. √ 6. √ 7. × 8. √ 9. × 10√ 2.2 选择题 1．A B 2．C D 3．A 4．B 5．B 6．A B D 7．C 8．A C D 9．A C D 10.B 习题 2.1解：ABC Y =1

光电子技术安毓英版答案汇编

习题1 1?设在半径为R c的圆盘中心法线上，距盘圆中心为I。处有一个辐射强度为I e的点源S,如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。 2.如图所示，设小面源的面积为「A s,辐射亮度为L e,面源法线与I。的夹角为被照面的面积为.-：Ac，至価源.■:A s的距 离为I。。若4为辐射在被照面「A c的入射角，试计算小面源在UAc上产生的辐射照度。 3?假设有一个按郎伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景） 该扩展源在面积为A d的探测器表面上产生的辐照度。 解：辐射亮度定义为面辐射源在某一给定方向上的辐射通量，因为余弦辐射体的辐射亮度为 L = dI e^ = L e dS eo 得到余弦辐射体的面元dS向半空间的辐射通量为 d：：「Le。二dS ms d①又因为在辐射接收面上的辐射照度E e定义为照射在面元上的辐射通量d「e与该面元的面积dA之比，即E e e dA L ndS 2 所以该扩展源在面积为A d的探测器表面上产生的辐照度为E e e单位是W/m2 A d 解: l e n R2 =le d「 ，其各处的辐亮度L e均相同。试计算d：」 e e 解：用定义L e

4.霓虹灯发的光是热辐射吗?

学习-----好资料 解： 不是热辐射。 5刚粉刷完的房间从房外远处看，它的窗口总显得特别黑暗，这是为什么？ 解：因为刚粉刷完的房间需要吸收光线，故从房外远处看它的窗口总显得特别黑暗 6.从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长 f 随温度T 的升高而减小。试由普朗克 热辐射公式导出 ■m T 二常数。 这一关系式称为维恩位移定律，其中常数为 2.898 10-3m 水。 解：普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于 0，即可求的。 7?黑体辐射曲线下的面积等于在相应温度下黑体的辐射出射度 M 。试由普朗克热辐射公式导出 M 与温度T 的四次方成正 比，即 M 二常数*T 4 ■5 [exp(C 21 / T)-1]及地球面积 ’ 4 R 2 得出地球表面接收到此辐射的功率。 9. 常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型。你知道这是按什么区分的吗？ 解：按色 温区分。 10. :? v dv 为频率在vLI(v ，dv)间黑体辐射的能量密度，'.d-为波长在’L d ■间黑体辐射能量密度。已知 3 3 ;? v =8二 hv / c [exp( hv/kBT)-1]，试求 匚。 解：黑体处于温度 T 时，在波长■处的单色辐射出射度有普朗克公式给出： 2-hc 2 M eb - 5 ，[exp(hc/，k )-1] 则上式可改写为 C 1 M e b = 5 ■ [exp(C 2/ T) -1] 将此式积分得 2 M eb 二M eb d ■二5 c d - cT 4此即为斯忒藩一玻尔兹曼定律。 eb 0 3[exp(hc/，k B )-1] = 5.670 10$J / m 2*k 4为斯忒藩一玻尔兹曼常数。 &宇宙大爆炸遗留在宇宙空间的均匀背景热辐射相当于 (1) 此辐射的单色辐射出射度在什么波长下有意义? (2) 地球表面接收到此辐射的功率是多大？ 3K 黑体辐射。 解：答(1)由维恩位移定律'm T =2897.9(?im* k )得 2897.9 3 =965.97 J m (2)由M e =d e 和普朗克公式 M e.b dS 这一关系式被称为斯忒藩一玻尔兹曼定律，其中常数为 5.67*10-8W( m 2 K 4)O 式中h 为普朗克常数, c 为真空中光速，k B 为玻尔兹曼常数。令 C i =2二he G 二晋 ^-.2, 4 2 k

数字电子技术基础习题及答案

数字电子技术基础考题 一、填空题：（每空3分，共15分） 1．逻辑函数有四种表示方法，它们分别是（真值表）、（逻辑图）、（逻辑表达式）和（卡诺图）。 2．将2004个“1”异或起来得到的结果是（0 ）。 3．由555定时器构成的三种电路中，（）和（）是脉冲的整形电路。4．TTL器件输入脚悬空相当于输入（高）电平。 5．基本逻辑运算有: （and ）、（not ）和（or ）运算。 6．采用四位比较器对两个四位数比较时，先比较（最高）位。 7．触发器按动作特点可分为基本型、（同步型）、（主从型）和边沿型；8．如果要把一宽脉冲变换为窄脉冲应采用（积分型单稳态）触发器 9．目前我们所学的双极型集成电路和单极型集成电路的典型电路分别是（TTL ）电路和（CMOS ）电路。 10．施密特触发器有（2）个稳定状态.，多谐振荡器有（0 ）个稳定状态。 11．数字系统按组成方式可分为功能扩展电路、功能综合电路两种；12．两二进制数相加时，不考虑低位的进位信号是（半）加器。 13．不仅考虑两个_______本位_____相加，而且还考虑来自___低位进位____相加的运算电路，称为全加器。 14．时序逻辑电路的输出不仅和___该时刻输入变量的取值______有关，而且还与_电路原来的状态_______有关。 15．计数器按CP脉冲的输入方式可分为__同步计数器和____异步计数器_。 16．触发器根据逻辑功能的不同，可分为_____rs______、______jk_____、___t________、___d________、___________等。 17．根据不同需要，在集成计数器芯片的基础上，通过采用__反馈归零法_________、__预置数法_________、__进位输出置最小数法__等方法可以实现任意进制的技术器。 18．4. 一个JK 触发器有 2 个稳态，它可存储 1 位二进制数。 19．若将一个正弦波电压信号转换成同一频率的矩形波，应采用多谐振荡器电路。20．把JK触发器改成T触发器的方法是 j=k=t 。 21．N个触发器组成的计数器最多可以组成2n 进制的计数器。 22．基本RS触发器的约束条件是rs=0 。