第1章 常用半导体器件1.1 半导体二极管1.2 特殊二极管 1.3 二极管整流电源1.4 晶体三极管导体: 很容易导电的物质。金属一般都是导体。绝缘体:几乎不导电的物质。如橡皮、塑料和石英。半导体:导电能力处于导体和绝缘体之间的物质。如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。自然界中的物质按其导电的能力分为三种:1.1 半导体二极管能力知识点1 半导体的导电特性返回1.半导体的基本知识半导体的导电特点:光敏性：当受外界光的作用时，它的导电能力明显增强。1.掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些微量杂质，它的导电能力就可增加几十万至几百万倍。3.返回热敏性：当受外界热的作用时，它的导电能力明显增强。2.晶体: 通过一定的工艺处理，将半导体制成 晶体。本征半导体: 完全纯净的、结构完整的半导体晶体。硅和锗的最外层有4个价电子,称 为四价元素。2. 本征半导体返回共价键:在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相邻的原子之间形成共价键结构，共用一对价电子。共价键(共用电子对)两相邻原子的价电子组成一个电子对，它们将两个相邻原子结合在一起，组成共价键结构。返回共价键中的两个价电子被紧紧束缚在共价键中，常温下这些价电子很难脱离共价键的束缚，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。返回自由电子与空穴：自由电子空穴价电子当环境温度升高时，使一些价电子获得足够的能量脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。在其它力的作用下，空穴吸引邻近的价电子来填补，这样的结果相当于空穴在运动，而空穴的运动相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。返回在本征半导体中掺入某些微量的元素，就会使半导体的导电性能有显著变化。（1）N型半导体3. 杂质半导体 在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，晶体点阵中的某些硅原子被磷原子取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个价电子与相邻的硅原子的价电子组成共价键。返回 多出的一个电子几乎不受磷原子的束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样半导体中的自由电子数量大大增加，参与导电的载流子主要是自由电子。磷原子就成了不能移动的带正电的离子。N型半导体参与导电的是自由电子（多子）。多余电子磷原子返回（2）P型半导体 在硅或锗晶体中掺入少量的三价硼元素，晶体点阵中的硅或锗原子被硼取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的硅或锗原子的价电子组成共价键时，产生一个空穴。 这个空穴要吸引价电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。 P型半导体参与导电的是空穴（多子）。硼原子返回（1） PN 结的形成在同一片半导体的基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。P+NPN结硼离子多子少子磷离子多子少子空间电荷区扩散运动4. PN结返回P+N扩散运动内电场漂移运动PN结处载流子的运动空间电荷区不能移动的正负离子返回P+N内电场对多子起阻碍作用。内电场对少子起驱动作用。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。扩散的结果使空间电荷区逐渐加宽。返回所以，扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度就固定不变。P+N空间电荷区返回（2）PN结的单向导电性PN结在不加电压时，多子和少子的运动达到动态平衡，所以，PN结对外呈中性。返回+外电场变薄PN+-+RI+内电场PN结外加正向电压（正向偏置）PN结导通返回外电场 变 厚PN-+RI0+内电场+PN结截止返回PN结外加反向电压（反向偏置）小结3.PN结外加正向电压时,PN结处于导通状态,将电路接通; PN结外加反向电压时,PN结处于截止状态,将电路断开;PN结具有单向导电性。返回1.本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高，载流子的浓度越高。2.半导体中的多数载流子是由掺杂产生的，少数载流子是由热激发产生的。由于数量的关系，起导电作用的主要是多数载流子。N型半导体中自由电子是多子，空穴是少子。P型半导体中空穴是多子，电子是少子。PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。能力知识点2 半导体二极管1.基本结构返回反向特性死区电压 ：硅管0.5V,锗管0.1V。导通压降:硅管0.60.7V,锗管0.20.3V。正向特性2. 伏安特性返回 是指二极管正向导通时允许流过的最大正向平均电流。正常使用时，不能超过此值，否则将管子烧坏。 是指二极管反向截止时允许外加的最高反向工作电压。正常使用时， 应该是击穿电压的一半，否则将管子烧坏。 是指在常温下二极管外加反向峰值电压时，流经管子的电流。此电流值受温度影响，硅管反向电流小，锗管较大。3. 主要参数返回解：【例1.1】求F点的电位，说明两个管子的作用。设二极管为理想二极管4. 含二极管电路的分析方法返回 利用二极管的单向导电性，可用于整流、检波、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。能力知识点3 二极管的作用1.整流作用在ui正半周时二极管正向导通，输出信号同输入信号；在ui负半周时二极管反向截止，输出信号为零。返回2.钳位作用设二极管为理想二极管返回3.限幅作用例1.2 在下图（a）所示电路中，已知输入电压 V，直流电源E=5V,二极管视为理想元件，画出输出电压。返回当当 时，二极管时，二极管D截止，相当于开路，输出电截止，相当于开路，输出电压与输入电压相等，即压与输入电压相等，即 ，波形相同；，波形相同；当 时，二极管D导通，相当于短路，输出电压 输出电压的波形被限制在5V以内，二极管起限幅作用。 返回4.开关作用 当ui为10V时，二极管阴极电位被抬高，处于截止状态，将记忆电路和us断开；当ui为0V时，二极管阴极电位降低，处于导通状态，将记忆电路和us接通。这样，通过ui的信号输入，实现了接通或断开us信号的作用。返回小结利用二极管的单向导电性，可用于整流、检波、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。二极管有点接触型和面接触型两种结构。二极管具有单向导电性：正向导通，反向截止。返回 1.稳压管基本知识+-符号1.2 特殊二极管能力知识点1 稳压管返回 稳压管是特殊的面接触型二极管。稳压管正常工作的区域是反向击穿区。从反向特性上可以看出，由于反向特性很陡，稳压管中的电流可在很大范围内变化，而其两端电压基本不变。所以说稳压管具有稳压的作用。返回（1）稳定电压 UZ（2）稳定电流IZ （3）最大稳定电流Izmax 稳压管正常工作时必须与一个电阻串联才能起到稳压的作用。UL2. 主要参数3. 应用举例返回【例1.3】在图示电路中，已知U=20V,UZ=6V。试求：1.UL ， 2.分析稳压原理解：1.2.设电源电压波动（负载不变）设负载变化（电源电压不变）返回能力知识点2 发光二极管发光二极管同样具有单向导电性，正向导通时发光，反向截止时不发光。返回能力知识点3 光敏二极管 光敏二极管工作在反向工作状态，没有光照射时，其反向电阻很大，PN结流过的反向电流很小；当光照射在PN结上时，在PN结内部产生的电子空穴对在PN结内电场作用下作定向运动，形成光电流。光照越强，光电流也越强。返回1.3 二极管整流电源整流电路:交流电压变为脉动的直流电压。滤波电路:脉动的直流电压转变为平滑的直流电压。稳压电路:使输出电压稳定,不受电网波动及负载变化的影响。返回能力知识点1 直流稳压电源的组成能力知识点2 整流电路1.单相半波整流电路整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流电路。u1u2 0时，二极管D导通，忽略二极管正向压降, u0= u2 u2 0时，二极管D1和D3导通，D2和D4截止，忽略二极管的正向压降, u0= u2 。 返回u2 uC时，二极管D仍然导通，uo= u2 。当u2 C B从尺寸上，C E B结构特点：集电区面积较大基区较薄，掺杂浓度低发射区掺杂浓度较高返回BECNNP基极发射极集电极集电结两个PN结：发射结返回实验电路：发射极是公共端，这种接法称为共发射极接法。发射结外加正向电压，集电结外加反向电压。2. 电流放大原理返回实验结果：结论：晶体管具有电流放大作用。返回 要使三极管能放大电流，发射结必须正偏，集电结必须反偏。IC与IB之比称为电流放大倍数，即返回用晶体管的载流子运动规律解释放大原理：进入P区的电子小部分与基区的空穴复合，形成基极电流IB，多数电子继续向集电结扩散。发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。返回集电结反偏，少子空穴向基区飘移，形成反向电流ICBO。由于集电结反偏，从基区扩散来的电子穿过集电结而被收集，形成集电极电流IC。结论：由于集电区的空穴数IC，UCE 0.3VIB= 0,IC0,UBE IB ， 即即I2 I1 ,则有则有不受温度影响不受温度影响设设VB UBE ， 即即VE VB ,则有则有不受温度影响不受温度影响返回直流通路直流通路113TUBEIBICVEIC工作点稳定过程：工作点稳定过程：本电路稳定的过程实际上是本电路稳定的过程实际上是RE形成的形成的负反馈负反馈过程过程.为了保证电压放大倍数不变，为了保证电压放大倍数不变，并联旁路电容并联旁路电容CE。分压式偏置电路分压式偏置电路返回114放大电路的静态值。放大电路的静态值。试求：试求：1.1. 2. 2.电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。【例例2.32.3】分压式偏置电路分压式偏置电路如图所示，已知如图所示，已知 = 46，UBE= 0.6V。解：解：1. 根据直流通路求静态根据直流通路求静态值。值。2. 根据微变等效电路求电根据微变等效电路求电压放大倍数和输入、输出压放大倍数和输入、输出电阻。电阻。返回1151. 根据直流通路求静态值。根据直流通路求静态值。返回1162. 根据微变等效电路求动态指标根据微变等效电路求动态指标返回1172.4 2.4 多级放大电路多级放大电路多级放大电路的组成：多级放大电路的组成：多级放大电路的级间耦合方式：多级放大电路的级间耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合。直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合。返回118能力知识点1 阻容耦合放大电路1.各级静态工作点相互独立，可以分别计算。各级静态工作点相互独立，可以分别计算。一、阻容耦合电压放大电路静态与动态分析一、阻容耦合电压放大电路静态与动态分析返回1192. 电压放大倍数电压放大倍数返回1203. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路4. 放大电路的输入与输出电阻放大电路的输入与输出电阻返回121二、阻容耦合电压放大电路的频率特性二、阻容耦合电压放大电路的频率特性下限截止频率下限截止频率上限截止频率上限截止频率下面简要分析下面简要分析 幅频特性幅频特性返回122二、阻容耦合电压放大电路的频率特性二、阻容耦合电压放大电路的频率特性放大倍数下降的原因：放大倍数下降的原因：低频区：耦合电容的分压作用低频区：耦合电容的分压作用高频区：晶体管的结电容和电路的分布电容的作用，总的影响结果相当与负载高频区：晶体管的结电容和电路的分布电容的作用，总的影响结果相当与负载并联一个等效电容。并联一个等效电容。中频区：电路中的电容不起作用。中频区：电路中的电容不起作用。返回1232.5 2.5 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈凡是将放大电路输出信号（电压或电流）的凡是将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端的过程称之为反馈。一部分或全部引回到输入端的过程称之为反馈。若引回的反馈信号削弱了净输入信号，就若引回的反馈信号削弱了净输入信号，就 称为称为负反馈负反馈, ,反之为正反馈。反之为正反馈。能力知识点1 负反馈的基本概念 前面所说的负反馈是直流负反馈，其作用是稳定前面所说的负反馈是直流负反馈，其作用是稳定Q点和抑制零点漂移。点和抑制零点漂移。这节所讨论的负反馈是这节所讨论的负反馈是交流负反馈交流负反馈。返回124负反馈放大电路的输入信号之间的关系负反馈放大电路的输入信号之间的关系根据输入信号的极性，有根据输入信号的极性，有若反馈信号与输入信号同相，则若反馈信号与输入信号同相，则可见，可见，这种接法为负反馈。这种接法为负反馈。返回125能力知识点2 负反馈的类型及判别方法负反负反馈馈交流反馈交流反馈直流反馈直流反馈串联电压负反馈串联电压负反馈并联电压负反馈并联电压负反馈串联电流负反馈串联电流负反馈并联电流负反馈并联电流负反馈返回126负反馈电路的分析步骤负反馈电路的分析步骤: :4.4.判断是否为负反馈。判断是否为负反馈。5.5.判断反馈的类型。判断反馈的类型。1.1.画出交流通路。画出交流通路。2.2.找出反馈元件。找出反馈元件。3. 判断判断反馈信号是电压还是电流？反馈信号是电压还是电流？一、判断负反馈的类型一、判断负反馈的类型返回127【例例2.4】串联电压负反馈电路串联电压负反馈电路分析步骤：分析步骤：1. 画出交流通路，如图（画出交流通路，如图（b）。）。2. 找出反馈元件，此电路是找出反馈元件，此电路是RE1和和RF。（a）（b）返回1283. 确定反馈信号是电确定反馈信号是电 压还是电流。压还是电流。 是反馈信号。是反馈信号。4.4.判断是否为负反馈。判断是否为负反馈。用瞬时极性法判断出各信号的瞬时极性如下：用瞬时极性法判断出各信号的瞬时极性如下：可见，可见，故为负反馈故为负反馈返回1295.5.判断反馈的类型。判断反馈的类型。从输入端看，反馈信号与输入信号串联，即为从输入端看，反馈信号与输入信号串联，即为串联反馈。串联反馈。综上所述，此电路为综上所述，此电路为串联电压负反馈。串联电压负反馈。从输出端看，反馈信号取自输出从输出端看，反馈信号取自输出电压，即电压，即所以为所以为电压反馈。电压反馈。返回130能力知识点能力知识点2 负反馈的主要作用负反馈的主要作用1. 降低电压放大倍数降低电压放大倍数返回反馈系数越大，闭环放大倍数越小，甚至小于反馈系数越大，闭环放大倍数越小，甚至小于1。2. 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性3. 改善输出波形的质量，减小输出波形的失真。改善输出波形的质量，减小输出波形的失真。131返回4. 改善频率特性，展宽通频带。改善频率特性，展宽通频带。两级放大两级放大3. 改善输出波形的质量，减小输出波形的失真。改善输出波形的质量，减小输出波形的失真。5. 改变输入电阻和输出电阻。改变输入电阻和输出电阻。 串联负反馈可使放大电路的输入电阻增大，并联负反馈串联负反馈可使放大电路的输入电阻增大，并联负反馈可使输入电阻减小；电压负反馈使输出电阻减小，电流负反可使输入电阻减小；电压负反馈使输出电阻减小，电流负反馈使输出电阻增大。馈使输出电阻增大。1322.6 2.6 功率放大电路功率放大电路放大系统：放大系统：功率放大电路的任务：输出较大电流，保证电路输出足够大的功率。功率放大电路的任务：输出较大电流，保证电路输出足够大的功率。返回133 为了提高功率，尽可能减小静态时功放管的损耗，所以在电路结构为了提高功率，尽可能减小静态时功放管的损耗，所以在电路结构上采用射级输出形式，静态工作点在上采用射级输出形式，静态工作点在Q2处，即工作在乙类状态。处，即工作在乙类状态。 工作在乙类时，输出电流增大很多，但是信号出现严重的失真。工作在乙类时，输出电流增大很多，但是信号出现严重的失真。为了解决上述问题，采用为了解决上述问题，采用OTL和和OCL电路。电路。返回134一、互补对称功放电路一、互补对称功放电路（OTL）T1是是NPN管，管， T2是是PNP管，两管互补对称，在信号的一个周期内轮流导管，两管互补对称，在信号的一个周期内轮流导通，输出完整的正弦波。通，输出完整的正弦波。返回135一、互补对称功放电路一、互补对称功放电路（OTL）电容电容C C2 2是是T T2 2管的能源，当管的能源，当T T1 1截止时，截止时， C C2 2作为电源使作为电源使T T2 2工作在放大状态。工作在放大状态。返回R RB1B1、R RB2B2和和D D1 1、D D2 2组成分压偏置电路，使两个功放管工作在乙类状态。组成分压偏置电路，使两个功放管工作在乙类状态。136二、互补对称功放电路二、互补对称功放电路（OCL）OTL电路由于电容电路由于电容C2的存在，电路低频响应特性差，不易集成。为此的存在，电路低频响应特性差，不易集成。为此去掉去掉C2，增加负电源给，增加负电源给T2供电，此电路称为供电，此电路称为OCL。电路的特点：电路的特点：1. 双电源供电，效率高。双电源供电，效率高。2. 低频特性好。低频特性好。3. 容易集成。容易集成。返回137本章小结 1.分析放大电路的目的一是确定静态工作点，二是计算分析放大电路的目的一是确定静态工作点，二是计算放大电路的动态性能指标，比如电压放大倍数、输入电阻和放大电路的动态性能指标，比如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。输出电阻等。 2.基本放大电路静态工作点不稳定，容易受温度的影响，基本放大电路静态工作点不稳定，容易受温度的影响，由此引入分压式偏置放大电路，由此引入分压式偏置放大电路， 3.多级放大电路常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、多级放大电路常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合和光电耦合等。变压器耦合和光电耦合等。 4. 负反馈能改善放大器的性能。稳定放大倍数、减小非负反馈能改善放大器的性能。稳定放大倍数、减小非线性失真、展宽频带、抑制内部噪声和改变输入输出电阻等，线性失真、展宽频带、抑制内部噪声和改变输入输出电阻等，138第2章结 束电子技术基础第3章 集成运算放大电路3.1 差动放大电路3.2 集成运算放大电路的结构及其应用电路零点漂移：零点漂移：零漂产生的原因：零漂产生的原因：主要是温度的影响主要是温度的影响电路的特点：电路的特点：参数对称，双端输入、双端输出。参数对称，双端输入、双端输出。采用差动输入方式抑制零点漂移。采用差动输入方式抑制零点漂移。返回3.1 差动放大电路能力知识点能力知识点1 基本差动放大电路基本差动放大电路抑制零漂的原理：抑制零漂的原理：由于电路参数对称，当温度升高时，有由于电路参数对称，当温度升高时，有零点漂移：零点漂移：此电路的缺点：单端输出零点漂移仍然存在。此电路的缺点：单端输出零点漂移仍然存在。返回2. 典型差动放大电路典型差动放大电路电路的特点：电路的特点：引入负反馈电阻引入负反馈电阻RE ，抑制，抑制了每管的零漂。了每管的零漂。抑制零漂的原理：抑制零漂的原理：返回3. 差动放大电路的信号输入方式差动放大电路的信号输入方式（1）共模信号）共模信号共模信号是干扰信号、温漂信号，是需要抑共模信号是干扰信号、温漂信号，是需要抑制的信号。制的信号。（2）差模信号）差模信号差模信号是有用的信号，是需要放大的信号。差模信号是有用的信号，是需要放大的信号。比较信号是有用的信号，是需要放大的信号。比较信号是有用的信号，是需要放大的信号。（3）比较信号）比较信号差动放大电路的静态与动态差动放大电路的静态与动态分析与阻容耦合放大电路相分析与阻容耦合放大电路相同，请读者自行分析。同，请读者自行分析。返回 差动放大电路在实际应用中，信号源需要有“接地”点，以避免受到干扰，或者负载需要有“接地”点，以便能安全的工作。 根据信号源和负载的接地情况，差动放大电路有四种接法，分别是单端输入单端输出、单端输入双端输出双端输入单端输出、双端输入双端输出。能力知识点能力知识点2 差动放大电路的接法差动放大电路的接法1.单端输入单端输出单端输入单端输出如图所示，Ui1=Ui,Ui2=0,UO为RL的对地电压。 单端输入单端输出接法2. 单端输入双端输出单端输入双端输出如图所示，Ui1=Ui,Ui2=0,UO为RL两端的电压差。单端输入双端输出接法3.双端输入单端输出双端输入单端输出如图所示，Ui1= Ui2=Ui ，UO为RL的对地电压。 双端输入单端输出接法4.双端输入双端输出双端输入双端输出如图所示，Ui1= Ui2=Ui ，UO为RL两端的电压差。 双端输入双端输出接法 为了提高基本差动放大电路的共模抑制比，除为了提高基本差动放大电路的共模抑制比，除了要尽可能把电路做到对称外，还必须要增大了要尽可能把电路做到对称外，还必须要增大ReRe，但，但ReRe阻值过大时，会造成阻值过大时，会造成ReRe上的直流压降增大，上的直流压降增大，差动放大电路的动态输出范围就会减小，为了解差动放大电路的动态输出范围就会减小，为了解决此问题，需要对基本差动放大电路进行改进，决此问题，需要对基本差动放大电路进行改进，其中具有恒流源的差动放大电路，就能解决问题。其中具有恒流源的差动放大电路，就能解决问题。能力知识点能力知识点3 基本差动放大电路的改进基本差动放大电路的改进3.2 3.2 集成运算放大电路的结构集成运算放大电路的结构及其应用电路及其应用电路 运运算算放放大大器器是是由由许许多多晶晶体体管管组组成成的的集集成成电电路路。早早期期主主要要用用于于放放大大信信号号，完完成成信信号号的的加加法法, ,积积分分，微微分等数学运算因而被称为运算放大器。分等数学运算因而被称为运算放大器。运算放大器运算放大器:集成电路集成电路: 将整个电路的各个将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。元件做在一个半导体基片上。返回能力知识点能力知识点1 集成运算放大电路的相关概念集成运算放大电路的相关概念随着集成电路技术的发展，制造集成电路的成本越来越低，使集成运算随着集成电路技术的发展，制造集成电路的成本越来越低，使集成运算放大器的应用越来越广泛。放大器的应用越来越广泛。返回 运算放大器的运算放大器的实际应用实际应用(1)(1)信号的运算电路信号的运算电路比例、加、减、对数、指数、积分、微比例、加、减、对数、指数、积分、微分等运算。分等运算。产生正弦波、方波、锯齿波等波形。产生正弦波、方波、锯齿波等波形。(2)(2)信号的处理电路信号的处理电路(3)(3)信号的产生电路信号的产生电路有源滤波器、精密整流电路、电压比较有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、采样器、采样保持电路。保持电路。返回1.运算放大器的组成（内部电路）运算放大器的组成（内部电路）集成运放的组成及主要技术指标返回 集成运放集成运放LM324内部结构内部结构两个输入端两个输入端一个输出端一个输出端正电源正电源负电源负电源返回 集成运放的基本结构集成运放的基本结构输入级输入级中间级中间级输出级输出级反相端反相端同相端同相端T3T4T5T1T2IS返回2脚：反相输入端脚：反相输入端3脚：同相向输入端脚：同相向输入端4脚、脚、7脚：正负电源端脚：正负电源端6脚：输出端脚：输出端1脚、脚、5脚：外接调零端脚：外接调零端8脚：空脚脚：空脚运算放大器的表示符号运算放大器的表示符号8个管脚的运放个管脚的运放在在电电路路符符号号图图中中一一般般不不画画出出直直流流电源端。电源端。返回 在在反反相相端端和和同同相相端端之之间间加加一一电电压压 ，可可得得输输出出uo和和输输入入ui之之间间的的电电压压传传输输特性曲线：特性曲线：线性区：线性区：非线性区：非线性区：特点：线性区很窄，放大倍数很高。特点：线性区很窄，放大倍数很高。返回能力知识点能力知识点2 集成运算放大器应用集成运算放大器应用的分析依据的分析依据运算放大器的主要技术指标运算放大器的主要技术指标（1）开环电压放大倍数）开环电压放大倍数即是无负反馈时的放大倍数，一般实际运放的开环电压放大倍数为即是无负反馈时的放大倍数，一般实际运放的开环电压放大倍数为（2）最大输出电压）最大输出电压UoM既是在不失真的情况下输出的最大电压，此电压一般等于正、负电源的既是在不失真的情况下输出的最大电压，此电压一般等于正、负电源的电压。即电压。即返回（3）差模输入电阻）差模输入电阻ridrid通常为几兆欧。通常为几兆欧。（4）差模输出电阻）差模输出电阻roro通常为几十欧。通常为几十欧。返回（5）共模抑制比）共模抑制比KCMR即是差模放大倍数与共模放大倍数之比。即是差模放大倍数与共模放大倍数之比。此值很高。此值很高。返回理想运放的条件及分析依据 1.理想运放的条件理想运放的条件(1) A (2) Ri (3) Ro 02.理想运放的分析依据理想运放的分析依据返回（1）输入端的虚短）输入端的虚短（2）输入端的虚断）输入端的虚断返回（3）输入端的虚地）输入端的虚地三个分析依据：三个分析依据：返回能力知识点能力知识点3 3 集成运算放大电路的基本运算集成运算放大电路的基本运算电路电路 分析的问题：分析的问题：1.输出电压与输入电压之间的关系。输出电压与输入电压之间的关系。 运算电路：运算电路：比例、加法、减法、积分与微分、比例、加法、减法、积分与微分、 对数与反对数及乘除法等运算。对数与反对数及乘除法等运算。2.放大倍数放大倍数3.分析输出波形分析输出波形4.设计运算电路设计运算电路返回1.反相比例运放电路反相比例运放电路比例运算电路 1.电路结构电路结构2. 利用虚短，虚断和虚地的利用虚短，虚断和虚地的概念分析概念分析就有就有求出求出返回2. 同相比例运算电路同相比例运算电路即即返回3. 电压跟随器电压跟随器同号器同号器特点：输入电阻大， 输出电阻小。 存在串联电压负反馈。返回电压跟随器的作用电压跟随器的作用负载电阻开路时负载电阻开路时:接入负载电阻时接入负载电阻时:接入运放之后接入运放之后:负载的接入不影响负载的接入不影响返回【例例3.1】已知电路如图所示，试求输出电压已知电路如图所示，试求输出电压uo和静态平衡电阻和静态平衡电阻R2、R3。解：解：第一级为同相比第一级为同相比例运算电路，即例运算电路，即第二级为反相比第二级为反相比例运算电路，即例运算电路，即静态平衡电阻：静态平衡电阻：返回加法运算电路 返回【例例3.2】解：返回减法运算电路 解：用叠加原理分析解：用叠加原理分析返回返回【例例3.3】返回练习一练习一 写出如图所示各电路中的输入、输出电写出如图所示各电路中的输入、输出电 压的关系式。压的关系式。返回能力知识点能力知识点4 4 集成运算放大电路的其他应用集成运算放大电路的其他应用产生正弦波、方波、锯齿波等波形产生正弦波、方波、锯齿波等波形(1)(1)信号的处理电路信号的处理电路(2)(2)信号的产生电路信号的产生电路有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、采样采样保持电路。保持电路。运放的其他应用：运放的其他应用：返回线性应用1.电压电流转换电路电压电流转换电路输出电流与输入电压成正比，与负载电阻无关。输出电流与输入电压成正比，与负载电阻无关。返回2.恒电压源电路恒电压源电路输入信号从稳压管两端取出，输出电压与输入信号从稳压管两端取出，输出电压与UZ成正比，输出电压稳定。成正比，输出电压稳定。改变改变RF ,输出电压可调。输出电压可调。返回非线性应用非线性应用：运算放大器不外加负反馈，运放非线性应用：运算放大器不外加负反馈，运放 工作在开环状态或者正反馈状态。工作在开环状态或者正反馈状态。分析依据：分析依据：返回1.电压比较器电压比较器电压传输特性电压传输特性返回过零比较器过零比较器电压传输特性电压传输特性返回当输入为正弦波时，输出波形如当输入为正弦波时，输出波形如图所示。图所示。返回2.限幅电路限幅电路稳压管限幅电路稳压管限幅电路返回2.限幅电路限幅电路二极管限幅电路二极管限幅电路返回第3章结 束电子技术基础第4章 门电路与组合逻辑电路4.2 数制与编制4.3 基本逻辑门电路及其应用4.4 组合逻辑电路的分析与设计4.5 常用集成组合逻辑电路4.1 数字电路概述4.1 4.1 数字电路概述数字电路概述电子技术中的工作信号是模拟信号和数字信号。电子技术中的工作信号是模拟信号和数字信号。模拟信号：模拟信号：随随时间连续的信号。时间连续的信号。锯齿波信号锯齿波信号t tut tu正弦波信号正弦波信号返回能力知识点能力知识点1 1 数字信号的波形与参数数字信号的波形与参数数字信号：数字信号：不随时间连续变化，是跃变的。不随时间连续变化，是跃变的。尖顶波信号尖顶波信号t tut tu方波信号方波信号数字电子电路：数字电子电路：工作信号为数字信号的电路。工作信号为数字信号的电路。数字信号也称为数字信号也称为脉冲信号脉冲信号。返回1.1.分析门电路与组合逻辑电路的输入、输出之间的逻辑关系。分析门电路与组合逻辑电路的输入、输出之间的逻辑关系。2.2.分析触发器与时序逻辑电路的输入、输出之间的逻辑关系。分析触发器与时序逻辑电路的输入、输出之间的逻辑关系。数字电路研究的问题：数字电路研究的问题：数字电路的分析方法：数字电路的分析方法：主要是逻辑代数、卡诺图、逻辑状态表和波形图。主要是逻辑代数、卡诺图、逻辑状态表和波形图。返回能力知识点1 数字信号的波形和参数实际脉冲信号的波形与参数：实际脉冲信号的波形与参数：返回正脉冲正脉冲0 0-5V-5V+5V+5V负脉冲负脉冲+5V+5V0 0-5V-5V0 00 0脉冲的逻辑状态脉冲的逻辑状态高电平高电平低电平低电平返回 由于数字电路的工作信号由于数字电路的工作信号不是高电平就是低电平，不是高电平就是低电平，所以数字电路具有所以数字电路具有结构简单、容易集成、分析方便等主要特点。结构简单、容易集成、分析方便等主要特点。能力知识点2 数字电路的特点与应用 由于数字电路具有上述特点，所以在计算机、自动控制、测量、通由于数字电路具有上述特点，所以在计算机、自动控制、测量、通讯、雷达、广播电视、仪器仪表等科技领域以及生产、生活的各个方面讯、雷达、广播电视、仪器仪表等科技领域以及生产、生活的各个方面得到愈来愈广泛的应用。得到愈来愈广泛的应用。返回数字电路的应用举例钢炉料位的自动测量系统：钢炉料位的自动测量系统：料料返回测量原理分析测量原理分析: :测杆向下运动时测杆向下运动时, ,门电路打开门电路打开, ,传传递信号递信号记录脉冲的个数，脉冲的记录脉冲的个数，脉冲的个数就反映了料位的高度个数就反映了料位的高度. .显示器显示器5 8 05 8 0门门电电路路计计数数器器译译码码器器返回 多位数码中每一位的构成方法和进位规多位数码中每一位的构成方法和进位规则称为数制，也就是计数的方法。在数字电则称为数制，也就是计数的方法。在数字电路中通常采用二进制数和十六进制数。路中通常采用二进制数和十六进制数。返回能力知识点能力知识点1 数制数制4.2 4.2 数制与码制数制与码制 十进制数采用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十个不同的数码来表示任何一位数，十进制的基数是10， 进位规律是“逢十进一”，各数码处在不同数位时，所代表的数值是不同的。1二进制数与十六进制数二进制数与十六进制数十进制数十进制数返回二进制数 二进制数是数字电路中最基本的数制，只有0和1两个数码，基数是2，进位规律是“逢二进一”，每个数位的权是2的幂。十六进制数 十六进制数采用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)这十六个数码表示的数，基数是16，进位规律是“逢十六进一”，每个数位的权是16的幂。返回 将十进制数转换为等值的二进制数，方法为“除2取余数”法，一直除到商为0为止，然后把所得余数倒序排列，就是说转换的二进制数。如例4.1所示。2不同进制数之间的相互转换不同进制数之间的相互转换十进制数转换为二进制数十进制数转换为二进制数返回例例4.1 请把十进制数29转换成二进制数。 解解：转换过程如图所示 所以（29）10=（11101）2返回 将二进制数转换为等值的十进制数，方法为“按权展开”法，然后再求和。如例4.2所示。【例4.2】请把二进制数1010110转换成十进制数。二进制数转换为十进制数二进制数转换为十进制数解解：（1010110）2=126+025+124+023+122+121+020=64+0+16+0+4+2+0=（86）10返回 十六进制中有0-F共计16个数码，它的每一位数码正好和4位二进制数相对应，因此把二进制数转换为十六进制数的方法是“从右往左每4位二进制数一组进行转换”，如例4.3所示。例例4.3 请把二进制数（10101001011011）2转换成十六进制数。二进制数转换为十六进制数二进制数转换为十六进制数返回十进制数二进制数十六进制数000000100011200102300113401004501015601106701117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F返回1010100101101110例例4.3 请把二进制数（10101001011011）2转换成十六进制数。10110101101000B5A2所以（10101001011011）2=（2A5B）16返回 把十六进制数转换为二进制数的方法为“从右往左把每一位十六进制数转换为4位二进制数”。十六进制数转换为二进制数十六进制数转换为二进制数例例4.4 请把十六进制数（3C5D）16转换成二进制数。0011110101011100D5C3所以（3C5D）16=（0011110001011101）2返回 把十进制数转换为十六进制数的方法为“先把十进制数转换为二进制数，再把二进制数转换为十六进制数”。如例4.5所示。十进制数转换为十六进制数十进制数转换为十六进制数返回 把十六进制数转换为十进制数的方法为“先把十六进制数转换为二进制数，再把二进制数转换为十进制数”。如例4.6所示。十六进制数转换为十进制数十六进制数转换为十进制数返回4.3 4.3 基本逻辑门电路及其应用基本逻辑门电路及其应用在数字电路中，门电路是最基本的逻辑元件，是组成数字电路的基本单在数字电路中，门电路是最基本的逻辑元件，是组成数字电路的基本单元。元。“门门”是一种开关，是一种开关， 门门 电电 路路A AB BY Y+5V+5V门门电电路路A AB BY Y0V0V能力知识点能力知识点1 1基本逻辑门电路基本逻辑门电路起传送信号的作用。起传送信号的作用。门开，信号送出。门开，信号送出。门关闭，信号被封锁。门关闭，信号被封锁。输入信号与输出信号有一定的逻辑关系。输入信号与输出信号有一定的逻辑关系。返回门门电电路路A AB BY Y输入变量输入变量A A和和B B满足什么逻辑关系满足什么逻辑关系“门电路门电路”才才能传送信号。能传送信号。研究的问题：研究的问题：在数字电路中，用在数字电路中，用“1 1”和和“0 0”表示两种相反的工作状态：表示两种相反的工作状态：0 0+3V+3V低电平低电平高电平高电平1 1低电平低电平0 0晶体管饱和晶体管饱和1 1晶体管截止晶体管截止0 0高电平高电平返回基本逻辑门电路1.1.与门电路与门电路(b)(b)图中，当图中，当A ,B ,CA ,B ,C都是高电平时都是高电平时,F,F才是高电平，否则才是高电平，否则F F就是低电平。就是低电平。与逻辑：与逻辑：(a)(a)图中，当开关图中，当开关A A、B B都闭合时，灯都闭合时，灯F F 才亮，否则灯才亮，否则灯F F不亮。不亮。返回逻辑功能分析：逻辑功能分析：当当A A、B B 、C C中有一个是低电平时中有一个是低电平时,F,F就是低电平就是低电平; ;当当A A、B B、C C都是高电平时都是高电平时,F,F才是高电平。才是高电平。当当A=B=+3V,C=0V时时由于二极管由于二极管D DC C的阴极电位比二极管的阴极电位比二极管D DA A和和D DB B低，所以低，所以D DC C导通导通, ,忽略二极管的正向压忽略二极管的正向压降降, ,输出端输出端F F的电位的电位V VF F= 0V,= 0V,输出为低电平。输出为低电平。当当A=B = C = +3V时时二极管二极管D DA A D DB B D DC C都导通都导通, ,忽略二极管的正向压降忽略二极管的正向压降, ,输出端输出端F F的电位的电位V VF F=+3V, =+3V, 输输出为高电平。出为高电平。返回逻辑表达式：逻辑表达式：当当A A、B B 、C C中有一个是低电平时中有一个是低电平时,F,F就是低电平就是低电平; ;当当A A、B B、C C都是高电平时都是高电平时,F,F才是高电平。才是高电平。有有0 0出出0 0，全，全1 1出出1 1。A AF FB BC C0 00 00 00 01 10 00 00 00 01 10 00 01 11 10 00 00 00 01 10 01 10 01 10 00 01 11 10 01 11 11 11 1返回2.2.或门电路或门电路(b)(b)图中，当图中，当A ,B ,CA ,B ,C中只有一个是高电平时中只有一个是高电平时,F,F就是高电平；就是高电平；当当A ,B ,CA ,B ,C全为低电平时，全为低电平时，F F才是低电平。才是低电平。(a)(a)图中，当开关图中，当开关A A、B B只有一个闭合时，灯只有一个闭合时，灯F F就亮；当开关全就亮；当开关全部打开时，灯部打开时，灯F F才不亮。才不亮。 或逻辑：或逻辑：返回逻辑功能分析：逻辑功能分析：当当A A、B B 、C C中有一个是高电平时中有一个是高电平时,F,F就是高电平就是高电平; ;当当A A、B B、C C都是低电平时都是低电平时,F,F才是低电平。才是低电平。当当A=+3V,B=C=0V时时由于二极管由于二极管D DA A的阳极电位比二极管的阳极电位比二极管D DB B和和D DC C高，所以高，所以D DA A导通导通, ,忽略二极管的正向压忽略二极管的正向压降降, ,输出端输出端F F的电位的电位V VF F=+3V,=+3V,输出为高电平。输出为高电平。当当A=B = C = 0时时二极管二极管D DA A D DB B D DC C都导通都导通, ,忽略二极管的正向压降忽略二极管的正向压降, ,输出端输出端F F的电位的电位V VF F=0V, =0V, 输输出为低电平。出为低电平。返回逻辑表达式：逻辑表达式：当当A A、B B 、C C中有一个是高电平时中有一个是高电平时,F,F就是高电平就是高电平; ;当当A A、B B、C C都是低电平时都是低电平时,F,F才是低电平。才是低电平。有有1 1出出1 1，全，全0 0出出0 0。A AF FB BC C0 00 00 00 01 10 00 01 10 01 10 01 11 11 10 01 10 00 01 11 11 10 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 1返回3.3.非门电路非门电路(b)(b)图中，当图中，当A是高电平时是高电平时,F,F就是低电平；当就是低电平；当A是是低电平时，低电平时，F F才是高电平。才是高电平。(a)(a)图中，当开关图中，当开关A闭合时，灯闭合时，灯F F不亮；当开关不亮；当开关A打开时，灯打开时，灯F F才亮。才亮。 非逻辑：非逻辑：返回逻辑功能分析：逻辑功能分析：当当A是高电平时是高电平时,F就是低电平就是低电平;当当A是低电平时是低电平时,F就是高电平。就是高电平。当当A=+3V时时晶体管晶体管T饱和导通。饱和导通。忽略晶体管的管压降忽略晶体管的管压降, ,输出端输出端F F的电位的电位VF= 0V,输出为低电平。输出为低电平。当当A= 0时时晶体管晶体管T截止截止, ,由于二极管的钳位作用，输出端由于二极管的钳位作用，输出端F的电位的电位VF=3V, , 输出为高输出为高电平。电平。返回逻辑表达式：逻辑表达式：当当A A是高电平时是高电平时,F,F就是低电平就是低电平; ;当当A A是低电平时是低电平时,F,F就是高电平。就是高电平。输入、输出反相位。输入、输出反相位。AF0110返回其他常用门电路1.1.与非门电路与非门电路与非逻辑：与非逻辑：(a)(a)图中，与门和非门串联，即先与图中，与门和非门串联，即先与 后非。后非。逻辑表达式：逻辑表达式：返回常用的与非门常用的与非门74LS0074LS00的管脚图与外型图的管脚图与外型图返回2.2.或非门电路或非门电路或非逻辑：或非逻辑：(a)(a)图中，或门和非门串联，即先或图中，或门和非门串联，即先或 后非。后非。逻辑表达式：逻辑表达式：返回有有0出出0，全，全1出出1。有有1出出1，全，全0出出0。输入与输出反相。输入与输出反相。基本门电路小结基本门电路小结返回有有0出出1，全，全1出出0。有有1出出0，全，全0出出1。返回【例例4.74.7】两路故障报警控制电路。两路故障报警控制电路。返回工作原理分析：工作原理分析：工作指示灯工作指示灯1 11 10 00 01 11 10 00 01 1系统正常工作时，系统正常工作时，A=B=1A=B=1。工作指示灯亮；工作指示灯亮；继电器线圈通电，控制对象工作。继电器线圈通电，控制对象工作。返回1 11 10 01 10 01 10 01 10 0系统系统B B路出现故障，即路出现故障，即B=0B=0。B B路工作指示灯不亮；路工作指示灯不亮；扬声器响，继电器断电，控制对象停止工作。扬声器响，继电器断电，控制对象停止工作。返回S1、S2为抢答开关，为抢答开关，L1、L2是两组的指示灯。是两组的指示灯。蜂鸣器响，表示抢答有效！蜂鸣器响，表示抢答有效！【例例4.84.8】两路抢答器。两路抢答器。返回工作原理分析：工作原理分析：指示灯不亮，蜂鸣器不响。指示灯不亮，蜂鸣器不响。未抢答之前，未抢答之前，S1、S2都接低电平。都接低电平。1001000返回抢答开始，抢答开始，S S1 1先接高电平。先接高电平。1 10 00 01 11 10 00 00 00 01 11 1蜂鸣器响蜂鸣器响1 1指示灯亮，蜂鸣器响，表示抢答有效！指示灯亮，蜂鸣器响，表示抢答有效！返回S2后接高电平：后接高电平：10011000011蜂鸣器响蜂鸣器响1L2指示灯不亮，表示抢答无效！指示灯不亮，表示抢答无效！10返回4.44.4组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路：组合逻辑电路：由基本逻辑门电路组成。由基本逻辑门电路组成。分析方法：分析方法：逻辑代数逻辑代数能力知识点1 逻辑代数的基础知识在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个值，即值，即0 0和和1 1。这里的。这里的0 0和和1 1只是表示两个对立的逻只是表示两个对立的逻辑状态，如电位的高低，开关的闭合与断开，晶辑状态，如电位的高低，开关的闭合与断开，晶体管的导通与截止，有信号和无信号等。体管的导通与截止，有信号和无信号等。返回1.1.基本逻辑运算基本逻辑运算逻辑（与）：逻辑（与）：逻辑乘法（逻辑与）逻辑乘法（逻辑与）逻辑（或）：逻辑（或）：逻辑加法（逻辑或）逻辑加法（逻辑或）逻辑（非）：逻辑（非）：逻辑非（逻辑反）逻辑非（逻辑反）返回运算规则：运算规则：逻辑乘逻辑乘逻辑加逻辑加逻辑非逻辑非返回2.2.基本运算法则基本运算法则返回A+AB=A返回反演率的证明反演率的证明返回3.3.逻辑函数的化简逻辑函数的化简【例例4.94.9】被吸收被吸收返回【例例4.104.10】反演率反演率被吸收被吸收返回【例例4.114.11】被吸收被吸收返回能力知识点2 组合逻辑电路的分析与设计举例1. 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析分析步骤：分析步骤：（1）已知逻辑图）已知逻辑图（2）写出逻辑表达式）写出逻辑表达式（3）化简逻辑表达式）化简逻辑表达式（4）列出状态表）列出状态表（5）分析逻辑功能）分析逻辑功能返回分析下图的逻辑功能。分析下图的逻辑功能。 【例例4.124.12】解解返回真值表真值表相同为相同为“0 0”不同为不同为“1 1”异或门异或门=1=1返回& & & &A AB BF F1 11 1分析下图的逻辑功能。分析下图的逻辑功能。 【例例4.134.13】解解返回真值表真值表相同为相同为“1 1”不同为不同为“0 0”同或门同或门=1=1返回2. 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计分析步骤：分析步骤：（1）已知任务要求）已知任务要求（2）列出状态表）列出状态表（3）写出逻辑表达式）写出逻辑表达式（4）化简逻辑表达式）化简逻辑表达式（5）画出逻辑电路）画出逻辑电路返回要求：要求：三人用三人用A、B、C表示。每人一个按键，如果同意按键，反对不按键。表示。每人一个按键，如果同意按键，反对不按键。表决结果表决结果F F用指示灯表示，多数同意指示灯亮，否则指示灯不亮。用指示灯表示，多数同意指示灯亮，否则指示灯不亮。（1 1） 三人三人A A、B B、C C表决情况为输入量，按键时为表决情况为输入量，按键时为1 1，不按键时为，不按键时为0 0。表决结。表决结果果F F为输出量，多数赞成时为为输出量，多数赞成时为1 1，否则为，否则为0 0。（2 2）根据题意列出逻辑状态表）根据题意列出逻辑状态表设计三人表决电路。设计三人表决电路。 【例例4.144.14】解解返回逻辑状态表逻辑状态表（3 3）写出逻辑表达式）写出逻辑表达式返回填项填项5. 根据逻辑表达式画出逻辑图。根据逻辑表达式画出逻辑图。用三个与门和一个或门实现用三个与门和一个或门实现（4 4）化简逻辑表达式）化简逻辑表达式& & 1 1& & &A AB BCF返回若用与非门实现若用与非门实现返回【例例4.15】某学校举办师生联欢晚会，教师持红票入场，学生持黄票入场，持绿某学校举办师生联欢晚会，教师持红票入场，学生持黄票入场，持绿票者师生均可入场。票者师生均可入场。 试设计逻辑电路。试设计逻辑电路。解解设输入变量为设输入变量为A A，B B，C C。A=1 A=1 教师教师A=0 A=0 学生学生B=1 B=1 红票红票B=0 B=0 黄票黄票C=1 C=1 有绿票有绿票C=0 C=0 无绿票无绿票F=1 F=1 可入场可入场F=0 F=0 不准入场不准入场返回（1 1）列逻辑状态表）列逻辑状态表A=1 A=1 教师教师A=0 A=0 B=1 B=1 红票红票B=0 B=0 黄票黄票C=1 C=1 有绿票有绿票C=0 C=0 无绿票无绿票F=1 F=1 可入场可入场F=0 F=0 不准入场不准入场学生学生1 11 10 01 10 01 11 11 1返回（2 2）写出逻辑表达式并化简）写出逻辑表达式并化简1 11 10 01 10 01 11 11 1返回=1=1A AB B1 1C C& &F F（4 4）根据逻辑表达式画出逻辑图。）根据逻辑表达式画出逻辑图。返回 能完成二进制数加法的组合逻辑电路称为加法能完成二进制数加法的组合逻辑电路称为加法器，它分为器，它分为半加器半加器和和全加器全加器两种。两种。4.5 4.5 常用常用组合逻辑电路组合逻辑电路能力知识点能力知识点1 1 加法器加法器返回在数字电路中，加法运算是二进制加法运算，加法器是数字电路中最基在数字电路中，加法运算是二进制加法运算，加法器是数字电路中最基本的运算单元。本的运算单元。二进制返回不考虑从低位送来的进位信号只求本位的和。不考虑从低位送来的进位信号只求本位的和。半加器真值表真值表A 加数加数B 被加数被加数S 本位和本位和C 进位进位返回真值表真值表半加器的逻辑表达式半加器的逻辑表达式半加器可以由异或门组成。半加器可以由异或门组成。返回半加器也可以由与非门组成。半加器也可以由与非门组成。半加器的逻辑符号半加器的逻辑符号半加器的功能：半加器的功能：完成一位二进完成一位二进制加法运算。制加法运算。返回全加器全加器的功能：完成多位二进制加法运算。全加器的功能：完成多位二进制加法运算。Ai 加数；加数；Bi 被加数；被加数；Ci-1 低位的进位；低位的进位；Si 本位和；本位和；Ci 进位。进位。逻辑符号逻辑符号A Ai iB Bi iC Ci-1i-1S Si iC Ci i返回逻辑状态表逻辑状态表返回【例例4.16】四位二进制加法运算。四位二进制加法运算。A=1101, B=1011, A+B=?1101101100011111A+B=11000返回 1 1普通编码器普通编码器 普通编码器的特点是任何时刻只允许对一个输入普通编码器的特点是任何时刻只允许对一个输入信息进行编码，即任何时刻输入信息中只能有一个信息进行编码，即任何时刻输入信息中只能有一个为逻辑为逻辑1 1，若同时有两个逻辑，若同时有两个逻辑1 1输入，编码就会出输入，编码就会出错。最常用的是错。最常用的是4 4线线-2-2线编码器和线编码器和8 8线线-3-3线编码器。线编码器。能力知识点能力知识点2 2 编码器编码器 编码就是将文字、数字、符号等信息用二进制代码表示的过程。能实现编码的编码就是将文字、数字、符号等信息用二进制代码表示的过程。能实现编码的电路称为编码器，编码器有普通编码器和优先编码器两种。电路称为编码器，编码器有普通编码器和优先编码器两种。m个输出端最多能对个输出端最多能对2m个输入信号编码。个输入信号编码。返回 4 4线线-2-2线编码器指的是输入为线编码器指的是输入为4 4个信号，输个信号，输出为出为2 2位的二进制代码，用位的二进制代码，用I I表示输入，用表示输入，用Y Y表表示输出，真值表如表所示。示输出，真值表如表所示。4线线-2线编码器线编码器返回 8 8线线-3-3线编码器指的线编码器指的是输入为是输入为8 8个信号，输个信号，输出为出为3 3位的二进制代码，位的二进制代码，用用I I表示输入，用表示输入，用Y Y表表示输出，真值表如表示输出，真值表如表所示。所示。8线线-3线编码器线编码器返回 优先编码器的特点是允许两个以上逻辑优先编码器的特点是允许两个以上逻辑1 1同同时输入，但输入的信号有优先顺序，电路只时输入，但输入的信号有优先顺序，电路只对其中优先级别最高的输入信号进行编码。对其中优先级别最高的输入信号进行编码。2.优先编码器优先编码器返回常用的常用的8 8线线-3-3线优先编码器的集成电路为线优先编码器的集成电路为74LS14874LS148，其管脚图和功能表如下图所示。其管脚图和功能表如下图所示。返回输入端，I7的优先级最高使能控制端，低电平有效输出端，低电平有效选通输出端，低电平有效扩展输出端，低电平有效返回能力知识点能力知识点3 3 译码器和显示器译码器和显示器译码就是将二进制代码翻译成十进制数和译码就是将二进制代码翻译成十进制数和对应的信号。对应的信号。译码器的输入：译码器的输入：一组二进制代码一组二进制代码译码器的输出：译码器的输出：一组高低电平信号一组高低电平信号二进制译码器将将n n种输入的组合翻译成种输入的组合翻译成2 2n n种电路状态。种电路状态。也叫也叫n n2 2n n线译码器。线译码器。返回两位二进制译码器的工作原理分析：两位二进制译码器的工作原理分析：输入：两位二进制代码输入：两位二进制代码输出：四个相应的信号输出：四个相应的信号2线线4线译码器线译码器返回功能表功能表工作原理分析：工作原理分析：每一组二进制代码，对应一每一组二进制代码，对应一个输出信号。个输出信号。0011100000返回集成二进制译码器CT4139CT4139（74LS13974LS139）集成二进制译码器介绍：）集成二进制译码器介绍：控制端，低电平有控制端，低电平有效。效。输入输入端端输出端，低电输出端，低电平有效。平有效。返回CT4139CT4139的功能表的功能表工作原理分析：工作原理分析：1011111000110100返回74LS13974LS139管脚图管脚图一片一片139139中含两个中含两个2-42-4译码器译码器返回【例例4.17】用用5片片CT4139扩展成扩展成4线线16线译码器。线译码器。4个输入端个输入端16个输出端个输出端(1)(4)片的片的控制端控制端(5)片的功能是片选片的功能是片选(1) (4)片的功能是译码片的功能是译码返回000000 1 1 11 1 1 11 1 1 11 1 1 111 0011 011 0返回001 1 1 11 1 1 01 1 1 11111 1 1 1返回二十进制译码器4个输入端个输入端10个输出端个输出端4线线10线译码器线译码器返回工作原理分析：工作原理分析：返回0000101000000101110000001101101001返回数字显示译码器 在数字系统中，需要将运算结果用我们习惯在数字系统中，需要将运算结果用我们习惯的十进制显示出来，这就要用到的十进制显示出来，这就要用到显示译码器显示译码器。显示译码器：显示译码器：4个输入端，个输入端， 7个输出端；称为七段显示译码器。个输出端；称为七段显示译码器。七段显示译码器输出端接显示器件。七段显示译码器输出端接显示器件。 常用的显示器件有半导体数码管和液晶显示器。常用的显示器件有半导体数码管和液晶显示器。返回1. 半导体数码管半导体数码管(LED)由七个发光二极管组成，搭成十进制数码的七个字段。由七个发光二极管组成，搭成十进制数码的七个字段。发光二极管的工作电压为发光二极管的工作电压为1V2.5V。返回abcdfga b c d e f g1 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1e半导体数码管半导体数码管(LED)的显示的显示返回2. 液晶显示器液晶显示器(LCD) 由液态晶体组成，在液态晶体薄层上外加电压，改变其光学特性而进行由液态晶体组成，在液态晶体薄层上外加电压，改变其光学特性而进行显示。显示。 由于液晶显示器具有工作电压低，结构简单、成本低，所以得到广泛应由于液晶显示器具有工作电压低，结构简单、成本低，所以得到广泛应用。用。返回3. 七段显示译码器七段显示译码器七段显示译码器：七段显示译码器：4个输入端，个输入端， 7个输出端；输出端接个输出端；输出端接LED或或LCD显示器件。显示器件。目前常用的七段显示译码器有目前常用的七段显示译码器有CT4047（74LS47)和和CT4048（74LS48)。具体电路连接如下：具体电路连接如下：限流电阻限流电阻数码管数码管返回七段显示译码器七段显示译码器CT4048（74LS48)介绍。介绍。CT4048（74LS48) 是高电平译码，应配接共阴极的数码管。是高电平译码，应配接共阴极的数码管。输入端输入端输入端输入端输出端输出端试灯输入端，低电平有效。试灯输入端，低电平有效。当此端为低电平时，显示当此端为低电平时，显示器件所有字段都亮。器件所有字段都亮。灭灯输入端，低电平有效。当此灭灯输入端，低电平有效。当此端为低电平时，显示器件所有字端为低电平时，显示器件所有字段都不亮。段都不亮。返回七段显示译码器七段显示译码器CT4048（74LS48)介绍。介绍。灭灯输入端，低电灭灯输入端，低电平有效。当此端为平有效。当此端为低电平时，显示器低电平时，显示器件所有字段都不亮。件所有字段都不亮。灭零输入端，低电平灭零输入端，低电平有效。当此端为低电有效。当此端为低电平时，且平时，且A=B=C=D=0时，显示器件所有字时，显示器件所有字段都不亮。段都不亮。返回第4章结 束电子技术基础第5章 时序逻辑电路5.1 双稳态触发器5.2 寄存器5.3 计数器数字数字电路电路组合逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路由逻辑门组成由逻辑门组成由触发器组成由触发器组成输出信号随着输入信号消输出信号随着输入信号消失失输出信号没有消失。输出信号没有消失。具有记忆功能！具有记忆功能！返回5.1 5.1 双稳态触发器双稳态触发器5.1 5.1 双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器的输出状态为双稳态触发器的输出状态为0或或1；输出状态不仅和现时的输入有关，还与原来的输出状态有关；输出状态不仅和现时的输入有关，还与原来的输出状态有关；双稳态触发器具有记忆功能。双稳态触发器具有记忆功能。目前常用的有目前常用的有R-S触发器、触发器、D型触发器、型触发器、JK触发器触发器等。等。双稳态触发器的内部由逻辑门组成；双稳态触发器的内部由逻辑门组成；返回能力知识点1 R-S触发器 1.基本基本R-S触发器的结构触发器的结构反馈线反馈线两个输入端两个输入端两个输出端，状态相反。两个输出端，状态相反。负负脉脉冲冲低电平低电平使触发使触发器输出器输出0或或1。返回2.逻辑功能分析：逻辑功能分析：设原状态：设原状态：0101110输出仍保持：输出仍保持：0返回RD=0, SD=1时时,不论原来状态如何，不论原来状态如何，Q = 0 。设原状态：设原状态：0110011输出变为：输出变为：0RD=1, SD=0时时,不论原来状态如何，不论原来状态如何，Q = 1 。返回设原状态：设原状态：011110输出仍为：输出仍为：100返回设原状态：设原状态：101101输出仍为：输出仍为：011RD=1, SD=1时时, Q 保持原来状态不变。保持原来状态不变。返回设原状态：设原状态：01001输出全为输出全为1，实际工作中实际工作中这是不允许出现的！因为，这是不允许出现的！因为，当当RD、SD的低电平信号的低电平信号消失后，输出端的状态不消失后，输出端的状态不能确定。能确定。1当当RD=SD=0同时变为同时变为1时，翻转快的门输出变为时，翻转快的门输出变为0，另一个不翻转。例如，另一个不翻转。例如，B门翻转快门翻转快.11001返回真值表真值表:1101010100不定不定同时变同时变1后输出后输出状态不能确定。状态不能确定。置置1端端置置0端端基本基本R-S触发器是其它触发器组成的一部分，其作用是预置其它触发器触发器是其它触发器组成的一部分，其作用是预置其它触发器的初始状态。的初始状态。返回能力知识点2 J-K触发器 主从型主从型JK触发器是由两个可控触发器是由两个可控RS触发器外加一个非门组成。其中触发器外加一个非门组成。其中F1和和F2为为RS触发器。触发器。主触发器主触发器从触发器从触发器时钟脉冲时钟脉冲反馈线反馈线返回功能分析：功能分析：时钟没来之前，首先将触发时钟没来之前，首先将触发器置器置0，即，即C=0时时,主触发器不工作，从触主触发器不工作，从触发器工作，接收信息。发器工作，接收信息。0C=1时，主触发器工作，从触时，主触发器工作，从触发器不工作；发器不工作；01001返回（1）J=1 , K=00当当C=1时，主触发器工作，从时，主触发器工作，从触发器不工作；触发器不工作；101000 1返回（1）J=1 , K=00101010当当C=0时，主触发器不工作，从时，主触发器不工作，从触发器工作；接收信息。触发器工作；接收信息。011后沿后沿返回（2）J=1 , K=10当当C=1时，主触发器工作，从时，主触发器工作，从触发器不工作；触发器不工作；111000 1返回（2）J=1 , K=10111010当当C=0时，主触发器不工作，从时，主触发器不工作，从触发器工作；接收信息。触发器工作；接收信息。011后沿后沿返回（2）J=1 , K=11当当C=1时，主触发器工作，从时，主触发器工作，从触发器不工作；触发器不工作；111011 0返回（2）J=1 , K=11111011 0当当C=0时，主触发器不工作，从时，主触发器不工作，从触发器工作；接收信息。触发器工作；接收信息。010由上分析可见：当由上分析可见：当J=1，K=1时，在时钟脉冲的后沿来到时，触发器翻转，原时，在时钟脉冲的后沿来到时，触发器翻转，原来是来是0就翻成就翻成1，原来是，原来是1就翻成就翻成0。返回真值表真值表真值表和逻辑符号真值表和逻辑符号逻辑符号逻辑符号应用：应用：组成分频器、寄存器和计数器。组成分频器、寄存器和计数器。触发器触发器后沿翻转后沿翻转返回CKJ【例例5.1】已知已知JK触发器的输入波形如图所示，试画出触发器的输入波形如图所示，试画出 的波形。的波形。返回【例例5.2】已知已知JK触发器如图所示，试画出在触发器如图所示，试画出在 时钟脉冲的作用下，输出时钟脉冲的作用下，输出端端Q的波形。的波形。解解J-K触发器接成计数状态，组成触发器接成计数状态，组成2分频器。分频器。返回能力知识点3 D 触发器 为了解决空翻问题，由六个与非门组为了解决空翻问题，由六个与非门组成维持阻塞型成维持阻塞型D触发器，逻辑电路如图触发器，逻辑电路如图所示。所示。&e&f&c&d&a&bDC逻辑符号逻辑符号触发器触发器前沿翻转前沿翻转一个输入端一个输入端返回其翻转过程请自行分析。其翻转过程请自行分析。真值表真值表D触发器的输出状态随着触发器的输出状态随着输入状态变化。输入状态变化。返回【例例5.3】画出画出D触发器的输出波形。触发器的输出波形。解解返回(74LS73)J-K触发器触发器的管脚图的管脚图(74LS74)D触发器的触发器的管脚图管脚图返回5.2 5.2 寄存器寄存器寄存器：数码寄存器和移位寄存器。寄存器：数码寄存器和移位寄存器。寄存器的组成：触发器及其附加逻辑门。寄存器的组成：触发器及其附加逻辑门。寄存数码的位数：寄存数码的位数：n个触发器可以寄存个触发器可以寄存n位数码。位数码。寄存数码的输入方式：并行输入与串行输入。寄存数码的输入方式：并行输入与串行输入。寄存数码的输出方式：并行输出与串行输出。寄存数码的输出方式：并行输出与串行输出。返回返回能力知识点1 数码寄存器 四位数码寄存器四位数码寄存器分析：分析：送入寄存数码送入寄存数码1 0 1 1清零清零0 0 0 0寄存数码寄存数码0 1 0 01 0 1 1取出数码取出数码1 0 1 1能力知识点2 移位寄存器 移位移位：来一个时钟脉冲，寄存器就寄存一位数码，所存的数码在时钟脉冲：来一个时钟脉冲，寄存器就寄存一位数码，所存的数码在时钟脉冲的作用下，向左或向右移动。根据移位的方向，分成的作用下，向左或向右移动。根据移位的方向，分成左移左移寄存器、寄存器、右移右移寄寄存器和存器和双向移位双向移位寄存器。寄存器。寄存数码的输入、输出方式：寄存数码的输入、输出方式：1.串行输入、串行输出；串行输入、串行输出；2.串行输入、并行输出；串行输入、并行输出；3.并行输入、串行输出；并行输入、串行输出；4.并行输入、并行输出；并行输入、并行输出；返回四位左移寄存器四位左移寄存器数码左移一位数码左移一位清零清零左移控制端左移控制端为高电平为高电平 0 0 0 01C=1,送最高位送最高位1100 00 1 0 0 0C=2,送次高位送次高位111111返回左移控制端左移左移：在移位脉冲作用下，寄存器中的数码依次由高位向低位移动一位，称为左移。：在移位脉冲作用下，寄存器中的数码依次由高位向低位移动一位，称为左移。反之，称为反之，称为右移右移。数码左移二位数码左移二位 寄存数码：寄存数码：1101返回工作原理分析：工作原理分析：C=3,送次低位送次低位0 0 0 0 01100 00 1 0 0 011111数码左移三位数码左移三位0101011C=4,送最低位送最低位1110111011数码左移四位数码左移四位经经4个移位脉冲，个移位脉冲，数码数码1101存入寄存入寄存器中。存器中。若要串行取出若要串行取出1101，需经，需经4个时钟脉个时钟脉冲，从最低位触发器的输出端取出。冲，从最低位触发器的输出端取出。左移控制端返回74LS173四位寄存器：并入、并出工作方式。四位寄存器：并入、并出工作方式。集成寄存器简介 送数控制端，送数控制端，低电平有效。低电平有效。取数控制端，取数控制端，低电平有效。低电平有效。清零端，清零端，高电平有效。高电平有效。寄存指令，寄存指令，高电平有效。高电平有效。返回清零清零寄存数码过程：寄存数码过程：送数控制端置送数控制端置00接入时钟脉冲接入时钟脉冲加入寄存数码加入寄存数码 1 0 1 01010数码被寄存数码被寄存取数控制端置取数控制端置00取出取出1010 1 0 1 0 1 0 1 0返回返回5.3 5.3 计数器计数器计数器：计数器： 累计输入脉冲的个数。可以进行加法计数、减法计数及可逆计数。累计输入脉冲的个数。可以进行加法计数、减法计数及可逆计数。工作方式：工作方式：二进制计数器；二进制计数器；计数器种类：计数器种类：N进制计数器。进制计数器。十进制计数器；十进制计数器；同步和异步。同步和异步。返回能力知识点1 二进制加法计数器 异步：异步：时钟脉冲只加在最低位触发器的时钟脉冲端，相邻高位触发器的时时钟脉冲只加在最低位触发器的时钟脉冲端，相邻高位触发器的时钟脉冲由相邻低位触发器的输出信号提供。因此各个触发器输出状态转换钟脉冲由相邻低位触发器的输出信号提供。因此各个触发器输出状态转换的时间不同，故被称为异步。的时间不同，故被称为异步。四位二进制异步加法计数器四位二进制异步加法计数器1.异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器。图5.10 四位二进制的异步加法计数器分析步骤分析步骤:1. 写出输入端的逻辑表达式写出输入端的逻辑表达式图5.10 四位二进制的异步加法计数器J2 = K2 = 1J1 = K1 = 1J0 = K0 = 1J3 = K3 = 123QC =返回C0 0 0 001 120 1030 0 1 1450 1 0 1 670 1 1 1 82 . 列状态表列状态表 00 0 01 0 11 00 0C91011121314158000011 0 0 01 0 0 110 101 0 1 11 1 0 1 1 1 1 1 0 01 0 1111160000返回 计数器输出波形：计数器输出波形：图5.11 四位二进制计数器的工作波形返回能力知识点2 N 进制计数器 N进制计数器：进制计数器：返回【例例5.4】分析十进制计数器的计数原理。分析十进制计数器的计数原理。图5.12 例5.4的图这是一个异步加法计数器。这是一个异步加法计数器。 它的计数方法是：第一步：清零，它的计数方法是：第一步：清零，Q3Q2Q1Q0=0000。第二步开始计数：。第二步开始计数：从时钟控制端输入一个脉冲，输出端就以一个四位二进制的形式输出从时钟控制端输入一个脉冲，输出端就以一个四位二进制的形式输出0001；第二个脉冲下降到来时，再加；第二个脉冲下降到来时，再加1，输出，输出0010依此类推，分别依此类推，分别输出对应的四位二进制数。当输出输出对应的四位二进制数。当输出1001后的脉冲到来时，后的脉冲到来时，Q3=Q1=1输输入与非门然后清零，即输出入与非门然后清零，即输出Q3Q2Q1Q0=1111。其状态转换图如下：。其状态转换图如下： 返回状态转换图：状态转换图：从而构成十进制计数器。从而构成十进制计数器。返回能力知识点3 集成计数器 1. CT4090(74LS90) 集成计数器集成计数器 74LS90 内部含有两个独立的计数电路，一个是内部含有两个独立的计数电路，一个是二进制计数器二进制计数器(C0为时钟，为时钟，Q0为输出端为输出端)，另一个是五进制计数器，另一个是五进制计数器(C1为为时钟，时钟，Q3Q2Q1为输出端为输出端)。内部逻辑电路内部逻辑电路返回CT4090(74LS90) 计数器是计数器是2510进制计数器。进制计数器。返回置置9端，端，高电平有效。高电平有效。置置0端，端，高电平有效高电平有效。返回【例例5.5】分析分析N进制计数器的逻辑功能。进制计数器的逻辑功能。置置0端、置端、置9端接地，计数器处于计数状态。端接地，计数器处于计数状态。N1计数器接成十进制，从计数器接成十进制，从Q3Q2Q1Q0输出；每来一个时钟脉冲，计数器翻输出；每来一个时钟脉冲，计数器翻转一次。转一次。 N2计数器接成二进制，从计数器接成二进制，从Q02输出，每来十个时钟脉冲，计数器翻转一次。输出，每来十个时钟脉冲，计数器翻转一次。 返回20进制计数器的波形：进制计数器的波形：返回【例例5.6】采用采用“反馈清零法反馈清零法”将将CT4090接成六进制和九进制计数器。接成六进制和九进制计数器。反馈清零法反馈清零法：将计数器的任意输出端和清零端相连接，：将计数器的任意输出端和清零端相连接，当输出端为高电平时，清零端立即清零，强迫计数器当输出端为高电平时，清零端立即清零，强迫计数器归零。归零。 返回 当计数脉冲当计数脉冲C0输入时，计数器从输入时，计数器从“0000”开始计数，开始计数，经过五个脉冲后，计数器状态为经过五个脉冲后，计数器状态为“0101”。当第六个脉。当第六个脉冲到来后，冲到来后，Q1变为变为1，使，使R0（1）和和R0（2）同时为同时为1，计数器，计数器立即清零，强迫计数器返回到初始状态立即清零，强迫计数器返回到初始状态“0000”。计数。计数器输出器输出0000，0001，0010，0011，0100，0101共六个数共六个数码，则为六进制计数器。其状态转换图如图所示。码，则为六进制计数器。其状态转换图如图所示。返回2. CT4160(74LS160) 集成计数器集成计数器CT4160(74LS160) 是具有是具有预置数预置数功能的四位同步十进制计数器。功能的四位同步十进制计数器。CT4160(74LS160)内部是由内部是由J-K触发器和附加门组成。触发器和附加门组成。管脚图与功能表管脚图与功能表返回置数端，低电平有效。置数端，低电平有效。预置数输入端。预置数输入端。利用置数端构成利用置数端构成N进制计数器没有过渡状态，所以进制计数器没有过渡状态，所以CT4160在实际应用中在实际应用中广泛应用。广泛应用。计数控制端，高电平有效。计数控制端，高电平有效。返回【例例5.7】试用预置数功能将试用预置数功能将CT4160计数器组成六进制计数器。计数器组成六进制计数器。此计数器为六进制计数器。此计数器为六进制计数器。返回3. CT4161(74LS161) 集成计数器集成计数器CT4161(74LS161) 是具有是具有预置数功能预置数功能的四位同步十六进制计数器。的四位同步十六进制计数器。CT4161(74LS161)内部是由内部是由J-K触发器和附加门组成。触发器和附加门组成。管脚图与功能表与管脚图与功能表与CT4160相同。相同。返回【例例5.8】试用试用CT4161计数器组成十二进制计数器。计数器组成十二进制计数器。此计数器为十二进制计数器。此计数器为十二进制计数器。返回【例例5.9】试分析译码显示电路的工作原理。试分析译码显示电路的工作原理。预置数为预置数为0000反馈归零反馈归零输出十进制输出十进制低电平输出的译码器低电平输出的译码器共阳极数码管共阳极数码管显示显示0 - 9返回【例例5.10】啤酒装箱生产线，每天传送产品上万箱，每啤酒装箱生产线，每天传送产品上万箱，每箱装箱装20件产品。试拟出该生产线自动装箱的计数、译码件产品。试拟出该生产线自动装箱的计数、译码和数字显示电路的方案图，并说明其工作原理。和数字显示电路的方案图，并说明其工作原理。图5.24 装箱生产线计数系统返回返回 本章小结本章小结1双稳态触发器双稳态触发器常用的双稳态触发器有常用的双稳态触发器有RS触发器，触发器，JK触发器及触发器及D触发器。触发器。 2寄存器寄存器寄存器是用来存放数码或指令的基本部件。有数码寄存寄存器是用来存放数码或指令的基本部件。有数码寄存器和移位寄存器两类。器和移位寄存器两类。 3 3计数器计数器计数器是能累计脉冲个数的部件。从进位制来分，有计数器是能累计脉冲个数的部件。从进位制来分，有二进制计数器和二进制计数器和N N进制计数器两大类。从计数脉冲是否同进制计数器两大类。从计数脉冲是否同时加到各个触发器来分，又有异步计数器和同步计数器。时加到各个触发器来分，又有异步计数器和同步计数器。第5章结 束电子技术基础第6章 振荡电源6.1 正弦波振荡电路6.2 非正弦波振荡电路6.1 正弦波振荡电路正弦波振荡电路由放大电路、正反馈电路、选正弦波振荡电路由放大电路、正反馈电路、选频网络组成。频网络组成。常用的正弦波振荡电路有常用的正弦波振荡电路有LC振荡电路、振荡电路、RC振振荡电路及石英晶体振荡电路。荡电路及石英晶体振荡电路。1. 1. 自激振荡自激振荡自激振荡条件：自激振荡条件：幅度条件：幅度条件：相位条件：正反馈相位条件：正反馈返回2. LC正弦波振荡电路并联选频网络并联选频网络正反馈电路正反馈电路放大电路放大电路组成：组成：返回正反馈分析：正反馈分析：用瞬时极性法判断正反馈。用瞬时极性法判断正反馈。画出交流通路如图。画出交流通路如图。返回选频网络分析：选频网络分析：此时，阻抗趋近无穷大，此时，阻抗趋近无穷大，这种工作状态称为这种工作状态称为并联并联谐振谐振。当当LC电路发生并联谐振时，总阻抗很大。给此电路发生并联谐振时，总阻抗很大。给此电路输入一个恒流，就会在其两端产生很大的电路输入一个恒流，就会在其两端产生很大的电压。电压。返回起振过程及振荡的稳定：起振过程及振荡的稳定：初始信号（电冲击）初始信号（电冲击）起振过程：起振过程：产生微小电流产生微小电流选频选频,放大放大正反馈正反馈 放放 大大正反馈正反馈,循环循环振荡就建立起来了。振荡就建立起来了。稳定过程：稳定过程：返回3. RC正弦波振荡电路LC振荡器适合产生高频信号，若产生低频信号，振荡器适合产生高频信号，若产生低频信号，可采用可采用RCRC振荡电路。振荡电路。串、并联选频网络串、并联选频网络及正反馈网络。及正反馈网络。两级电压放大电路两级电压放大电路返回RC串并联选频网络的特性曲线：串并联选频网络的特性曲线：返回由运算放大器组成的由运算放大器组成的RC振动器：振动器：二极管起到自二极管起到自动稳定输出电动稳定输出电压的作用。压的作用。接成正反馈接成正反馈返回6.2 非正弦波振荡电路常见的非正弦波振荡电路有方波、锯齿波和常见的非正弦波振荡电路有方波、锯齿波和三角波。三角波。能力知识点1 矩形波振荡器R1、R2构成正反馈电路。构成正反馈电路。作为参考电压加在同作为参考电压加在同相输入端。相输入端。返回工作原理：工作原理：U设设 uo= += +UZ Z此时，此时，C C充电充电! !0t返回当当uc U+ 时时, 就有就有 u- u+， uo 立即由立即由+UZ变成变成-UZ。 +URuc0 0t t0 0t tuoUZ-UZ在在uc U时，时， 即即u- Ui?UAUi?输出（数字量）输出（数字量）比较器比较器输入输入Ui（模拟量）（模拟量）D/A转换器转换器复位复位UA参考参考电压电压+-+第一步，复位清零。第一步，复位清零。第二步，时钟将寄存器置数第二步，时钟将寄存器置数“1000”，经，经D/A转换器转换转换器转换成模拟电压成模拟电压UA设待转换电压设待转换电压Ui=6.51V第三步，将第三步，将UA与与Ui比较，比较， UAUi时，重置时，重置“1101”，依次比较下去，依次比较下去，最接近最接近Ui的值即为转换后的数字量。的值即为转换后的数字量。返回 ADC0809是是8通道、通道、8位逐次逼近式位逐次逼近式A/D转换器转换器 ADC0809的引脚图的引脚图外部时钟输入端外部时钟输入端正负基准电压输正负基准电压输入端入端电源电压输入端电源电压输入端数字量输出端数字量输出端输出允许信号输出允许信号A/D转换结束信转换结束信号输入端号输入端A/D转换信号输转换信号输入端入端地址锁存允许信地址锁存允许信号输入端号输入端8路模拟输入端路模拟输入端返回能力知识点能力知识点2 集成集成A/D转换器转换器（1）ADC0809内部带有输出锁存器，可以与内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机单片机直接相连。直接相连。（2）初始化时，使）初始化时，使ST和和OE信号全为低电平。信号全为低电平。（3）送要转换的那一通道的地址到）送要转换的那一通道的地址到A、B，C端口上。端口上。（4）在）在ST端给出一个至少有端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。宽的正脉冲信号。（5）是否转换完毕，我们根据）是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。信号来判断。（6）当）当EOC变为高电平时，这时给变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数为高电平，转换的数据就输出给单片机了。据就输出给单片机了。 ADC0809应用说明应用说明返回 如图所示为一计算机控温系统框图，其工作原理是：利如图所示为一计算机控温系统框图，其工作原理是：利用热电偶作为测温元件（传感器）将水温转化成为电压，此用热电偶作为测温元件（传感器）将水温转化成为电压，此电压放大后送入电压放大后送入A/D转换器变为数字量送入计算机。计算机转换器变为数字量送入计算机。计算机按程序接收按程序接收A/D转换器送入的信号并与机内预置的温度限值转换器送入的信号并与机内预置的温度限值进行比较。比较的结果可有以下三种情况：进行比较。比较的结果可有以下三种情况：返回能力知识点能力知识点3 应用举例应用举例 计算机对加热器温度信号定时采样，并与预置比较，决定加计算机对加热器温度信号定时采样，并与预置比较，决定加热器的通、断电，从而可使水温控制在要求的温度范围之内。热器的通、断电，从而可使水温控制在要求的温度范围之内。（1）实测温度低于预置温度下限，计算机发出加热器通电）实测温度低于预置温度下限，计算机发出加热器通电的命令，加热器通电，水温将逐渐升高。的命令，加热器通电，水温将逐渐升高。 （2）实测温度高于预置温度上限，计算机发出加热器断电）实测温度高于预置温度上限，计算机发出加热器断电的命令，加热器断电，水温将逐渐下降。的命令，加热器断电，水温将逐渐下降。（3）如果实测温度在预置温度上、下限之间，计算机不发）如果实测温度在预置温度上、下限之间，计算机不发出命令，加热器维持原工作状态不变。出命令，加热器维持原工作状态不变。返回第7章结 束电子技术基础