模擬數(shù)字電力電子技術(shù)第4章_基礎(chǔ)知識(shí)

1、模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德第第 四四 章章主講教師：王澤華主講教師：王澤華青島科技大學(xué)基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)數(shù)字電子篇數(shù)字電子篇模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德1. 1 幾種常用的數(shù)制 數(shù)制：每一位的構(gòu)成從低位向高位的進(jìn)位規(guī)則常用到的：十進(jìn)制，二進(jìn)制，八進(jìn)制，十六進(jìn)制第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德十進(jìn)制，二進(jìn)制，八進(jìn)制，十六進(jìn)制逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制00000

2、000001000101102001002203001103304010004405010105506011006607011107708100010809100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F不同進(jìn)制數(shù)的對(duì)照表不同進(jìn)制數(shù)的對(duì)照表第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德1.2不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換一、二十轉(zhuǎn)換例：102101232)25.11212021212021(1011.01)（) 1 , 0(2KKDii第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘

3、毅,篤學(xué),明德二、十二轉(zhuǎn)換整數(shù)部分:例：1231212110121100112211102222222222222kkkkkkkkkkkkkkkkSnnnnnnnnnnnnnnnnnn)()()(同理01102215201021212143208621173276543210kkkkkkkk余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)21010101101173)()(故第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德小數(shù)部分:例：)()()()()(2132123121231211022111022222222222222mmmmmmmmkkkkkkkkkkSkkkS同理

4、左右同乘以2101101081250).().(故432110001250000050000225000125001262500162501281250kkkk整數(shù)部分整數(shù)部分整數(shù)部分整數(shù)部分.第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德三、二十六轉(zhuǎn)換例：將(0101,1110,1011,0010)2化為十六進(jìn)制 6EB2四、十六二轉(zhuǎn)換1668)(CAF201101100101011111000)(第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德1.3二進(jìn)制運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算：1：和十進(jìn)制算數(shù)運(yùn)算的規(guī)則相同 2：逢二進(jìn)一 特 點(diǎn)：加

5、、減、乘、除 全部可以用移位和相 加這兩種操作實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu) 所以數(shù)字電路中普遍采用二進(jìn)制算數(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的正、負(fù)號(hào)也是用0/1表示的。在定點(diǎn)運(yùn)算中，最高位為符號(hào)位（0為正，1為負(fù)）如 +89 = （0 1011001） -89 = （1 1011001）第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼： 最高位為符號(hào)位（0為正，1為負(fù)） 正數(shù)的補(bǔ)碼和它的原碼相同 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼 = 數(shù)值位逐位求反(反碼) + 1如 +5 = （0 0101） -5 = （1 1011）通過(guò)補(bǔ)碼，將減一個(gè)數(shù)用加上該數(shù)的補(bǔ)碼來(lái)實(shí)現(xiàn)第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算

6、模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德兩個(gè)補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)的符號(hào)位討論例：用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出1310 0100111011011001112310131110110101001001113101300011010110101101031013101110010100011010231013結(jié)論：結(jié)論：將兩個(gè)加數(shù)的符號(hào)位和來(lái)自最高位數(shù)字位的進(jìn)位相加，結(jié)果就是和的符號(hào) 解：第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)制及運(yùn)算數(shù)制及運(yùn)算模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德第二節(jié)第二節(jié) 編碼的概念及常用的二進(jìn)制代碼編碼的概念及常用的二進(jìn)制代碼編碼順序二進(jìn)制格雷碼編碼順序二進(jìn)制碼格雷碼000000000

7、810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000一、循環(huán)碼（格雷碼）特點(diǎn)：1.每一位的狀態(tài)變化都按一定的順序循環(huán)。 2.編碼順序依次變化，按表中順序變化時(shí)，相鄰代碼只有一位改變狀態(tài)。應(yīng)用：減少過(guò)渡噪聲 模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德二、二十進(jìn)制代碼 幾種常用的二十進(jìn)制代碼十進(jìn)制數(shù)8421碼余3碼2421碼5211碼余3循環(huán)碼000000011000

8、000000010100010100000100010110200100101001001000111300110110001101010101401000111010001110100501011000101110001100601101001110010011101701111010110111001111810001011111011011110910011100111111111010第二節(jié)第二節(jié) 編碼的概念及常用的二進(jìn)制代碼編碼的概念及常用的二進(jìn)制代碼模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德三、美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASC）應(yīng)用：計(jì)算機(jī)和通訊領(lǐng)域 第二節(jié)第二節(jié) 編碼的概念及常用

9、的二進(jìn)制代碼編碼的概念及常用的二進(jìn)制代碼模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 與與（AND） 或或（OR） 非非（NOT）以A=1表示開(kāi)關(guān)A合上，A=0表示開(kāi)關(guān)A斷開(kāi)；以Y=1表示燈亮，Y=0表示燈不亮；三種電路的因果關(guān)系不同：第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德一、與運(yùn)算 條件同時(shí)具備，結(jié)果發(fā)生 Y=A AND B = A&B=AB=ABA BY0 000 101 001 113.1邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,

10、篤學(xué),明德 條件之一具備，結(jié)果發(fā)生 Y= A OR B = A+BA BY0 000 111 011 11二、或運(yùn)算第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 條件不具備，結(jié)果發(fā)生 ANOTYAA Y0 110一、非運(yùn)算第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德幾種常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算與非 或非 與或非第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 異或 Y= A BA BY0 000 111 011 1

11、0運(yùn)算規(guī)則：相同為運(yùn)算規(guī)則：相同為0；不；不同為同為1第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 同或 Y= A BA BY0 010 101 001 11運(yùn)算規(guī)則：相同為運(yùn)算規(guī)則：相同為1；不；不同為同為0第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德一、基本公式 根據(jù)與、或、非的定義，得表中的布爾恒等式序號(hào)序號(hào)公公 式式序號(hào)序號(hào)公公 式式10 1 = 0; 0= 110 0 A = 0 0111 + A= 121 A = A120 + A = A3A A = A1

12、3A + A = A4A A= 014A + A = 15A B = B A15A +B = B + A6A (B C) = (A B) C16A + (B +C) = (A + B) + C7A (B +C) = A B + A C17A + B C = (A +B)(A +C)8(A B) = A + B18(A+ B) = AB9(A ) = A第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理3.2 邏輯代數(shù)中的公式模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德公式（17）的證明（公式推演法）：左右BCABCCBABCACABACABA)()(1第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本

13、公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德公式（17）的證明（真值表法）：ABCBCA+BCA+BA+C（A+B）(A+C)0000000000100010010001000111111110001111101011111100111111111111第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德二、若干常用公式序 號(hào)公 式21A + A B = A22A +A B = A + B23A B + A B = A24A ( A + B) = A25A B + A C + B C = A B + A

14、 CA B A C + B CD = A B + A C26A (AB) = A B ; A (AB) = A 第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德3.3 邏輯代數(shù)中的定理一、代入定理 -在任何一個(gè)包含A的邏輯等式中，若以另外一個(gè)邏輯式代入式中A的位置，則等式依然成立。第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 應(yīng)用舉例： 式（17） A+BC = (A+B)(A+C) A+B(CD) = (A+B)(A+CD)= (A+B)(A+C)(A+D)第三節(jié)第三節(jié)

15、 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 應(yīng)用舉例： 式 （8）CBABCACBABCBBABA)()()(代入以第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德二、反演定理 -對(duì)任一邏輯式原變量反變量反變量原變量，0110YY變換順序變換順序 先括號(hào)，先括號(hào)，然后乘，最后加然后乘，最后加不屬于單個(gè)變量的不屬于單個(gè)變量的上的反號(hào)保留不變上的反號(hào)保留不變第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 應(yīng)用舉例：DCBDA

16、CBCADCCBAYCDCBAY)()(第三節(jié)第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本公式和定理邏輯代數(shù)的基本公式和定理模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法 邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)形式（ 最簡(jiǎn)與或表達(dá)式） -包含的乘積項(xiàng)已經(jīng)最少，每個(gè)乘積項(xiàng)的因子也最少，稱為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式。CBACYACDCBABCY21l 最簡(jiǎn)與或表達(dá)式可以很容易化為下列表達(dá)式最簡(jiǎn)與或表達(dá)式可以很容易化為下列表達(dá)式最簡(jiǎn)與非與非表達(dá)式；最簡(jiǎn)或非或非表達(dá)式；最簡(jiǎn)或與非表達(dá)式；最簡(jiǎn)與或非表達(dá)式模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德一、公式化簡(jiǎn)法 反復(fù)應(yīng)用基本公式和常用公式，消去多余的乘積項(xiàng)和多

17、余的因子。 例： DBCBADCDBCBADEBAADCDBCBACDEBACBADCDBCBACCBADEBADBCACBADCDBCBACY )()()(第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德最小項(xiàng) m： m是乘積項(xiàng) 包含n個(gè)因子 n個(gè)變量均以原變量和反變量的形式在m中出現(xiàn)一次二、圖形化簡(jiǎn)法 第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法（一）最小項(xiàng)模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德最小項(xiàng)舉例： 兩變量A, B的最小項(xiàng) 三變量A,B,C的最小項(xiàng)）4個(gè)（ 22ABBABABA,）8個(gè)（ 32ABCCABCBACBABCACBA

18、CBACBA,第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德最小項(xiàng)的編號(hào)：最小項(xiàng)取值對(duì)應(yīng)編號(hào)A B C 十進(jìn)制數(shù)0 0 0 0m00 0 1 1m10 1 0 2m20 1 1 3m31 0 0 4m41 0 1 5m51 1 0 6m61 1 1 7m7ABCCABCBACBABCACBACBACBA第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德最小項(xiàng)的性質(zhì) 在輸入變量任一取值下，有且僅有一個(gè)最小項(xiàng)的值為1。 全體最小項(xiàng)之和為1 。 任何兩個(gè)最小項(xiàng)之積為0 。 兩個(gè)相鄰的最小項(xiàng)之和可以合并，消去一對(duì)因

19、子，只留下公共因子。 -相鄰：僅一個(gè)變量不同的最小項(xiàng) 如 BACCBABCACBABCACBA)(與第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式： 例：),()(),(763mBCAABCCABAABCCABBCCABCBAY利用公式利用公式可將任何一個(gè)函數(shù)化為可將任何一個(gè)函數(shù)化為1AA im第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 例：DCBADCBACDBACDBADBCADABCDCBADCBAACDBAADCBCDBDDCBDBCAADCBACBDBCDCBADC

20、BAY)()( . . . .)()( ),(第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 （二）邏輯函數(shù)的卡諾圖表示法（6個(gè)變量以內(nèi)） 實(shí)質(zhì)：將邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和的以圖形的方式表示出來(lái) 以2n個(gè)小方塊分別代表 n 變量的所有最小項(xiàng)，并將它們排列成矩陣，而且使幾何位置相鄰的兩個(gè)最小項(xiàng)在邏輯上也是相鄰的（只有一個(gè)變量不同），就得到表示n變量全部最小項(xiàng)的卡諾圖。用循環(huán)碼表示 第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 二變量卡諾圖 三變量的卡諾圖 4變量的卡諾圖第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)

21、的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 五變量的卡諾圖第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德用卡諾圖表示邏輯函數(shù)1.將函數(shù)表示為最小項(xiàng)之和的形式 。2.在卡諾圖上與這些最小項(xiàng)對(duì)應(yīng)的位置上添入1，其余地方添0。 im第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德例：10) 00 10, 10 ,11 00 ,11 10 ,10 01 ,10 11 ,01 10( ),(mDCBADCBACDBACDBADBCADABCDCBACBDBCDCBADCBAY第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)

22、法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法 00 01 11 10 00 0 0 1 1 01 0 0 0 1 11 0 0 0 1 10 0 1 1 1ABCD模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德用卡諾圖化簡(jiǎn)函數(shù)用卡諾圖化簡(jiǎn)函數(shù) 依據(jù)：具有相鄰性的最小項(xiàng)可合并，消去不同因子。 在卡諾圖中，最小項(xiàng)的相鄰性可以從圖形中直觀地反映出來(lái)。（相鄰和相對(duì)）第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法 合并最小項(xiàng)的原則： 兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去一對(duì)因子 四個(gè)排成矩形的相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去兩對(duì)因子 八個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去三對(duì)因子模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合

23、并為一項(xiàng)，消去一對(duì)因子第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 化簡(jiǎn)步驟： -用卡諾圖表示邏輯函數(shù) -找出可合并的最小項(xiàng) -化簡(jiǎn)后的乘積項(xiàng)相加（項(xiàng)數(shù)最少，每項(xiàng)因子最少） 第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法 -化簡(jiǎn)后的乘積項(xiàng)應(yīng)包含函數(shù)式的所有最小項(xiàng)，即覆蓋圖中所有的1。-乘積項(xiàng)的數(shù)目最少，即圈成的矩形最少。-每個(gè)乘積項(xiàng)因子最少，即圈成的矩形最大。l 卡諾圖化簡(jiǎn)遵循以下原則模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德例：CBACBABCACBACABBCACABCBACBACBABCACBACABCBCBCACACBAY),( 00

24、 01 1 1 1 00011111101CBCABAABC第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德例：CABCBABCACBACBACBACBCBCACACBAY),( 00 01 1 1 1 00011111101ABCCBBACA第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德例：CBCBCACACBAY),(CBCABACBBACA化 簡(jiǎn) 結(jié) 果 不 唯 一第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德例：DCACBADCDCAABDABCY 0

25、001111000 100101 100111 111110 1 111ABCDDA第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 約束項(xiàng) 任意項(xiàng) 邏輯函數(shù)中的無(wú)關(guān)項(xiàng)：約束項(xiàng)和任意項(xiàng)可以寫(xiě)入函數(shù)式，也可不包含在函數(shù)式中，因此通稱為無(wú)關(guān)項(xiàng)。（三）具有無(wú)關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)及其化簡(jiǎn)1 約束項(xiàng)、任意項(xiàng)和邏輯函數(shù)式中的無(wú)關(guān)項(xiàng)第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德2 無(wú)關(guān)項(xiàng)在化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)中的應(yīng)用 合理地利用無(wú)關(guān)項(xiàng)，可得更簡(jiǎn)單的化簡(jiǎn)結(jié)果。 加入（或去掉）無(wú)關(guān)項(xiàng)，應(yīng)使化簡(jiǎn)后的項(xiàng)數(shù)最少，每項(xiàng)因子最少 從卡諾圖上直觀地

26、看，加入無(wú)關(guān)項(xiàng)的目的是為矩形圈最大，矩形組合數(shù)最少。第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德000111100001x0010 x1011x0 xx101x0 xABCD=0DCB+ADD+ABCD+ABCCB+ADCD+ABCBACD+BADCBABCDADCBAY 給給定定約約束束條條件件為為：例：第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德0001111000 01x001 0 x1011 x0 xx10 1x0 xABCDDADA =0DCB+ADD+ABCD+ABCCB+ADCD+AB

27、CBACD+BADCBABCDADCBAY 給給定定約約束束條條件件為為：例：第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德例：086421514131211105 mmmmmmm:),(m)D,C,B,A(Y約束條項(xiàng)約束條項(xiàng)0001111000 000101 1x0111 xxxx10 10 xxABCD第四節(jié)第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德一、邏輯函數(shù)Y=F(A,B,C,) -若以邏輯變量為輸入，運(yùn)算結(jié)果為輸出，則輸入變量值確定以后，輸出的取值也隨之而定。輸入/輸出之間是一種函數(shù)關(guān)系。 注：

28、在二值邏輯中，輸入/輸出都只有兩種取值0/1。第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 真值表 邏輯式 邏輯圖 波形圖 卡諾圖 計(jì)算機(jī)軟件中的描述方式各種表示方法之間可以相互轉(zhuǎn)換第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德真值表輸入變量A B C輸出Y1 Y2 遍歷所有可能的輸入變量的取值組合輸出對(duì)應(yīng)的取值第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 邏輯式 將輸入/輸出之間的

29、邏輯關(guān)系用與/或/非的運(yùn)算式表示就得到邏輯式。 邏輯圖 用邏輯圖形符號(hào)表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，與邏輯電路的實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)。 波形圖 將輸入變量所有取值可能與對(duì)應(yīng)輸出按時(shí)間順序排列起來(lái)畫(huà)成時(shí)間波形。第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德例：舉重裁判電路A B CY0 0 000 0 100 1 000 1 101 0 001 0 111 1 011 1 11)(CBAY 第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏

30、輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德各種表現(xiàn)形式的相互轉(zhuǎn)換： 真值表 邏輯式例：奇偶判別函數(shù)的真值表 A=0,B=1,C=1使 ABC=1 A=1,B=0,C=1使 ABC=1 A=1,B=1,C=0使 ABC =1這三種取值的任何一種都使Y=1,所以 Y= ? AB CY00000010010001111000101111011110第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德真值表 邏輯式：1. 找出真值表中使 Y=1 的輸入變量取值組合。2. 每組輸入變量取值對(duì)應(yīng)一個(gè)乘積項(xiàng)，其中取

31、值為1的寫(xiě)原變量，取值為0的寫(xiě)反變量。3. 將這些變量相加即得 Y。4. 把輸入變量取值的所有組合逐個(gè)代入邏輯式中求出Y，列表第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 邏輯式 邏輯圖1. 用圖形符號(hào)代替邏輯式中的邏輯運(yùn)算符。)(CBAY第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 邏輯式 邏輯圖 1. 用圖形符號(hào)代替邏輯式中的邏輯運(yùn)算符。2. 從輸入到輸出逐級(jí)寫(xiě)出每個(gè)圖形符號(hào)對(duì)應(yīng)的邏輯運(yùn)算式。 )( BAB)(BAA) )()(BABABABABA

32、BABABABA)() )()(第五節(jié)第五節(jié) 邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法及其相互轉(zhuǎn)換模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 門(mén)電路：實(shí)現(xiàn)基本運(yùn)算、復(fù)合運(yùn)算的單元電路，如與門(mén)、與非門(mén)、或門(mén) 第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德一、二極管的開(kāi)關(guān)特性一、二極管的開(kāi)關(guān)特性 二極管的結(jié)構(gòu)： PN結(jié) + 引線 + 封裝構(gòu)成PN第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德l 二極管的開(kāi)關(guān)等效電路：第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓

33、新,弘毅,篤學(xué),明德（1）導(dǎo)通條件及導(dǎo)通特點(diǎn)加于二極管兩端電壓VVon=0.7V，二極管兩端電壓基本保持不變，如同一個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)，二極管導(dǎo)通；（2）截止條件及截止特點(diǎn)加于二極管兩端電壓VVD=0.5V（死區(qū)電壓），流過(guò)二極管電流基本為零，如同一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)，二極管截止；（3）開(kāi)關(guān)時(shí)間開(kāi)通時(shí)間非常短，可忽略不計(jì)。關(guān)斷時(shí)間為幾ns。第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德l 二極管的動(dòng)態(tài)電流波形：第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件二

34、、三極管開(kāi)關(guān)特性二、三極管開(kāi)關(guān)特性（1）飽和導(dǎo)通條件 飽和導(dǎo)通時(shí)，三極管上壓降（UCEUBE），一般UCES小于0.3V。（2）截止條件 UBEUD=0.5V(死區(qū)電壓）此時(shí)，三極管上壓降（UCE=VCC）。（3）開(kāi)關(guān)時(shí)間 tON ，tOFF一般都在ns數(shù)量級(jí)，飽和深度愈深，關(guān)斷時(shí)間越長(zhǎng)。CCCCCESCCCSBSBRVRUVIii)(模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德三、三、 CMOS開(kāi)關(guān)特性開(kāi)關(guān)特性1、MOS管的結(jié)構(gòu)S (Source)：源極G (Gate)：柵極D (Drain)：漏極B (Substrate):襯底金屬層氧化物層半導(dǎo)體層PN結(jié)第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件

35、基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德 以N溝道增強(qiáng)型為例第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德開(kāi)啟電壓第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德2、輸入特性和輸出特性 輸入特性：直流電流為0，看進(jìn)去有一個(gè)輸入電容CI，對(duì)動(dòng)態(tài)有影響。 輸出特性：iD = f (VDS) 對(duì)應(yīng)不同的VGS下得一族曲線 。第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域） 截止區(qū) 恒流區(qū) 可變電阻區(qū)第六節(jié)第

36、六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域）截止區(qū)：VGS 109第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域）恒流區(qū)： iD 基本上由VGS決定，與VDS 關(guān)系不大,MOS 管工作在放大區(qū)2)(2)()1(GSDthGSGSthGSGSDSDViVVVVIi 下，下，當(dāng)當(dāng)?shù)诹?jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域）可變電阻區(qū)：當(dāng)VDS 較低（近似為0）， VGS 一定時(shí)， 這個(gè)電阻受VGS 控制、可變。常數(shù)（電阻）常數(shù)（電阻） DDSiV第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)拓新,弘毅,篤學(xué),明德3、MOS管的四種類(lèi)型 增強(qiáng)型 耗盡型大量正離子導(dǎo)電溝道第六節(jié)第六節(jié) 基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件基本半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件模