基礎(chǔ)電路圖大全

1、電源電路單元一、電源電路的功能和組成每 個(gè)電子設(shè)備都有一個(gè)供應(yīng)能量的電源電路。電源電路有整流電源、 逆變電源和變頻器三種。電 子電路中的電源一般是低壓直流電，所以要想從220伏市電變換成直流電， 應(yīng)該先把220伏交流變成低壓交流電， 再用整流電路變成脈動(dòng)的直流電，最后用濾波電路濾除脈動(dòng)直流電中的交流成分后才能得到直流電。有的電子設(shè)備對電源的質(zhì)量要求很高，所以有時(shí)還需要再增加一個(gè)穩(wěn)壓電路。因此整流電源的組成一般有四大局部，見圖1 。其中變壓電路其實(shí)就是一個(gè)鐵芯變壓器，需要介紹的只是后面三種單元電路。二、整流電路整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動(dòng)直流電的電路。1 半波整流

2、 半波整流電路只需一個(gè)二極管，見圖2 a 。在交流電正半周時(shí) VD導(dǎo)通，負(fù)半周時(shí)VD截止，負(fù)載R上得到的是脈動(dòng)的直流電2 全波整流全波整流要用兩個(gè)二極管，而且要求變壓器有帶中心抽頭的兩個(gè)圈數(shù)相同的次級線圈，見圖2b 。負(fù)載R L上得到的是脈動(dòng)的全波整流電流，輸出電壓比半波整流電路高。3 全波橋式整流用4個(gè)二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個(gè)次級線圈的變壓器，見圖2c。負(fù)載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。4 倍壓整流用多個(gè)二極管和 電容器可以獲得較高的直流電壓。 圖2 d 是一個(gè)二倍壓整流電路。 當(dāng)U2 為負(fù)半周時(shí)VD1導(dǎo)通，C1被充電，C1上最高電壓可接近 1.4U2 ;當(dāng)U2

3、正半周時(shí)VD2導(dǎo) 通，C1上的電壓和 U2疊加在一起對 C2充電，使 C2上電壓接近 2.8U2 ，是C1上電壓 的2倍，所以叫倍壓整流電路。三、濾波電路整流后得到的是脈動(dòng)直流電，如果加上濾波電路濾除脈動(dòng)直流電中的交流成分，就可得到平滑的直流電。(1 )電容濾波把電容器和負(fù)載并聯(lián)，如圖3 ( a )，正半周時(shí)電容被充電，負(fù)半周時(shí)電容放電，就可使負(fù)載上得到平滑的直流電。(2 )電感濾波把電感和負(fù)載串聯(lián)起來，如圖 3( b ),也能濾除脈動(dòng)電流中的交流成分。(3 ) L、C濾波用1個(gè)電感和1個(gè)電容組成的濾波電路因?yàn)橄笠粋€(gè)倒寫的字母“ L ，被稱為 L 型，見圖3 ( c )。用1個(gè)電感和2個(gè)電容的

4、濾波電路因?yàn)橄笞帜浮?n ，被稱為n型, 見圖3( d )，這是濾波效果較好的電路。(4 ) RC濾波電感器的本錢高、體積大，所以在電流不太大的電子電路中常用電阻器取代電感器而組成RC濾波電路。同樣，它也有 L型，見圖3 ( e ); n型，見圖3 ( f )。四、穩(wěn)壓電路交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和負(fù)載電流的變化都會(huì)使整流電源的輸出電壓和電流隨之變動(dòng)， 因此要求較高的電子電路必須使用穩(wěn)壓電源。(1)穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路用一個(gè)穩(wěn)壓管和負(fù)載并聯(lián)的電路是最簡單的穩(wěn)壓電路，見圖4 (a )。圖中R是限流電阻。這個(gè)電路的輸出電流很小，它的輸出電壓等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓值VZ 。VT12 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路有放大和負(fù)反

5、應(yīng)作用的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的穩(wěn)壓電路。它的電路和框圖見圖4b 、 c 。它是從取樣電路R3、R4中檢測出輸出電壓的變動(dòng)，與基準(zhǔn)電壓VZ比擬并經(jīng)放大器VT2放大后加到調(diào)整管 VT1 上，使調(diào)整管兩端的電壓隨著變化。 如果輸出電壓下降， 就使調(diào)整管管壓降也降低，于是輸出電壓被提升；如果輸出電壓上升， 就使調(diào)整管管壓降也上升，于是輸出電壓被壓低，結(jié)果就使輸出電壓根本不變。在這個(gè)電路的根底上開展成很多變型電路或增加一些輔助電路，如用復(fù)合管作調(diào)整管，輸出電壓可調(diào)的電路，用運(yùn)算放大器作比擬放大的電路，以及增加輔助電源和過流保護(hù)電路等。3 開關(guān)型穩(wěn)壓電路近年來廣泛應(yīng)用的新型穩(wěn)壓電源是開關(guān)型穩(wěn)壓電源。它的

6、調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，本身功耗很小，所以有效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但電路比擬復(fù)雜。開關(guān)穩(wěn)壓電源從原理上分有很多種。它的根本原理框圖見圖 4 d 。圖中電感L和電容C是儲(chǔ)能和濾波元件，二極管 VD是調(diào)整管在關(guān)斷狀態(tài)時(shí)為 L、C濾波器提供電流通 路的續(xù)流二極管。 開關(guān)穩(wěn)壓電源的開關(guān)頻率都很高，一般為幾幾十千赫， 所以電感器的體積不很大，輸出電壓中的高次諧波也不多。它的根本工作原理是 ：從取樣電路R3、R4 中檢測出取樣電壓經(jīng)比擬放大后去 控制一個(gè)矩形波發(fā)生器。 矩形波發(fā)生器的輸出脈沖是控制調(diào)整管VT的導(dǎo)通和截止時(shí)間的。如果輸出電壓U0因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓或負(fù)載電流的變動(dòng)而降低，就會(huì)使矩形波發(fā)生器的輸出脈沖

7、變寬，于是調(diào)整管導(dǎo)通時(shí)間增大，使 L、C儲(chǔ)能電路得到更多的能量，結(jié)果是使輸出電壓U0被提升，到達(dá)了穩(wěn)定輸出電壓的目的。4 集成化穩(wěn)壓電路近年來已有大量集成穩(wěn)壓器產(chǎn)品問世，品種很多，結(jié)構(gòu)也各不相同。目前用得較多的有三端集成穩(wěn)壓器， 有輸出正電壓的 CW7800系列和輸出負(fù)電壓的 CW7900系列等產(chǎn)品。輸出 電流從0.1A 3A，輸出電壓有 5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V 等多種。這種集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)端子，穩(wěn)壓電路的所有局部包括大功率調(diào)整管以及保護(hù)電路 等都已集成在芯片內(nèi)。使用時(shí)只要加上散熱片后接到整流濾波電路后面就行了。外圍元件少， 穩(wěn)壓精度高，工作可靠，一般不需調(diào)試。圖4

8、 ( e )是一個(gè)三端穩(wěn)壓器電路。圖中C是主濾波電容，C1、C2是消除寄生振蕩的電容,VD是為防止輸入短路燒壞集成塊而使用的保護(hù)二極管。放大電路的用途和組成放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按頻率分為低頻、 中源和高頻；接輸出信號(hào)強(qiáng)弱分成電壓放大、功率放大等。此外還有用集成運(yùn)算 放大器和特殊 晶體管作器件的放大器。它是電子電路中最復(fù)雜多變的電路。但初 學(xué)者經(jīng)常遇到的也只是少數(shù)幾種較為典型的放大電路。讀放大電路圖時(shí)也還是按照“逐級分解、抓住關(guān)鍵、細(xì)致分析、全面綜合 的原那么和步驟進(jìn)行。首先把整個(gè)放大電路按輸入、輸出逐級分開，然后逐級抓住 關(guān)鍵進(jìn)行 分析弄通原理。放大電路有它本身的特點(diǎn)

9、：一是有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種工作 狀態(tài)，所以有時(shí)往往要畫出它的直流通路和交流通路才能進(jìn)行分析；二是電路往 往加有負(fù)反應(yīng)，這種反應(yīng)有時(shí)在本級內(nèi)，有時(shí)是從后級反應(yīng)到前級，所以在分析 這一級時(shí)還要能“瞻前顧后。在弄通每一級的原理之后就可以把整個(gè)電路串通 起來進(jìn)行全面綜合。下面我們介紹幾種常見的放大電路。低頻電壓放大器低頻電壓放大器是指工作頻率在 20赫20千赫之間、輸出要求有一定 電壓值而不要求很強(qiáng)的電流的放大器。(1 )共發(fā)射極放大電路圖1( a )是共發(fā)射極放大電路。C1是輸入電容，C2是輸出電容,三極管VT就是起放大作用的器件，RB是基極偏置電阻,RC是集電極負(fù)載電 阻。1、3端是輸入，2、3端是輸

10、出。3端是公共點(diǎn)，通常是接地的，也 稱“地端。靜態(tài)時(shí)的直流通路見圖1 ( b )，動(dòng)態(tài)時(shí)交流通路見圖1 ( c ) 電路的特點(diǎn)是電壓放大倍數(shù)從十幾到一百多，輸出電壓的相位和輸入電壓是相反 的，性能不夠穩(wěn)定，可用于一般場合。(2 )分壓式偏置共發(fā)射極放大電路圖2比圖1多用3個(gè)元件?；鶚O電壓是由RB1和RB2分壓取得的, 所以稱為分壓偏置。發(fā)射極中增加電阻 RE和電容CE，CE稱交流旁路電容, 對交流是短路的；RE那么有直流負(fù)反應(yīng)作用。所謂反應(yīng)是指把輸出的變化通過某種方式送到輸入端，作為輸入的一局部。如果送回局部和原來的輸入局部是相減 的，就是負(fù)反應(yīng)。圖中基極 真正的輸入電壓是RB2上電壓和RE上

11、電壓的差值, 所以是負(fù)反應(yīng)。由于采取了上面兩個(gè)措施，使電路工作穩(wěn)定性能提高，是應(yīng)用最 廣的放大電路。(3 )射極輸出器圖3 ( a )是一個(gè)射極輸出器。它的輸出電壓是從射極輸出的。圖3(b )是它的交流通路圖，可以看到它是共集電極放大電路。這個(gè)圖中，晶體管真正的輸入是 Vi和Vo的差值，所以這是一個(gè)交流 負(fù)反應(yīng)很深的電路。由于很深的負(fù)反應(yīng)，這個(gè)電路的特點(diǎn)是：電壓放大倍數(shù)小于1 而接近1 ，輸出電壓和輸入電壓同相，輸入阻抗高輸出阻抗低，失真小，頻帶寬, 工作穩(wěn)定。它經(jīng)常被用作放大器的輸入級、輸出級或作阻抗匹配之用。(4 )低頻放大器的耦合一個(gè)放大器通常有好幾級，級與級之間的聯(lián)系就稱為耦合。放大器

12、的級間 耦合方式有三種： RC耦合，見圖4 ( a )。優(yōu)點(diǎn)是簡單、本錢低。但性能 不是最正確。 變壓器耦合，見圖4 ( b )。優(yōu)點(diǎn)是阻抗匹配好、輸出功率和 效率高，但變壓器制作比擬麻煩。 直接耦合，見圖4 ( c )。優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬，可作直流放大器使用，但前后級工作有牽制，穩(wěn)定性差，設(shè)計(jì)制作較麻煩。tlFt功率放大器能把輸入信號(hào)放大并向負(fù)載提供足夠大的功率的放大器叫功率放大器。例 如收音機(jī)的末級放大器就是功率放大器。(1 )甲類單管功率放大器圖5是單管功率放大器，C1是輸入電容，T是輸出變壓器。它的集電 極負(fù)載電阻Ri'是將負(fù)載電阻R L通過變壓器匝數(shù)比折算過來的：RC = ( N1

13、 N2 ) 2 RL=N 2 RL負(fù)載電阻是低阻抗的揚(yáng)聲器，用變壓器可以起阻抗變換作用，使負(fù)載得到 較大的功率。這個(gè)電路不管有沒有輸入信號(hào)，晶體管始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，靜態(tài)電流比擬 大，困此集電極損耗較大，效率不高，大約只有35 %。這種工作狀態(tài)被稱為甲類工作狀態(tài)。這種電路一般用在功率不太大的場合，它的輸入方式可以是變壓器 耦合也可以是RC耦合。(2 )乙類推挽功率放大器圖6是常用的乙類推挽功率放大電路。它由兩個(gè)特性相同的晶體管組成 對稱電路，在沒有輸入信號(hào)時(shí)，每個(gè)管子都處于截止?fàn)顟B(tài)，靜態(tài)電流幾乎是零， 只有在有信號(hào)輸入 時(shí)管子才導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為乙類工作狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)是正 弦波時(shí)，正半周時(shí)VT

14、1導(dǎo)通VT2截止，負(fù)半周時(shí)VT2導(dǎo)通VT1截止。兩個(gè)管 子交替出現(xiàn)的電流在輸出變壓器中合成，使負(fù)載上得到純粹的正弦波。這種兩管 交替工作的形式叫做推挽電路。乙類推挽放大器的輸出功率較大，失真也小，效率也較高，一般可達(dá)60 %(3 ) OTL功率放大器目前廣泛應(yīng)用的無變壓器乙類推挽放大器，簡稱 OTL電路，是一種性能 很好的功率放大器。為了易于說明，先介紹一個(gè)有輸入變壓器沒有輸出變壓器的OTL電路，如圖7。EC這個(gè)電路使用兩個(gè)特性相同的晶體管，兩組偏置電阻和發(fā)射極電阻的阻值 也相同。在靜態(tài)時(shí)，VT1、VT2流過的電流很小，電容 C上充有對地為1 2 E c的直流電壓。在有輸入信號(hào)時(shí)，正半周時(shí)VT

15、1導(dǎo)通，VT2截止，集電極電流i cl方向如下圖，負(fù)載RL上得到放大了的正半周輸出信號(hào)。負(fù)半周時(shí) VT1截 止，VT2導(dǎo)通，集電極電流i c2 的方向如下圖，RL上得到放大了的負(fù)半周 輸出信號(hào)。這個(gè)電路的關(guān)鍵元件是 電容器C，它上面的電壓就相當(dāng)于 VT2的供 電電壓。以這個(gè)電路為根底，還有用三極管倒相的不用輸入變壓器的真正 OTL電 路，用PNP管和NPN管組成的互補(bǔ)對稱式OTL電路，以及最新的橋接推挽功率 放大器，簡稱BTL電路等等。直流放大器能夠放大直流信號(hào)或變化很緩慢的信號(hào)的電路稱為直流放大電路或直流 放大器。測量和控制方面常用到這種放大器。1 雙管直耦放大器直流放大器不能用RC耦合或變

16、壓器耦合，只能用直接耦合方式。圖8是 一個(gè)兩級直耦放大器。直耦方式會(huì)帶來前后級工作點(diǎn)的相互牽制，電路中在VT2的發(fā)射極加電阻R E以提高后級發(fā)射極電位來解決前后級的牽制。直流放大器的 另一個(gè)更重要的問題是零點(diǎn)漂移。所謂零點(diǎn)漂移是指放大器在沒有輸入信號(hào)時(shí)， 由于工作點(diǎn)不穩(wěn)定引起靜 態(tài)電位緩慢地變化，這種變化被逐級放大，使輸出端產(chǎn) 生虛假信號(hào)。放大器級數(shù)越多，零點(diǎn)漂移越嚴(yán)重。所以這種雙管直耦放大器只能 用于要求不高的場合。«Ji F f11nL>1*b«一rx葉巧1 V.11 1'1:Fh2 差分放大器解決零點(diǎn)漂移的方法是采用差分放大器，圖 9是應(yīng)用較廣的射極耦合

17、差 分放大器。它使用雙電源，其中 VT1和VT2的特性相同，兩組電阻數(shù)值也相同， RE有負(fù)反應(yīng)作用。實(shí)際上這是一個(gè)橋形電路，兩個(gè)R C和兩個(gè)管子是四個(gè)橋臂,輸出電壓V 0從電橋的對角線上取出。沒有輸入信號(hào)時(shí)，因?yàn)镽C仁RC2和兩管零點(diǎn)漂移也很小。集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器是一種把多級直流放大器做在一個(gè)集成片上，只要在外部 接少量元件就能完成各種功能的器件。因?yàn)樗缙谑怯迷谀M計(jì)算機(jī)中做加法器、 乘法器用 的，所以叫做運(yùn)算放大器。它有十多個(gè)引腳，一般都用有3個(gè)端子的三角形符號(hào)表示，如圖10。它有兩個(gè)輸入端、1個(gè)輸出端，上面那個(gè)輸入端叫 做反相輸入端，用“一作標(biāo)記；下面的叫同相輸入端，用“ +

18、作標(biāo)記。集成運(yùn)算放大器可以完成加、減、乘、除、微分、積分等多種模擬運(yùn)算，也 可以接成交流或直流放大器應(yīng)用。在作放大器應(yīng)用時(shí)有：1 帶調(diào)零的同相輸出放大電路R2 100kRF lk圖11是帶調(diào)零端的同相輸出運(yùn)放電路。引腳 1、11、12是調(diào)零端, 調(diào)整RP可使輸出端8 在靜態(tài)時(shí)輸出電壓為零。9、6兩腳分別接正、負(fù) 電源。輸入信號(hào)接到同相輸入端5 ，因此輸出信號(hào)和輸入信號(hào)同相。放大器 負(fù)反應(yīng)經(jīng)反應(yīng)電阻R2接到反相輸入端4 。同相輸入接法的電壓放大倍數(shù)總 是大于1的。(2 )反相輸出運(yùn)放電路也可以使輸入信號(hào)從反相輸入端接入，如圖12 o如對電路要求不高，可以不用調(diào)零，這時(shí)可以把3個(gè)調(diào)零端短路。輸入信

19、號(hào)從耦合電容C1經(jīng)R1接入反相輸入端，而同相輸入端通過電阻 R3接地。反相輸入接法的電壓放大倍數(shù)可以大于1、等于1或小于1 o(3 )同相輸出高輸入阻抗運(yùn)放電路圖13中沒有接入R1，相當(dāng)于R1阻值無窮大，這時(shí)電路的電壓放大倍 數(shù)等于1 ，輸入阻抗可達(dá)幾百千歐。®R2 100k放大電路讀圖要點(diǎn)和舉例放大電路是電子電路中變化較多和較復(fù)雜的電路。在拿到一張放大電路圖 時(shí)，首先要把它逐級分解開，然后一級一級分析弄懂它的原理，最后再全面綜合。 讀圖時(shí)要注意：在逐級分析時(shí)要區(qū)分開主要元器件和輔助元器件。放大器中 使用的輔助元器件很多，如偏置電路中的溫度補(bǔ)償元件，穩(wěn)壓穩(wěn)流元器件，防止 自激振蕩的防

20、振元件、去 耦元件，保護(hù)電路中的保護(hù)元件等。 在分析中最主要和困難的是反應(yīng)的分析，要能找出反應(yīng)通路，判斷反應(yīng)的極性和類型，特別是 多級放大器，往往以后級將負(fù)反應(yīng)加到前級，因此更要細(xì)致分析。一般低頻放大器常用RC耦合方式；高頻放大器那么常常是和 LC調(diào)諧電路有關(guān)的，或是用 單調(diào)諧或是用雙調(diào)諧電路，而且電路里使用的 電容器容量一般也比擬小。 注 意晶體管和電源的極性，放大器中常常使用雙電源，這是放大電路的特殊性。振蕩電路的用途和振蕩條件不需要外加信號(hào)就能自動(dòng)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(hào)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?；蛘哒f， 能夠產(chǎn)生交流信號(hào)的電路就叫

21、做振蕩電路。一個(gè)振蕩器必須包括三局部：放大器、正反應(yīng)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(hào)予以放大使輸出信號(hào)保持恒定的數(shù)值。正反應(yīng)電 路保證向振 蕩器輸入端提供的反應(yīng)信號(hào)是相位相同的，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(gè)特定頻率 f0 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(gè)條件決定的；一個(gè) 是反應(yīng)電壓u f和輸入電壓U i要相等，這是振幅平衡條件。二是 uf和ui 必須相位相同，這是相位平衡條件，也就是說必須保證是正反應(yīng)。一般情況下， 振幅平衡條件往往容易做到，所以在判斷一個(gè)振蕩電路能否振蕩，主要是看它的 相位平衡條

22、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RG振蕩器。LC振蕩器LC振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)是LC諧振電路。它們的振蕩頻率都比擬高，常 見電路有3種。(1 )變壓器反應(yīng)LC振蕩電路圖1( a )是變壓器反應(yīng)LC振蕩電路。晶體管VT是共發(fā)射極放大器。變壓器T

23、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 提供正反應(yīng)信號(hào)。接通電源時(shí)，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f0 相同的電流才能在回路兩端產(chǎn)生較高的電壓，這個(gè)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1( b )看到,只要接法沒有錯(cuò)誤，這個(gè)反應(yīng)信號(hào)電壓是和輸入信號(hào)電壓相位相同的，也就是說， 它是正反應(yīng)。因此電路的振蕩迅速加強(qiáng)并最后穩(wěn)定下來。變壓器反應(yīng)LC振蕩電路的特點(diǎn)是：頻率范圍寬、容易起振，但頻率穩(wěn)定 度不咼。它的振蕩頻率是：f 0 =1 / 2 n LC。常用于產(chǎn)生幾十千赫到幾十兆 赫的正弦波信號(hào)。(2 )電感三點(diǎn)式振蕩電路圖2

24、 ( a )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上取出反應(yīng)電壓加到晶體管 VT的基 極。從圖2( b )看到，晶體管的輸入電壓和反應(yīng)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(gè)極是分別接在電感的3個(gè)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 =1/2 n LC，其中L=L1 + L2 +2M。常用于產(chǎn)生幾十兆赫以下的正弦波信號(hào)。(3 )電容三點(diǎn)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3

25、 ( a )。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上取出反應(yīng)電 壓加到晶體管VT的基極。從圖3( b )看到，晶體管的輸入電壓和反應(yīng)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(gè)極分別接在電容C1、C2的3個(gè)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，因此適合于作固定頻率的振蕩器。它 的振蕩頻率是：f 0 =1/2 n LC，其中C= C 1 C 2 C 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 振蕩器增益較高，容

26、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擬高，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，它們的振蕩頻率比擬低。常用的電 路有兩種。(1 ) RC相移振蕩電路C C圖4( a )是RC相移振蕩電路。電路中的3節(jié)RC網(wǎng)絡(luò)同時(shí)起到選頻和正反應(yīng)的作用。從圖4( b )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° o 當(dāng)輸出電壓經(jīng)過RC網(wǎng)絡(luò)后，變成反應(yīng)電壓U f又送到輸入端時(shí)，由于RC網(wǎng)絡(luò) 只對某個(gè)特定頻率f 0的電壓產(chǎn)生180°的相移，所以只有頻率為f

27、0 的信號(hào) 電壓才是正反應(yīng)而使電路起振。可見 RC網(wǎng)絡(luò)既是選頻網(wǎng)絡(luò)，又是正反應(yīng)電路的 一局部。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)相同時(shí)：f 0 = 1 2 n 6RC。頻率一般為幾十千赫。(2 ) RC橋式振蕩電路圖5( a )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(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)又是正反應(yīng)電路的一局部。這個(gè)選 頻網(wǎng)絡(luò)對某個(gè)特定頻率為f 0 的信號(hào)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

28、器有 2級，從V2輸出端取出的反應(yīng)電壓 U f是和放大器輸入電壓同相的(2級相移360° =0°)。因此反應(yīng)電壓經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)送回到VT1的輸入端時(shí)，只有某個(gè)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(shí)起到了選頻和正反應(yīng)的作用。實(shí)際上為了提高振蕩器的工作質(zhì)量，電路中還加有由 R t和R E1組成 的串聯(lián)電壓負(fù)反應(yīng)電路。其中 Rt是一個(gè)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 5 ( b )的等效電路看到, 這個(gè)振蕩電路是一個(gè)橋形電路。 R1C1、R2C2、R t和R E1分別是電橋的4 個(gè)臂，放大器的輸入

29、和輸出分別接在電橋的兩個(gè)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) R仁R2=R、3= C2=C時(shí)f 0 = 1 2n RC。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(hào)加到高頻信號(hào)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(hào)叫做調(diào)制信號(hào)，高頻信號(hào) 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(hào)的幅度隨著調(diào)制信號(hào)的幅度變化，載波的頻率和相應(yīng)不

30、 變。能夠完成調(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(gè)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(gè)回路里進(jìn)行可以把三極管調(diào)幅電路分成集電 極調(diào)幅、基極調(diào)幅和發(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(hào)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。 如果把三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)選在特性曲線的彎曲局部，三極管就是一個(gè)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

31、2個(gè)信號(hào)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(hào)。它的工作過程正好 和調(diào)幅相反。檢波過程也是一個(gè)頻率變換過程，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(hào)，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局部。下面舉二極管檢波器 為例說明它的工作。圖7是一個(gè)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(hào)較大時(shí)，二極管 VD是斷續(xù)工作的。正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通， 對C充電；負(fù)半周和輸入電壓較

32、小時(shí)，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濾除了高頻局部，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(hào)。調(diào)頻和鑒頻電路調(diào)頻是使載波頻率隨調(diào)制信號(hào)的幅度變化，而振幅那么保持不變。鑒頻那么是 從調(diào)頻波中解調(diào)出原來的低頻信號(hào)，它的過程和調(diào)頻正好相反。1 調(diào)頻電路能夠完成調(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(hào)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(gè)可變電抗元件并聯(lián)在諧振回路上。用低頻調(diào)制信號(hào)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 鑒頻電路能夠完成鑒頻功能的

33、電路叫鑒頻器或鑒頻電路，有時(shí)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(hào)。常用的鑒頻 器有相位鑒頻器、比例鑒頻器等脈沖電路的用途和特點(diǎn)在電子電路中，電源、放大、振蕩和調(diào)制電路被稱為模擬電子電路，因?yàn)?它們加工和處理的是連續(xù)變化的模擬信號(hào)。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(hào)。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(hào)。脈沖電路是專門用 來產(chǎn)生電脈沖和 對電脈沖進(jìn)行放大、變換和整形的電路。家用電器中的定時(shí)器、 報(bào)警器、

34、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(gè)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。如果一個(gè)脈沖的寬度t k =1/ 2T ,它就是一個(gè)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(shí)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(shí)都采用專用的開關(guān)管

35、，如2AK、2CK、DK、3AK型管，只有在工作頻率較低時(shí)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是接到正電源上以取得基極偏壓； 而這個(gè)電路中，為了保證電路可靠地截止，R b2是接到一個(gè)負(fù)電源上的，而且 Rbl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(gè)特例，脈沖電路中的晶體管

36、脈沖電路的另一個(gè)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途，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(shí)鐘脈沖，有做計(jì)數(shù)用的計(jì)數(shù)脈沖，有起觸發(fā)啟動(dòng)作用的觸發(fā)脈沖等等。 不管是什么 脈沖，都是由脈沖信號(hào)發(fā)生器產(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(hào)發(fā)生器也叫 自激多諧振蕩器 或簡稱多諧振蕩器。如果用門來作比喻，多諧振蕩器輸出端時(shí)開 時(shí)閉的狀態(tài)可以把多諧振蕩器比作賓館的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門，它不需要人去推動(dòng)，總是 不停地開門和關(guān)門。1 集基耦合多諧振蕩器圖2

37、是一個(gè)典型的分立元件集基耦合多諧振蕩器。它由兩個(gè)晶體管反相 器經(jīng)RC電路交叉耦合接成正反應(yīng)電路組成。兩個(gè)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(gè)狀態(tài)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)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 bl =R b2 =R ，C bl =C b2 =C 時(shí)，輸 出是幅度接近E的方波，脈沖周期T=1.4RC。如果兩邊不對稱，那么輸出是矩形 脈沖(3 ) RC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(gè)門、首尾相連組成閉環(huán)形， 環(huán)路中有RC延時(shí)電路。圖中RS是保護(hù)電阻，R和C是延時(shí)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。如果把R

38、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(shí)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(huì)造成失真，因此常常 要對波形不好的脈沖進(jìn)行修整，使它整舊如新，具有這種功能的電路就叫整形電 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(shí)間常數(shù) t =RC<<t k時(shí)，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

39、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。-TLTL(2 )積分電路把圖5中的R和C互換，并使t =RC>>t k，電路就成為積分電路, 見圖6。當(dāng)輸入矩形脈沖時(shí)，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。如果把二極管反接，就成為削掉 負(fù)脈沖的下限幅電路。VD W- n住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

40、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(gè)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(hào)在傳輸過程中會(huì)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(gè)固定電平上。圖8中反相器輸出端上就有一個(gè)箝位二極管 VD。如果沒有這個(gè)二極管, 輸出脈沖高電平應(yīng)該是12伏，現(xiàn)在增加了箝位二極管，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。有記憶功能的雙穩(wěn)電路多諧振蕩器的輸出總是時(shí)高時(shí)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(gè)

41、輸出端，它們總 是處于相反 的狀態(tài)：一個(gè)是高電平，另一個(gè)必定是低電平。它的特點(diǎn)是如果沒有 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。它由一對用電阻交叉耦合 的反相器組成。它的兩個(gè)管子總是一管截止一管飽和，例如當(dāng)VT1管飽和時(shí)VT2管就截止，這時(shí)A點(diǎn)是低電平B點(diǎn)是咼電平。如果沒有外來的觸發(fā)信號(hào)，它就 保持這種狀態(tài)不變。如把高電平表示數(shù)字信號(hào)“ 1 ，低電平表示“ 0 ，那 么這時(shí)就可以認(rèn)為雙穩(wěn)電路已經(jīng)把數(shù)字信號(hào)“ 1 存放在B端了。電路的基極分別加有微分電路。如果在 VT1基極加上一個(gè)負(fù)脈沖稱為 觸發(fā)脈

42、沖，就會(huì)使VT1基極電位下降，由于正反應(yīng)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)脈沖極性選擇比擬復(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(gè)管子飽 和管還是截止管上、哪個(gè)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?能容易地得到尖脈沖，觸發(fā)效果較好，所以都用交流觸發(fā)方式。觸 發(fā)脈沖所加的位置多數(shù)是加在飽和管的基極上。所以使用NPN管的

43、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RS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(shí)功能的單穩(wěn)電路無穩(wěn)電路有2個(gè)暫穩(wěn)態(tài)而沒有穩(wěn)態(tài)，雙穩(wěn)電路那么有 2個(gè)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(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。如 果也用門來作比喻，單穩(wěn)電路可以看成是一扇彈簧門，平時(shí)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(shí)門就翻開，但由于彈力作用，門很快又自動(dòng)關(guān) 上，恢復(fù)到原來的狀

44、態(tài)。所以“開是它的暫穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)電路常被用作定時(shí)、延 時(shí)控制以及整形等。1 集基耦合單穩(wěn)電路圖10是一個(gè)典型的集基耦合單穩(wěn)電路。它也是由兩級反相器交叉耦合而 成的正反應(yīng)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(gè)微分觸發(fā) 電路，所以可以想象出它是半個(gè)無穩(wěn)電路和半個(gè)雙穩(wěn)電路湊合 成的，它應(yīng)該有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。平時(shí)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(gè)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(shí)間，很快它又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。電路暫穩(wěn) 態(tài)的時(shí)間是 由延時(shí)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

45、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(gè) 與非門交叉連接，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(gè)輸入端U I 。它的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間即定時(shí)時(shí)間 為：t t = 0.7 1.3 RC。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(shí)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。 從電路結(jié)構(gòu)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)成正反應(yīng)電路， 這是它們的相同點(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

46、是用電容耦合，雙穩(wěn)是用電阻直 接耦合有時(shí)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(shí)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)字邏輯電路的用途和特點(diǎn)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?路中傳遞的雖然也是脈沖，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

47、，它們被稱為數(shù)字信號(hào)。能處理數(shù)字信號(hào)的電路就稱為數(shù)字電路。這種電路同時(shí)又被叫做邏輯電路，那是因?yàn)殡娐分械摹? 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)行二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算外還能完成邏輯運(yùn)算和具有邏輯推理能力，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)算和邏輯推理能力等優(yōu) 點(diǎn)，因此被廣泛用于計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信、測量等領(lǐng)域。一般家電產(chǎn)品中， 如定時(shí)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(gè)特點(diǎn)是為了突

48、出“邏輯兩個(gè)字，使用的是獨(dú)特的 圖形符號(hào)。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 元件組成的，但在邏輯電路中我們只用幾個(gè)簡化了的圖形符號(hào)去表 示它們，而不畫出它們的具體電路，也不管它們使用多高電壓，是TTL電路還是CMOS!路等等。按邏輯功能要求把這些圖形符號(hào)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 們是不大理會(huì)的。所以數(shù)字邏輯電路的第二個(gè)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

49、慮它的電氣參數(shù) 性能等問題。也因?yàn)檫@個(gè)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(略)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。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，但只要它們有相同的邏輯功能，就用相同的邏輯符號(hào)。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

50、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(gè)輸入端D和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端CP，為了區(qū)別在CP 端加有箭頭。它有兩個(gè)輸出端，一個(gè)是Q 一個(gè)是Q，加有小圈的輸出端是Q端。 另外它還有兩個(gè)預(yù)置端 R D和S D，平時(shí)正常工作時(shí)要R D和S D端都加高 電平1 ，如果使R D =0 ( S D仍為1 )，那么觸發(fā)器被置成Q=0 ;如果使S D =0 ( R 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(hào)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

51、重控制的，CP加高電平1時(shí)，它的輸出和 D的狀態(tài)相同。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，如果 CP=O，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(hào)后變成的狀態(tài)，Qn是原來的狀態(tài)?！?X 表示是0或1的任意狀態(tài)。有的D觸發(fā)器有幾個(gè)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(shí)，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(gè)輸入端：J端 和K端，一個(gè)CP端，兩個(gè)預(yù)置端：R D端和S D端

52、，以及兩個(gè)輸出端：Q和 Q端。它的邏輯符號(hào)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(gè)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(shí)(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、K=0 ， Q n+1 =1 ; J=1、K=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一下： Q n + 1 =Qn。如果不加時(shí)鐘脈沖，即 CP=0時(shí)，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。

53、有的J K觸發(fā)器同時(shí)有好幾個(gè)J端 和K端，J 1、J 2和K1、 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(shí)它的邏輯符號(hào)圖的 CP端就不帶小 圓圈。也有的時(shí)候?yàn)榱耸箞D更簡潔，常常把 RD和S D端省略不畫編碼器和譯碼器能夠把數(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)還 原成數(shù)字、字母的電路就稱為譯碼器。(1 )編碼器圖4( a )是一個(gè)能把十進(jìn)制數(shù)變成二進(jìn)制碼的編碼器。一個(gè)十進(jìn)制數(shù)被表示成二進(jìn)制碼必須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(gè)輸入端，用按鍵控制，平時(shí)按鍵懸空相當(dāng)于接高電平1。它有4個(gè)輸出端ABCD，輸出8421碼。如果按下“ 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(gè)輸出成0001。如按下“ 7鍵，那么B門、C門、D門輸出為1 ，整個(gè)輸出成0111 。 如果把這些電路都做在一個(gè)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(hào)見圖4( b )。左側(cè)有10個(gè)輸入