《轉(zhuǎn)如何看懂電路》word版

1、.轉(zhuǎn) 如何看懂電路圖2振蕩電路的用處和振蕩條件不需要外加信號就能自動地把直流電能轉(zhuǎn)換成具有一定振幅和一定頻率的交流信號的電路就稱為振蕩電路或振蕩器。這種現(xiàn)象也叫做自激振蕩。或者說，可以產(chǎn)生交流信號的電路就叫做振蕩電路。一個振蕩器必須包括三部分：放大器、正反響電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。放大器能對振蕩器輸入端所加的輸入信號予以放大使輸出信號保持恒定的數(shù)值。正反響電路保證向振蕩器輸入端提供的反響信號是相位一樣的，只有這樣才能使振蕩維持下去。選頻網(wǎng)絡(luò)那么只允許某個特定頻率f 0能通過，使振蕩器產(chǎn)生單一頻率的輸出。振蕩器能不能振蕩起來并維持穩(wěn)定的輸出是由以下兩個條件決定的；一個是反響電壓u f和輸入電壓U i要相

2、等，這是振幅平衡條件。二是u f和u i必須相位一樣，這是相位平衡條件，也就是說必須保證是正反響。一般情況下，振幅平衡條件往往容易做到，所以在判斷一個振蕩電路能否振蕩，主要是看它的相位平衡條件是否成立。振蕩器按振蕩頻率的上下可分成超低頻20赫以下、低頻20赫200千赫、高頻200千赫30兆赫和超高頻10兆赫350兆赫等幾種。按振蕩波形可分成正弦波振蕩和非正弦波振蕩兩類。正弦波振蕩器按照選頻網(wǎng)絡(luò)所用的元件可以分成LC振蕩器、RC振蕩器和石英晶體振蕩器三種。石英晶體振蕩器有很高的頻率穩(wěn)定度，只在要求很高的場合使用。在一般家用電器中，大量使用著各種L C振蕩器和RC振蕩器。LC振蕩器LC振蕩器的選頻

3、網(wǎng)絡(luò)是LC諧振電路。它們的振蕩頻率都比較高，常見電路有3種。1變壓器反響LC振蕩電路圖1a是變壓器反響LC振蕩電路。晶體管VT是共發(fā)射極放大器。變壓器T的初級是起選頻作用的LC諧振電路，變壓器T的次級向放大器輸入提供正反響信號。接通電源時，LC回路中出現(xiàn)微弱的瞬變電流，但是只有頻率和回路諧振頻率f 0一樣的電流才能在回路兩端產(chǎn)生較高的電壓，這個電壓通過變壓器初次級L1、L2的耦合又送回到晶體管V的基極。從圖1b看到，只要接法沒有錯誤，這個反響信號電壓是和輸入信號電壓相位一樣的，也就是說，它是正反響。因此電路的振蕩迅速加強(qiáng)并最后穩(wěn)定下來。變壓器反響LC振蕩電路的特點(diǎn)是：頻率范圍寬、容易起振，但頻

4、率穩(wěn)定度不高。它的振蕩頻率是：f 0=1/2LC。常用于產(chǎn)生幾十千赫到幾十兆赫的正弦波信號。2電感三點(diǎn)式振蕩電路圖2a是另一種常用的電感三點(diǎn)式振蕩電路。圖中電感L1、L2和電容C組成起選頻作用的諧振電路。從L2上取出反響電壓加到晶體管VT的基極。從圖2b看到，晶體管的輸入電壓和反響電壓是同相的，滿足相位平衡條件的，因此電路能起振。由于晶體管的3個極是分別接在電感的3個點(diǎn)上的，因此被稱為電感三點(diǎn)式振蕩電路。電感三點(diǎn)式振蕩電路的特點(diǎn)是：頻率范圍寬、容易起振，但輸出含有較多高次調(diào)波，波形較差。它的振蕩頻率是：f 0=1/2LC，其中L=L1+L2+2M。常用于產(chǎn)生幾十兆赫以下的正弦波信號。3電容三點(diǎn)

5、式振蕩電路還有一種常用的振蕩電路是電容三點(diǎn)式振蕩電路，見圖3a。圖中電感L和電容C1、C2組成起選頻作用的諧振電路，從電容C2上取出反響電壓加到晶體管VT的基極。從圖3b看到，晶體管的輸入電壓和反響電壓同相，滿足相位平衡條件，因此電路能起振。由于電路中晶體管的3個極分別接在電容C1、C2的3個點(diǎn)上，因此被稱為電容三點(diǎn)式振蕩電路。電容三點(diǎn)式振蕩電路的特點(diǎn)是：頻率穩(wěn)定度較高，輸出波形好，頻率可以高達(dá)100兆赫以上，但頻率調(diào)節(jié)范圍較小，因此適宜于作固定頻率的振蕩器。它的振蕩頻率是：f 0=1/2LC，其中C=C 1C 2C 1+C 2。上面3種振蕩電路中的放大器都是用的共發(fā)射極電路。共發(fā)射極接法的振

6、蕩器增益較高，容易起振。也可以把振蕩電路中的放大器接成共基極電路形式。共基極接法的振蕩器振蕩頻率比較高，而且頻率穩(wěn)定性好。RC振蕩器RC振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)是RC電路，它們的振蕩頻率比較低。常用的電路有兩種。1RC相移振蕩電路圖4a是RC相移振蕩電路。電路中的3節(jié)RC網(wǎng)絡(luò)同時起到選頻和正反響的作用。從圖4b的交流等效電路看到：因?yàn)槭菃渭壒舶l(fā)射極放大電路，晶體管VT的輸出電壓U o與輸出電壓U i在相位上是相差180。當(dāng)輸出電壓經(jīng)過RC網(wǎng)絡(luò)后，變成反響電壓U f又送到輸入端時，由于RC網(wǎng)絡(luò)只對某個特定頻率f 0的電壓產(chǎn)生180的相移，所以只有頻率為f 0的信號電壓才是正反響而使電路起振。可見RC網(wǎng)絡(luò)

7、既是選頻網(wǎng)絡(luò)，又是正反響電路的一部分。RC相移振蕩電路的特點(diǎn)是：電路簡單、經(jīng)濟(jì)，但穩(wěn)定性不高，而且調(diào)節(jié)不方便。一般都用作固定頻率振蕩器和要求不太高的場合。它的振蕩頻率是：當(dāng)3節(jié)RC網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)一樣時：f 0=1 26RC。頻率一般為幾十千赫。2RC橋式振蕩電路圖5a是一種常見的RC橋式振蕩電路。圖中左側(cè)的R1C1和R2C2串并聯(lián)電路就是它的選頻網(wǎng)絡(luò)。這個選頻網(wǎng)絡(luò)又是正反響電路的一部分。這個選頻網(wǎng)絡(luò)對某個特定頻率為f 0的信號電壓沒有相移相移為0，其它頻率的電壓都有大小不等的相移。由于放大器有2級，從V2輸出端取出的反響電壓U f是和放大器輸入電壓同相的2級相移360=0。因此反響電壓經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)送

8、回到VT1的輸入端時，只有某個特定頻率為f 0的電壓才能滿足相位平衡條件而起振?？梢奟C串并聯(lián)電路同時起到了選頻和正反響的作用。實(shí)際上為了進(jìn)步振蕩器的工作質(zhì)量，電路中還加有由R t和R E1組成的串聯(lián)電壓負(fù)反響電路。其中R t是一個有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，它對電路能起到穩(wěn)定振蕩幅度和減小非線性失真的作用。從圖5b的等效電路看到，這個振蕩電路是一個橋形電路。R1C1、R2C2、R t和R E1分別是電橋的4個臂，放大器的輸入和輸出分別接在電橋的兩個對角線上，所以被稱為RC橋式振蕩電路。RC橋式振蕩電路的性能比RC相移振蕩電路好。它的穩(wěn)定性高、非線性失真小，頻率調(diào)節(jié)方便。它的振蕩頻率是：當(dāng)R1=R

9、2=R、C1=C2=C時f 0=1 2RC。它的頻率范圍從1赫1兆赫。調(diào)幅和檢波電路播送和無線電通信是利用調(diào)制技術(shù)把低頻聲音信號加到高頻信號上發(fā)射出去的。在接收機(jī)中復(fù)原的過程叫解調(diào)。其中低頻信號叫做調(diào)制信號，高頻信號那么叫載波。常見的連續(xù)波調(diào)制方法有調(diào)幅和調(diào)頻兩種，對應(yīng)的解調(diào)方法就叫檢波和鑒頻。下面我們先介紹調(diào)幅和檢波電路。1調(diào)幅電路調(diào)幅是使載波信號的幅度隨著調(diào)制信號的幅度變化，載波的頻率和相應(yīng)不變?？梢酝瓿烧{(diào)幅功能的電路就叫調(diào)幅電路或調(diào)幅器。調(diào)幅是一個非線性頻率變換過程，所以它的關(guān)鍵是必須使用二極管、三極管等非線性器件。根據(jù)調(diào)制過程在哪個回路里進(jìn)展可以把三極管調(diào)幅電路分成集電極調(diào)幅、基極調(diào)幅

10、和發(fā)射極調(diào)幅3種。下面舉集電極調(diào)幅電路為例。圖6是集電極調(diào)幅電路，由高頻載波振蕩器產(chǎn)生的等幅載波經(jīng)T1加到晶體管基極。低頻調(diào)制信號那么通過T3耦合到集電極中。C1、C2、C3是高頻旁路電容，R1、R2是偏置電阻。集電極的LC并聯(lián)回路諧振在載波頻率上。假設(shè)把三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)選在特性曲線的彎曲部分，三極管就是一個非線性器件。因?yàn)榫w管的集電極電流是隨著調(diào)制電壓變化的，所以集電極中的2個信號就因非線性作用而實(shí)現(xiàn)了調(diào)幅。由于LC諧振回路是調(diào)諧在載波的基頻上，因此在T2的次級就可得到調(diào)幅波輸出。2檢波電路檢波電路或檢波器的作用是從調(diào)幅波中取出低頻信號。它的工作過程正好和調(diào)幅相反。檢波過程也是一個頻率變

11、換過程，也要使用非線性元器件。常用的有二極管和三極管。另外為了取出低頻有用信號，還必須使用濾波器濾除高頻分量，所以檢波電路通常包含非線性元器件和濾波器兩部分。下面舉二極管檢波器為例說明它的工作。圖7是一個二極管檢波電路。VD是檢波元件，C和R是低通濾波器。當(dāng)輸入的已調(diào)波信號較大時，二極管VD是斷續(xù)工作的。正半周時，二極管導(dǎo)通，對C充電；負(fù)半周和輸入電壓較小時，二極管截止，C對R放電。在R兩端得到的電壓包含的頻率成分很多，經(jīng)過電容C濾除了高頻部分，再經(jīng)過隔直流電容C 0的隔直流作用，在輸出端就可得到復(fù)原的低頻信號。調(diào)頻和鑒頻電路調(diào)頻是使載波頻率隨調(diào)制信號的幅度變化，而振幅那么保持不變。鑒頻那么是

12、從調(diào)頻波中解調(diào)出原來的低頻信號，它的過程和調(diào)頻正好相反。1調(diào)頻電路可以完成調(diào)頻功能的電路就叫調(diào)頻器或調(diào)頻電路。常用的調(diào)頻方法是直接調(diào)頻法，也就是用調(diào)制信號直接改變載波振蕩器頻率的方法。圖8畫出了它的大意，圖中用一個可變電抗元件并聯(lián)在諧振回路上。用低頻調(diào)制信號控制可變電抗元件參數(shù)的變化，使載波振蕩器的頻率發(fā)生變化。2鑒頻電路可以完成鑒頻功能的電路叫鑒頻器或鑒頻電路，有時也叫頻率檢波器。鑒頻的方法通常分二步，第一步先將等幅的調(diào)頻波變成幅度隨頻率變化的調(diào)頻-調(diào)幅波，第二步再用一般的檢波器檢出幅度變化，復(fù)原成低頻信號。常用的鑒頻器有相位鑒頻器、比例鑒頻器等。在電子電路中，電源、放大、振蕩和調(diào)制電路被稱

13、為模擬電子電路，因?yàn)樗鼈兗庸ず吞幚淼氖沁B續(xù)變化的模擬信號。電子電路中另一大類電路的數(shù)字電子電路。它加工和處理的對象是不連續(xù)變化的數(shù)字信號。數(shù)字電子電路又可分成脈沖電路和數(shù)字邏輯電路，它們處理的都是不連續(xù)的脈沖信號。脈沖電路是專門用來產(chǎn)生電脈沖和對電脈沖進(jìn)展放大、變換和整形的電路。家用電器中的定時器、報(bào)警器、電子開關(guān)、電子鐘表、電子玩具以及電子醫(yī)療器具等，都要用到脈沖電路。電脈沖有各式各樣的形狀，有矩形、三角形、鋸齒形、鐘形、階梯形和尖頂形的，最具有代表性的是矩形脈沖。要說明一個矩形脈沖的特性可以用脈沖幅度Um、脈沖周期T或頻率f、脈沖前沿t r、脈沖后沿t f和脈沖寬度t k來表示。假設(shè)一個脈

14、沖的寬度t k=1/2T，它就是一個方波。脈沖電路和放大振蕩電路最大的不同點(diǎn)，或者說脈沖電路的特點(diǎn)是：脈沖電路中的晶體管是工作在開關(guān)狀態(tài)的。大多數(shù)情況下，晶體管是工作在特性曲線的飽和區(qū)或截止區(qū)的，所以脈沖電路有時也叫開關(guān)電路。從所用的晶體管也可以看出來，在工作頻率較高時都采用專用的開關(guān)管，如2AK、2CK、DK、3AK型管，只有在工作頻率較低時才使用一般的晶體管。就拿脈沖電路中最常用的反相器電路圖1來說，從電路形式上看，它和放大電路中的共發(fā)射極電路很相似。在放大電路中，基極電阻R b2是接到正電源上以獲得基極偏壓；而這個電路中，為了保證電路可靠地截止，R b2是接到一個負(fù)電源上的，而且R b1

15、和R b2的數(shù)值是按晶體管能可靠地進(jìn)入飽和區(qū)或止區(qū)的要求計(jì)算出來的。不僅如此，為了使晶體管開關(guān)速度更快，在基極上還加有加速電容C，在脈前沿產(chǎn)生正向尖脈沖可使晶體管快速進(jìn)入導(dǎo)通并飽和；在脈沖后沿產(chǎn)生負(fù)向尖脈沖使晶體管快速進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。除了射極輸出器是個特例，脈沖電路中的晶體管都是工作在開關(guān)狀態(tài)的，這是一個特點(diǎn)。脈沖電路的另一個特點(diǎn)是一定有電容器用電感較少作關(guān)鍵元件，脈沖的產(chǎn)生、波形的變換都離不開電容器的充放電。產(chǎn)生脈沖的多諧振蕩器脈沖有各種各樣的用處，有對電路起開關(guān)作用的控制脈沖，有起統(tǒng)帥全局作用的時鐘脈沖，有做計(jì)數(shù)用的計(jì)數(shù)脈沖，有起觸發(fā)啟動作用的觸發(fā)脈沖等等。不管是什么脈沖，都是由脈沖信號發(fā)生

16、器產(chǎn)生的，而且大多是短形脈沖或以矩形脈沖為原型變換成的。因?yàn)榫匦蚊}沖含有豐富的諧波，所以脈沖信號發(fā)生器也叫自激多諧振蕩器或簡稱多諧振蕩器。假設(shè)用門來作比喻，多諧振蕩器輸出端時開時閉的狀態(tài)可以把多諧振蕩器比作賓館的自動旋轉(zhuǎn)門，它不需要人去推動，總是不停地開門和關(guān)門。1集基耦合多諧振蕩器圖2是一個典型的分立元件集基耦合多諧振蕩器。它由兩個晶體管反相器經(jīng)RC電路穿插耦合接成正反響電路組成。兩個電容器交替充放電使兩管交替導(dǎo)通和截止，使電路不停地從一個狀態(tài)自動翻轉(zhuǎn)到另一個狀態(tài)，形成自激振蕩。從A點(diǎn)或B點(diǎn)可得到輸出脈沖。當(dāng)R b1=R b2=R，C b1=C b2=C時，輸出是幅度接近E的方波，脈沖周期T

17、=1.4RC。假設(shè)兩邊不對稱，那么輸出是矩形脈沖3RC環(huán)形振蕩器圖4是常用的RC環(huán)形振蕩器。它用奇數(shù)個門、首尾相連組成閉環(huán)形，環(huán)路中有RC延時電路。圖中RS是保護(hù)電阻，R和C是延時電路元件，它們的數(shù)值決定脈沖周期。輸出脈沖周期T=2.2RC。假設(shè)把R換成電位器，就成為脈沖頻率可調(diào)的多諧振蕩器。因?yàn)檫@種電路簡單可靠，使用方便，頻率范圍寬，可以從幾赫變化到幾兆赫，所以被廣泛應(yīng)用。脈沖變換和整形電路脈沖在工作中有時需要變換波形或幅度，如把矩形脈沖變成三角波或尖脈沖等，具有這種功能的電路就叫變換電路。脈沖在傳送中會造成失真，因此常常要對波形不好的脈沖進(jìn)展修整，使它整舊如新，具有這種功能的電路就叫整形電

18、路。1微分電路微分電路是脈沖電路中最常用的波形變換電路，它和放大電路中的RC耦合電路很相似，見圖5。當(dāng)電路時間常數(shù)=RC tk時，輸入矩形脈沖，由于電容器充放電極快，輸出可得到一對尖脈沖。輸入脈沖前沿那么輸出正向尖脈沖，輸入脈沖后沿那么輸出負(fù)向尖脈沖。這種尖脈沖常被用作觸發(fā)脈沖或計(jì)數(shù)脈沖。2積分電路把圖5中的R和C互換，并使=RC tk，電路就成為積分電路，見圖6。當(dāng)輸入矩形脈沖時，由于電容器充放電很慢，輸出得到的是一串幅度較低的近似三角形的脈沖波。3限幅器能限制脈沖幅值的電路稱為限幅器或削波器。圖7是用二極管和電阻組成的上限幅電路。它能把輸入的正向脈沖削掉。假設(shè)把二極管反接，就成為削掉負(fù)脈沖

19、的下限幅電路。用二極帶或三極管等非線性器件可組成各種限幅器，或是變換波形如把輸入脈沖變成方波、梯形波、尖脈沖等，或是對脈沖整形如把輸入上下不平的脈沖系列削平成為整齊的脈沖系列等。4箝位器能把脈沖電壓維持在某個數(shù)值上而使波形保持不變的電路稱為箝位器。它也是整形電路的一種。例如電視信號在傳輸過會造成失真，為了使脈沖波形恢復(fù)原樣，接收機(jī)里就要用箝位電路把波形頂部箝制在某個固定電平上。圖8中反相器輸出端上就有一個箝位二極管VD。假設(shè)沒有這個二極管，輸出脈沖高電平應(yīng)該是12伏，如今增加了箝位二極管，輸出脈沖高電平被箝制在3伏上。此外，象反相器、射極輸出器等電路也有整舊如新的作用，也可認(rèn)為是整形電路。有記

20、憶功能的雙穩(wěn)電路多諧振蕩器的輸出總是時高時低地變換，所以它也叫無穩(wěn)態(tài)電路。另一種雙穩(wěn)態(tài)電路就絕然不同，雙穩(wěn)電路有兩個輸出端，它們總是處于相反的狀態(tài)：一個是高電平，另一個必定是低電平。它的特點(diǎn)是假設(shè)沒有外來的觸發(fā)，輸出狀態(tài)能一直保持不變。所以常被用作存放二進(jìn)制數(shù)碼的單元電路。1集基耦合雙穩(wěn)電路圖9是用分立元件組成的集基耦合雙穩(wěn)電路。它由一對用電阻穿插耦合的反相器組成。它的兩個管子總是一管截止一管飽和，例如當(dāng)VT1管飽和時VT2管就截止，這時A點(diǎn)是低電平B點(diǎn)是高電平。假設(shè)沒有外來的觸發(fā)信號，它就保持這種狀態(tài)不變。如把高電平表示數(shù)字信號1，低電平表示0，那么這時就可以認(rèn)為雙穩(wěn)電路已經(jīng)把數(shù)字信號1存放

21、在B端了。電路的基極分別加有微分電路。假設(shè)在VT1基極加上一個負(fù)脈沖稱為觸發(fā)脈沖，就會使VT1基極電位下降，由于正反響的作用，使VT1很快從飽和轉(zhuǎn)入截止，VT2從截止轉(zhuǎn)入飽和。于是雙穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)成A端為1，B端為0，并一直保持下去。2觸發(fā)脈沖的觸發(fā)方式和極性雙穩(wěn)電路的觸發(fā)電路形式和觸發(fā)脈沖極性選擇比較復(fù)雜。從觸發(fā)方式看，因?yàn)橛兄绷饔|發(fā)電位觸發(fā)和交流觸發(fā)邊沿觸發(fā)的分別，所以觸發(fā)電路形式各有不同。從脈沖極性看，也是隨著晶體管極性、觸發(fā)脈沖加在哪個管子飽和管還是截止管上、哪個極上基極還是集電極而變化的。在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)槲⒎蛛娐纺苋菀椎氐玫郊饷}沖，觸發(fā)效果較好，所以都用交流觸發(fā)方式。觸發(fā)脈沖所加的位置

22、多數(shù)是加在飽和管的基極上。所以使用NPN管的雙穩(wěn)電路所加的是負(fù)脈沖，而PNP管雙穩(wěn)電路所加的是正脈沖。3集成觸發(fā)器除了用分立元件外，也可以用集成門電路組成雙穩(wěn)電路。但實(shí)際上因?yàn)槟壳坝写罅康募苫p穩(wěn)觸發(fā)器產(chǎn)品可供選用，如R-S觸發(fā)器、D觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器等等，所以一般不使用門電路搭成的雙穩(wěn)電路而直接選用現(xiàn)成產(chǎn)品。有延時功能的單穩(wěn)電路無穩(wěn)電路有2個暫穩(wěn)態(tài)而沒有穩(wěn)態(tài)，雙穩(wěn)電路那么有2個穩(wěn)態(tài)而沒有暫穩(wěn)態(tài)。脈沖電路中常用的第3種電路叫單穩(wěn)電路，它有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。假設(shè)也用門來作比喻，單穩(wěn)電路可以看成是一扇彈簧門，平時它總是關(guān)著的，關(guān)是它的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)有人推它或拉它時門就翻開，但由于彈力作用，門很快

23、又自動關(guān)上，恢復(fù)到原來的狀態(tài)。所以開是它的暫穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)電路常被用作定時、延時控制以及整形等。1集基耦合單穩(wěn)電路圖10是一個典型的集基耦合單穩(wěn)電路。它也是由兩級反相器穿插耦合而成的正反響電路。它的一半和多諧振蕩器相似，另一半和雙穩(wěn)電路相似，再加它也有一個微分觸發(fā)電路，所以可以想象出它是半個無穩(wěn)電路和半個雙穩(wěn)電路湊合成的，它應(yīng)該有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。平時它總是一管VT1飽和，另一管VT2截止，這就是它的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)輸入一個觸發(fā)脈沖后，電路便翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)，但這種狀態(tài)只能維持不長的時間，很快它又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。電路暫穩(wěn)態(tài)的時間是由延時元件R和C的數(shù)值決定的：t t=0.7RC。2集成化單穩(wěn)電路用集

24、成門電路也可組成單穩(wěn)電路。圖11是微分型單穩(wěn)電路，它用2個與非門穿插連接，門1輸出到門2是用微分電路耦合，門2輸出到門1是直接耦合，觸發(fā)脈沖加到門1的另一個輸入端U I。它的暫穩(wěn)態(tài)時間即定時時間為：t t=0.71.3RC。脈沖電路的讀圖要點(diǎn)脈沖電路的特點(diǎn)是工作在開關(guān)狀態(tài)，它的輸入輸出都是脈沖，因此分析時要抓住關(guān)鍵，把主次電路區(qū)分開，先認(rèn)定主電路的功能，再分析輔助電路的作用。從電路構(gòu)造上抓關(guān)鍵找異同。前面介紹了集基耦合方式的三種根本單元電路，它們都由雙管反相器構(gòu)成正反響電路，這是它們的一樣點(diǎn)。但細(xì)分析起來它們還是各有特點(diǎn)的：無穩(wěn)和雙穩(wěn)電路雖然都有對稱形式，但無穩(wěn)電路是用電容耦合，雙穩(wěn)是用電阻直

25、接耦合有時并聯(lián)有加速電容，容量一般都很??；而且雙穩(wěn)電路一般都有觸發(fā)電路雙端或單端觸發(fā)；單穩(wěn)電路就很好認(rèn)，它是不對稱的，兼有雙穩(wěn)和單穩(wěn)的形式。這樣一分析，三種電路就很好區(qū)別了。脈沖電路中，脈沖的生成、變換和整形都和電容器的充、放電有關(guān)，電路的時間常數(shù)即R和C的數(shù)值對確定電路的性質(zhì)有極重要的意義，這一點(diǎn)尤為重要。數(shù)字電子電路中的后起之秀是數(shù)字邏輯電路。把它叫做數(shù)字電路是因?yàn)殡娐分袀鬟f的雖然也是脈沖，但這些脈沖是用來表示二進(jìn)制數(shù)碼的，例如用高電平表示1，低電平表示0。聲音圖像文字等信息經(jīng)過數(shù)字化處理后變成了一串串電脈沖，它們被稱為數(shù)字信號。能處理數(shù)字信號的電路就稱為數(shù)字電路。這種電路同時又被叫做邏輯

26、電路，那是因?yàn)殡娐分械?和0還具有邏輯意義，例如邏輯1和邏輯0可以分別表示電路的接通和斷開、事件的是和否、邏輯推理的真和假等等。電路的輸出和輸入之間是一種邏輯關(guān)系。這種電路除了能進(jìn)展二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算外還能完成邏輯運(yùn)算和具有邏輯推理才能，所以才把它叫做邏輯電路。由于數(shù)字邏輯電路有易于集成、傳輸質(zhì)量高、有運(yùn)算和邏輯推理才能等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于計(jì)算機(jī)、自動控制、通信、測量等領(lǐng)域。一般家電產(chǎn)品中，如定時器、告警器、控制器、電子鐘表、電子玩具等都要用數(shù)字邏輯電路。數(shù)字邏輯電路的第一個特點(diǎn)是為了突出邏輯兩個字，使用的是獨(dú)特的圖形符號。數(shù)字邏輯電路中有門電路和觸發(fā)器兩種根本單元電路，它們都是以晶體管和電阻等

27、元件組成的，但在邏輯電路中我們只用幾個簡化了的圖形符號去表示它們，而不畫出它們的詳細(xì)電路，也不管它們使用多高電壓，是TTL電路還是CMOS電路等等。按邏輯功能要求把這些圖形符號組合起來畫成的圖就是邏輯電路圖，它完全不同于一般的放大振蕩或脈沖電路圖。數(shù)字電路中有關(guān)信息是包含在0和1的數(shù)字組合內(nèi)的，所以只要電路能明顯地區(qū)分開0和1，0和1的組合關(guān)系沒有破壞就行，脈沖波形的好壞我們是不大理睬的。所以數(shù)字邏輯電路的第二個特點(diǎn)是我們主要關(guān)心它能完成什么樣的邏輯功能，較少考慮它的電氣參數(shù)性能等問題。也因?yàn)檫@個原因，數(shù)字邏輯電路中使用了一些特殊的表達(dá)方法如真值表、特征方程等，還使用一些特殊的分析工具如邏輯代

28、數(shù)、卡諾圖等等，這些也都與放大振蕩電路不同。門電路和觸發(fā)器1門電路門電路可以看成是數(shù)字邏輯電路中最簡單的元件。目前有大量集成化產(chǎn)品可供選用。最根本的門電路有3種：非門、與門和或門。非門就是反相器，它把輸入的0信號變成1，1變成0。這種邏輯功能叫非，假設(shè)輸入是A，輸出寫成P=A。與門有2個以上輸入，它的功能是當(dāng)輸入都是1時，輸出才是1。這種功能也叫邏輯乘，假設(shè)輸入是A、B，輸出寫成P=AB。或門也有2個以上輸入，它的功能是輸入有一個1時，輸出就是1。這種功能也叫邏輯加，輸出就寫成P=A+B。把這三種根本門電路組合起來可以得到各種復(fù)合門電路，如與門加非門成與非門，或門加非門成或非門。圖1是它們的圖

29、形符號和真值表。此外還有與或非門、異或門等等。數(shù)字集成電路有TTL、HTL、CMOS等多種，所用的電源電壓和極性也不同，但只要它們有一樣的邏輯功能，就用一樣的邏輯符號。而且一般都規(guī)定高電平為1、低電平為0。2觸發(fā)器觸發(fā)器實(shí)際上就是脈沖電路中的雙穩(wěn)電路，它的電路和功能都比門電路復(fù)雜，它也可看成是數(shù)字邏輯電路中的元件。目前也已有集成化產(chǎn)品可供選用。常用的觸發(fā)器有D觸發(fā)器和J-K觸發(fā)器。D觸發(fā)器有一個輸入端D和一個時鐘信號輸入端CP，為了區(qū)別在CP端加有箭頭。它有兩個輸出端，一個是Q一個是Q，加有小圈的輸出端是Q端。另外它還有兩個預(yù)置端R D和S D，平時正常工作時要R D和S D端都加高電平1，假

30、設(shè)使R D=0S D仍為1，那么觸發(fā)器被置成Q=0；假設(shè)使S D=0R D=1，那么被置成Q=1。因此R D端稱為置0端，S D端稱為置1端。D觸發(fā)器的邏輯符號見圖2，圖中Q、D、SD端畫在同一側(cè)；Q、R D畫在另一側(cè)。R D和S D都帶小圓圈，表示要加上低電平才有效。D觸發(fā)器是受CP和D端雙重控制的，CP加高電平1時，它的輸出和D的狀態(tài)一樣。如D=0，CP來到后，Q=0；如D=1，CP來到后，Q=1。CP脈沖起控制開門作用，假設(shè)CP=0，那么不管D是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持原來狀態(tài)不變。這樣的邏輯功能畫成表格就稱為功能表或特性表，見圖2。表中Q n+1表示加上觸發(fā)信號后變成的狀態(tài)，Qn是原來的

31、狀態(tài)。X表示是0或1的任意狀態(tài)。有的D觸發(fā)器有幾個D輸入端：D 1、D 2它們之間是邏輯與的關(guān)系，也就是只有當(dāng)D 1、D 2都是1時，輸出端Q才是1。另一種性能更完善的觸發(fā)器叫J-K觸發(fā)器。它有兩個輸入端：J端和K端，一個CP端，兩個預(yù)置端：R D端和S D端，以及兩個輸出端：Q和Q端。它的邏輯符號見圖3。J-K觸發(fā)器是在CP脈沖的下陣沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的，所以在CP端畫一個小圓圈以示區(qū)別。圖中，J、S D、Q畫在同一側(cè)，K、R D、Q畫在另一側(cè)。J-K觸發(fā)器的邏輯功能見圖3。有CP脈沖時即CP=1：J、K都為0，觸發(fā)器狀態(tài)不變；Q n+1=Qn，J=0、K=1，觸發(fā)器被置0：Q n+1=0；J=1、

32、K=0，Q n+1=1；J=1、K=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一下：Q n+1=Qn。假設(shè)不加時鐘脈沖，即CP=0時，不管J、K端是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持原來狀態(tài)不變：Q n+1=Qn。有的J-K觸發(fā)器同時有好幾個J端和K端，J 1、J 2和K 1、K 2之間都是邏輯與的關(guān)系。有的J-K觸發(fā)器是在CP的上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的，這時它的邏輯符號圖的CP端就不帶小圓圈。也有的時候?yàn)榱耸箞D更簡潔，常常把R D和S D端省略不畫。可以把數(shù)字、字母變換成二進(jìn)制數(shù)碼的電路稱為編碼器。反過來能把二進(jìn)制數(shù)碼復(fù)原成數(shù)字、字母的電路就稱為譯碼器。1編碼器圖4a是一個能把十進(jìn)制數(shù)變成二進(jìn)制碼的編碼器。一個十進(jìn)制數(shù)被表示成二進(jìn)制碼必須

33、4位，常用的碼是使從低到高的每一位二進(jìn)制碼相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)的1、2、4、8，這種碼稱為8-4-2-1碼或簡稱BCD碼。所以這種編碼器就稱為10線-4線編碼器或DEC/BCD編碼器。從圖看到，它是由與非門組成的。有10個輸入端，用按鍵控制，平時按鍵懸空相當(dāng)于接高電平1。它有4個輸出端ABCD，輸出8421碼。假設(shè)按下1鍵，與1鍵對應(yīng)的線被接地，等于輸入低電平0、于是門D輸出為1，整個輸出成0001。如按下7鍵，那么B門、C門、D門輸出為1，整個輸出成0111。假設(shè)把這些電路都做在一個集成片內(nèi)，便得到集成化的10線4線編碼器，它的邏輯符號見圖4b。左側(cè)有10個輸入端，帶小圓圈表示要用低電平，右側(cè)有4

34、個輸出端，從上到下按從低到高排列。使用時可以直接選用。2譯碼器要把二進(jìn)制碼復(fù)原成十進(jìn)制數(shù)就要用譯碼器。它也是由門電路組成的，如今也有集成化產(chǎn)品供選用。圖5是一個4線-10線譯碼器。它的左側(cè)為4個二進(jìn)制碼的輸入端，右側(cè)有10個輸出端，從上到下按0、1、9排列表示10個十進(jìn)制數(shù)。輸出端帶小圓圈表示低電平有效。平時10個輸出端都是高電平1，如輸入為1001碼，輸出9端為低電平0，其余9根線仍為高電平1，這表示9線被譯中。二極管，如每段都接低電平0，七段都被點(diǎn)亮，顯示出數(shù)字8；如b、c段接低電平0，其余都接1，顯示的是1?？梢娨咽M(jìn)制數(shù)用七段顯示管顯示出來還要經(jīng)過一次譯碼。假設(shè)使用4線-7線譯碼器和

35、顯示管配合使用，就很簡單，輸入二進(jìn)制碼可直接顯示十進(jìn)制數(shù)，見圖6。譯碼器左側(cè)有4個二進(jìn)制碼的輸入端，右側(cè)有7個輸出可直接和數(shù)碼管相連。左上側(cè)另有一個滅燈控制端I B，正常工作時應(yīng)加高電平1，如不需要這位數(shù)字顯示就在I B上加低電平0，就可使這位數(shù)字熄滅。假設(shè)要想把十進(jìn)制數(shù)顯示出來，就要使用數(shù)碼管。現(xiàn)以共陽極發(fā)光二極管LED七段數(shù)碼顯示管為例，見圖6。它有七段發(fā)光存放器和移位存放器1存放器可以把二進(jìn)制數(shù)碼存貯起來的的部件叫數(shù)碼存放器，簡稱存放器。圖7是用4個D觸發(fā)器組成的存放器，它能存貯4位二進(jìn)制數(shù)。4個CP端連在一起作為控制端，只有CP=1時它才接收和存貯數(shù)碼。4個R D端連在一起成為整個存放

36、器的清零端。假設(shè)要存貯二進(jìn)制碼1001，只要把它們分別加到觸發(fā)器D端，當(dāng)CP來到后4個觸發(fā)器從高到低分別被置成1、0、0、1，并一直保持到下一次輸入數(shù)據(jù)之前。要想取出這串?dāng)?shù)碼可以從觸發(fā)器的Q端取出。2移位存放器有移位功能的存放器叫移位存放器，它可以是左移的、右移的，也可是雙向移位的。圖8是一個能把數(shù)碼逐位左移的存放器。它和一般存放器不同的是：數(shù)碼是逐位串行輸入并加在最低位的D端，然后把低位的Q端連到高一位的D端。這時CP稱為移位脈沖。先從R D端送低電平清零，使存放器成0000狀態(tài)。假定要輸入的數(shù)碼是1001，輸入的次序是先高后低逐位輸入。第1個CP后，1被打入第1個觸發(fā)器，存放器成0001；第2個CP后，Qo的1被移入Q 1，新的0打入D 1，成為0010；第3個CP后，成為0100；第4個CP后，成為1001?？梢娊?jīng)過4個CP，存放器就存放了4位二進(jìn)制碼1001。目前已有品種繁多的集成化存