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文檔簡介
1、電氣專業(yè)基礎(chǔ)知識 第一部分 專業(yè)基礎(chǔ)知識一、電路與電磁場(一)電路模型和基本定律1、掌握電阻、電容、電感、獨立電壓源、獨立電流源、受控電壓源、受控電流源元件的定義、性質(zhì)。什么是電阻:我們把物質(zhì)對電流產(chǎn)生的HYPERLINK http:/ http:/ I=E/(r+R).內(nèi)阻r超級大的時候,外阻R改變對I的影響不大;什么是受控電壓源:我們把受電路中另一部分電壓或電流控制的電壓源稱作受控電壓源; 什么是受控電流源:我們把受電路中另一部分電壓或電流控制的電流源稱作受控電流源; 2、掌握電流、電壓參考方向的概念電壓的參考方向:在電路理論中,電壓的方向規(guī)定為電壓降的方向; 電流的參考方向:在電路理論中
2、,電流的方向規(guī)定為電荷移動的方向;3、掌握功率的概念什么是功率:功率就是單位時間內(nèi)所做的功,或單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)換的能量;4、掌握基爾霍夫電流定律什么是基爾霍夫電流定律:對于任意一個集中參數(shù)電路中的任意一個結(jié)點或閉合面,在任何時刻,通過該結(jié)點或閉合面的所有支路電流代數(shù)和等于零;(二)電路的分析方法1、掌握常用的電源等效變換方法電源對于負(fù)載來說,可以看成是電壓的提供者,也可以成是電流的提供者。如果一個實際電壓源與一個實際電流源對負(fù)載等效變換的話,只要它們滿足在任意負(fù)載上提供的電壓相等或通過任意負(fù)載上電流相等即可相互等效。根據(jù)這一條件推導(dǎo)如下:實際電壓源可以看成是一個理想電壓源E與一個內(nèi)阻Ro串聯(lián)
3、組合,其輸出電壓為UEIRo或IERoURo,實際電流源可以看成是一個理想電流源Is與一個內(nèi)阻Rs并聯(lián)組合,其輸出電流為IIsURs;2、掌握節(jié)點電壓法求解電路方程以節(jié)點電壓為對象列寫電路方程分析電路的方法。步驟:任意選擇一個節(jié)點作為參考節(jié)點;計算其它節(jié)點與參考節(jié)點之間的電壓,節(jié)點電壓方向為從獨立節(jié)點指向參考節(jié)點;參考節(jié)點經(jīng)過獨立節(jié)點再回到參考節(jié)點的電壓為零。3、熟悉回路電流法求解電路方程什么是回路(網(wǎng)孔)電流法:在電路中確定出全部獨立回路,以回路電流為未知數(shù),根據(jù)基爾霍夫電壓定律列出含有回路電流的回路電壓方程,然后求解出各回路電流,而各支路電流等于該支路內(nèi)所通過的回路電流的代數(shù)和;4、掌握疊
4、加定理、戴維南定理和諾頓定理 什么是疊加定理:在線性電路中,任一支路的電流(或電壓)可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用于電路時,在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和。當(dāng)線性電路中有幾個電源共同作用時,各支路的電流(或電壓)等于各個電源分別單獨作用時在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和(疊加);什么是戴維南定理:對于任意含獨立源,線性電阻和線性受控源的單口網(wǎng)絡(luò)(二端網(wǎng)絡(luò)),都可以用一個電壓源與電阻相串聯(lián)的單口網(wǎng)絡(luò)(二端網(wǎng)絡(luò))來等效.這個電壓源的電壓,就是此單口網(wǎng)絡(luò)(二端網(wǎng)絡(luò))的開路電壓,這個串聯(lián)電阻就是從此單口網(wǎng)絡(luò)(二端網(wǎng)絡(luò))兩端看進(jìn)去,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部所有獨立源均置零以后的等效電阻;什么是諾頓定
5、理:一個含獨立電源、線性電阻和受控源的二端電路,對兩個端子來說都可等效為一個理想電流源并聯(lián)內(nèi)阻的模型。 其理想電流源的數(shù)值為有源二端電路的兩個端子短路時其上的電流,并聯(lián)的內(nèi)阻等于內(nèi)部所有獨立源為零時電路兩端子間的等效電阻。電路的這種特性,我們稱之為諾頓定理;(三)正弦交流電路1、掌握正弦交流電路的三要素和有效值正弦交流電路的三要素是:頻率、峰值和相位。(正弦交流電路是電壓或電流的大小和方向隨時間作周期性變化的電路。)交流電的有效值:若某一交流電與另一直流電在相同時間內(nèi)通過同一電阻產(chǎn)生相等的熱量,則這一直流電的電壓或電流的數(shù)值分別等于該交流電的電壓或電流的有效值。I=Im/22、掌握正弦交流電路
6、的阻抗、導(dǎo)納、電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)的概念什么是阻抗: 在具有電阻、電感和HYPERLINK http:/ http:/ 導(dǎo)納是電導(dǎo)和電納的統(tǒng)稱。在電力電子學(xué)中導(dǎo)納定義為阻抗的倒數(shù),符號Y,單位是西門子; 什么是電流: 電荷在媒質(zhì)中的運動。電流方向規(guī)定為與電子運動方向相反、與電荷運動方向相同的方向。大小等于流過導(dǎo)體給定截面的電量除以相應(yīng)時間求得; 什么是電壓: 電壓也稱作HYPERLINK http:/ http:/ http:/ 有功功率就是電能用于做功被消耗的功率,這些功率轉(zhuǎn)化為熱能、光能、機(jī)械能或化學(xué)能而被利用的功率,稱為有功功率;又叫HYPERLINK ht
7、tp:/ http:/ 交流電力系統(tǒng)需要電源供給兩部分能量,一部分將用于作功而被消耗掉,這部分電能將轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、光能、熱能或化學(xué)能,我們稱為“有功功率”,在電力系統(tǒng)的負(fù)載中,只有電阻才消耗有功功率。另一部分能量是用來建立磁場,用于交換能量使用的,對于外部電路它并沒有作功,由電能轉(zhuǎn)換為磁能,再由磁能轉(zhuǎn)換為電能,周而復(fù)始,并沒有消耗,主要是建立磁場用,這部分能量我們稱為“無功功率”,無功是相對于有功而言,不能說無功是無用之功,沒有這部分功率,就不能建立感應(yīng)磁場,電動機(jī)、變壓器等設(shè)備就不能運轉(zhuǎn),在電力系統(tǒng)中,電感元件是消耗無功功率的;什么是視在功率: 視在功率又稱“表觀功率”。是電壓有效值u與電流
8、有效值i的乘積;由于視在功率等于網(wǎng)絡(luò)電流、電壓有效值的乘積,而有效值能客觀地反映正弦量的大小和他的做功能力,因此這兩個量的乘積反映了為確保網(wǎng)絡(luò)能正常工作,HYPERLINK http:/ http:/ 什么是功率因數(shù):在正弦交流電路中,有功功率一般小于視在功率,也就是說視在功率上打一個折扣才能等于平均功率,這個折扣就是Cos,稱為HYPERLINK http:/ 正弦交流電路分析的向量方法:就是利用向量具有大小和方向的特點,表達(dá)正弦交流電路的所有變量,借助電阻電路的函數(shù)關(guān)系,解決交流正弦電路實際問題的一種方法;4、了解頻率特性的概念頻率特性是指當(dāng)輸入量頻率變化時,其輸出量隨頻率變化而變化的特性
9、;5、掌握三相電路中電源和負(fù)載的聯(lián)接方式及相電壓、相電流、線電壓、線電流、三相功率的概念和關(guān)系三相電路中電源和負(fù)載的聯(lián)接方式一般都具有兩種:一是星形連接;二是三角形連接;什么是相電壓:在多相交流電路中相線與零線之間的電壓,或單相繞組兩端的電壓; 什么是相電流:三相電源中流過每相負(fù)載的電流為相電流;什么是線電壓:多相交流電路中兩相線之間的電壓; 什么是線電流:從電源引出三根相線中的電流為線電流;什么是三相功率:三相功率就是三相負(fù)載各相功率之和;線電壓與相電壓的關(guān)系:線電壓=3相電壓;線電流與相電流的關(guān)系:線電流=3相電流;三相功率P=3*U*I*COS;6、掌握對稱三相電路分析的向量方法 7、熟
10、悉不對稱三相電路的概念不對稱三相電路就是由三相不對稱負(fù)載或三相不對稱電源構(gòu)成的三相電路; (四)非正弦周期交流電路1、熟悉非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率的定義和計算方法非正弦周期量的有效值:對于任何周期性的電壓或電流,不論是正弦還是非正弦的,其有效值的定義都是相同的,都為若某一交流電與另一直流電在相同時間內(nèi)通過同一電阻產(chǎn)生相等的熱量,則這一直流電的電壓或電流的數(shù)值分別等于該交流電的電壓或電流的有效值; 非正弦周期量的有效值就是周期函數(shù)在一個周期里的方均根值。非正弦周期函數(shù)的平均值:周期函數(shù)在一個周期內(nèi)的絕對值的平均值。以電流為例,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 非正弦周期量的平均功率:非正弦周期量的的
11、平均功率(有功功率)仍定義為瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值,即2、熟悉非正弦周期量的分析方法非正弦周期量的分析方法,主要是利用數(shù)學(xué)中學(xué)過的傅里葉級數(shù)展開法;3、了解非正弦周期量的傅立葉級數(shù)分解方法 傅立葉級數(shù)就是法國數(shù)學(xué)家傅里葉發(fā)現(xiàn),任何周期函數(shù)都可以用正弦函數(shù)和余弦函數(shù)構(gòu)成的無窮級數(shù)來表示,分解方法就是將非正弦周期量分解為一系列不同頻率的正弦和余弦量之和,然后再對不同頻率的正余弦量分別求解,根據(jù)線性電路的疊加原理進(jìn)行疊加,就可以得到電路中實際的穩(wěn)態(tài)電流和電壓。這就是分析非正弦周期量的基本方法,也稱為諧波分析法。它實質(zhì)上就是把非正弦周期電路的計算化為一系列正弦電路的計算,這樣我們就能充分利用相量
12、法這個有效的工具。工程中為了清晰地表示一個非正弦周期量所含各次諧波分量的大小和相位,通常采用頻譜圖的方法。所謂頻譜圖,就是用長度與各次諧波振幅大小或相位大小成比例的線段按照諧波頻率的次序排列起來的圖形。這種方法可以很直觀地將各次諧波振幅、相位與頻率的關(guān)系表示出來。非正弦周期函數(shù)的頻譜圖是離散的;(五)簡單動態(tài)電路的時域分析1、掌握一階電路分析的基本方法一階電路分析的基本方法就是把一個動態(tài)元件組成的電路看成兩個單口網(wǎng)絡(luò)組成,其一含所有的電源和電阻元件,另一則含一個動態(tài)元件;按照電路分析列出一解方程式求解;2、熟悉換路定則并能確定電壓、電流的初始值什么是換路定則:換路定則就是在換路瞬間,電容上的電
13、壓和電感中的電流不能突變; Uc(0+)=Uc(0-); IL(0+) =IL(0-) 3、了解二階電路分析的基本方法二階電路分析的基本方法是將含有兩個動態(tài)元件組成的二階線性電路,根據(jù)基爾霍夫定律和換路定律進(jìn)行電路分析的方法,稱作二階電路分析方法;(六)靜電場1、熟悉電場強(qiáng)度、電位的概念什么是電場強(qiáng)度:電場強(qiáng)度是作用于靜止帶電粒子上的力F與粒子電荷Q之比,為矢量,符號“E”; 什么是電位:將單位正電荷從參考點移到另一點反抗電場力所做的功。參考點位于無窮遠(yuǎn)處,或出于實用目的,取地球表面作為參考點;了解應(yīng)用高斯定律計算具有對稱性分布的靜電場問題 自由空間中靜電場強(qiáng)度: 通過任一閉合曲面的總通量,等
14、于該閉合曲面內(nèi)所包圍的總電荷量與自由空間介電常數(shù)之比;3、了解靜電場的邊值問題 靜電場的邊值問題:基于庫侖定律與疊加原理的疊加積分或高斯定律計算電場的方法,只能適用于已知的電荷布十分簡單的問題。實際上在電工中經(jīng)常遇到的是這樣一類問題:給定空間某一區(qū)域內(nèi)的電荷分布(可以是零),同時給定該區(qū)域邊界上的電位或電場(即邊值,或稱邊界條件),在這種條件下求解該區(qū)域內(nèi)的電位函數(shù)或電場強(qiáng)度分布。1泊松方程和拉普拉斯方程 在高斯定律中,代入 和 的關(guān)系,可得 對于均勻電介質(zhì), 為常數(shù),則得 (153)這就是電位甲的泊松方程。在自由電荷體密度 的區(qū)域內(nèi),(153)式變?yōu)?(154)這就是電位甲的拉普拉斯方程。泊
15、松方程和拉普拉斯方程表達(dá)了場中各點電位的空間變化與該點自由電荷體密度之間的普遍關(guān)系,是電位函數(shù)應(yīng)當(dāng)滿足的微分方程。所有靜電場問題的求解都可歸結(jié)為在一定條件下尋求泊松方程或拉普拉斯方程的解的過程;4、了解電場力及其計算 什么是電場力:電荷之間的相互作用是通過電場發(fā)生的.只要有電荷存在,電荷的周圍就存在著電場,電場的基本性質(zhì)是它對放入其中的電荷有力的作用,這種力就叫做電場力;方向為正電荷沿電場線的切線方向,HYPERLINK http:/ 電場力的計算公式是F=qE,其中q為HYPERLINK http:/ http:/ 5、熟悉電容及部分電容的概念 電容或電容量指的是在給定電位差下的電荷儲藏量;
16、記為C,國際單位是HYPERLINK http:/ http:/ 部分電容:對于由三個及三個以上帶電導(dǎo)體組成的系統(tǒng),任意兩個導(dǎo)體之間的電壓不僅要受到它們自身電荷還要受到其余導(dǎo)體上電荷的影響。這時,系統(tǒng)中導(dǎo)體間的電壓與導(dǎo)體電荷關(guān)系一般不能僅用一個電容來表示,需要將電容的概念加以擴(kuò)充,引入部分電容概念;(七)恒定電場1、掌握電導(dǎo)和接地電阻的概念,計算典型接地電極系統(tǒng)的接地電阻。什么是電導(dǎo):電導(dǎo)就是導(dǎo)電能力,對于某一種導(dǎo)體允許電流通過它的容易性的量度;它又電阻的倒數(shù);歐姆是測量電阻的單位,它就是HYPERLINK http:/ http:/ http:/ 恒定磁場1、熟悉磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度及磁化強(qiáng)
17、度的概念 什么是磁感應(yīng)強(qiáng)度:磁感應(yīng)強(qiáng)度就是描述HYPERLINK http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 什么是自感:自感就是當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時,它周圍的HYPERLINK http:/ http:/ http:/ ;自感的計算:自感電動勢En/tLI/tL:自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),I:變化電流,t:所用時間,I/t:自感電流變化率(變化的快慢);L=/i,自感系數(shù)取決于回路的性質(zhì).長直螺旋管的自感系數(shù)為L=u*n2*v;1H=1000mH=1000000H;互感的計算:互感電動勢E=M12*I1/t 注解:
18、M12稱為線圈1對線圈2的互感系數(shù),I1線圈1的變化電流,t:所用時間,I1/t:線圈1電流變化率(變化的快慢);3、了解恒定磁場的基本方程和分界面上的銜接條件 什么是恒定磁場:HYPERLINK http:/ 什么是磁場能量:當(dāng)線圈中通有電流時,線圈中就要儲存磁場能量,通過線圈的電流越大,儲存的能量就越多;在通有相同電流的線圈中,電感越大的線圈,儲存的能量越多,因此線圈的電感也反映了它儲存磁場能量的能力。磁場能量Wm=B*V體/2U; 什么是磁場力:磁場力是磁場對運動電荷作用的洛侖茲力和磁場對電流作用的安培力;公式計算:F = BIL; (九)均勻傳輸線1、了解均勻傳輸線的基本方程 什么是均
19、勻傳輸線:傳輸線沿線的電介質(zhì)性質(zhì)、導(dǎo)體截面、導(dǎo)體間的幾何距離處處相同,這樣的傳輸線稱為均勻傳輸線; U/X + Loi/t + RoI = 0; i/X + CoU/t + GoU=0; 2、了解均勻傳輸線特性阻抗和阻抗匹配的概念 均勻傳輸線特性阻抗:是指傳輸線上入射波電壓與入射波電流之比,或反射波電壓與反射波電流之比的負(fù)值; 阻抗匹配:在很多情況下,傳輸線的終端接有一個集中參數(shù)的負(fù)載 。當(dāng)負(fù)載 與特性阻抗 相等時,稱為傳輸線工作在匹配狀態(tài)。顯然,在匹配狀態(tài)下,傳輸線的效率最高。另外,對傳送信號而言,不匹配所產(chǎn)生的反射波還會使信號失真。因此,在實際中,傳輸線被用來傳輸電磁功率和信息時,總是希望
20、負(fù)載與傳輸線的特性阻抗相匹配;二、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) (一)半導(dǎo)體及二極管1、熟悉二極管和穩(wěn)壓管特性、參數(shù) 二極管的特性:具有單向傳導(dǎo)HYPERLINK http:/ http:/ 二極管的參數(shù):硅二極管正向管壓降0.7V,鍺管正向管壓降為0.3V,HYPERLINK http:/ 穩(wěn)壓管的特性:當(dāng)反向電壓加到某一定值時,反向電流急增,產(chǎn)生反向擊穿,電流有很大增量時,只引起很小的電壓變化;反向擊穿曲線愈陡,動態(tài)電阻愈小,穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性能愈好; 穩(wěn)壓管的參數(shù):是指穩(wěn)壓管穩(wěn)壓時,通過該管的電流值;2、了解載流子擴(kuò)散,飄移;PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦?什么是載流子:載流子是指在半導(dǎo)體內(nèi)運動的電荷載體。一
21、般指其中的自由電子或空穴; 什么是載流子擴(kuò)散:載流子擴(kuò)散是指在濃度梯度驅(qū)動下的一種定向運動; 什么是載流子漂移:載流子漂移是指在外電場作用下的一種定向運動; PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦裕?PN結(jié)的形成:在一塊本征半導(dǎo)體的兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。此時將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過程:因濃度差 多子的擴(kuò)散運動 由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場 促使少子漂移,阻止多子擴(kuò)散,最后,多子的擴(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動態(tài)平衡形成PN結(jié)。對于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合面,離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。在空間電荷區(qū),由于缺少多子,所以也稱耗盡層;P
22、N結(jié)的單向?qū)щ娦裕?PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?,若外加電壓使電流從P區(qū)流到N區(qū),PN結(jié)呈低阻性,所以電流大;反之是高阻性,電流小,這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?;(二)放大電路基礎(chǔ)1、熟悉基本放大電路、靜態(tài)工作點、直流負(fù)載和交流負(fù)載線基本放大電路:晶體管基本放大電路有共射、共集、共基三種電路;靜態(tài)工作點:靜態(tài)工作點就是當(dāng)輸入信號為零時,電路處于直流工作狀態(tài)下,直流電流和電壓的數(shù)值。靜態(tài)工作點要保證在被放大的交流信號加入電路時,不論是正半周還是負(fù)半周都能滿足發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置的三極管放大狀態(tài)。通過改變電路參數(shù)就可達(dá)到設(shè)置靜態(tài)工作點的目的; 什么是直流負(fù)載線:直流負(fù)載線是只加入直流信號,而不加交流
23、信號時的負(fù)載曲線;什么是交流負(fù)載線:交流負(fù)載線是加了動態(tài)輸入信號時的負(fù)載曲線;2、熟悉放大電路的基本分析方法放大電路的基本分析方法:就是“先靜后動”。即先求解靜態(tài)工作點,再求解電路動態(tài)指標(biāo);3、了解放大電路的頻率特性和主要性能指標(biāo)放大電路的頻率特性:就是放大電路的輸入信號不是單一頻率的正弦信號,有可能為非正弦周期量。由于三極管本身具有電容效應(yīng),電路中有可能還存在著電容和電感等元件,因此,放大線路對不同頻率信號的相位移也不同。所以,放大電路的電壓放大倍數(shù)和相位成為頻率的函數(shù),我們把這種函數(shù)關(guān)系叫做放大電路的頻率特性;放大電路的主要性能指標(biāo):a、輸入電阻:輸入電阻Ri的大小決定了放大電路從信號源吸
24、取信號幅值的大小。對輸入為電壓信號的放大電路,即電壓放大和互導(dǎo)放大,Ri愈大,放大電路輸入端的Vi愈大;對輸入為電流信號的放大電路,即電流放大和互阻放大,Ri愈小,注入放大電路和輸入電流Ii愈大;b、 輸出電阻:放大電路的輸出電阻Ro的大小決定它帶負(fù)載的能力。對輸出為電壓信號的放大電路,即電壓放大和互阻放大,Ro愈小,負(fù)載電阻RL的變化對輸出電壓Vo的影響愈小,多用于信號的前置放大和中間級放大;對輸出為電流信號的放大電路,即電流放大和互導(dǎo)放大,與受控電流源并聯(lián)的Ro愈大,負(fù)載電阻RL的變化對輸出電流Io的影響愈小,常用于電子系統(tǒng)的輸出級;c、 增益:四種放大電路分別具有不同的增益,如電壓增益A
25、v、電流增益AI、互阻增益AR及互導(dǎo)增益A G。它們實際反映了放大電路在輸入信號控制下,將供電電源能量轉(zhuǎn)換為信號能量的能力;d、 頻率響應(yīng)及帶寬:放大電路的頻率響應(yīng)所指的是,在輸入正弦信號情況下,輸出隨頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng);e、 非線性失真:非線性失真是由放大器的非線性特性所引起的。放大器包括分立器件(如半導(dǎo)體三極管等)和集成電路器件(如集成運算放大器等)。此外,針對不同用途的電路,還有一些其他的指標(biāo),如最大輸出功率、效率、信號噪聲比、抗干擾能力等;4、了解反饋的概念、類型和極性 反饋的概念:凡是將放大電路輸出端信號(電壓或電流)的一部分或全部引回到輸入端,與輸入信號疊加就稱為反饋;反饋的類
26、型:a、串、并聯(lián)反饋;b、電壓、電流反饋;c、正、負(fù)反饋;反饋的極性:當(dāng)反饋信號的相位與輸入信號的相位相同時,反饋為正反饋;反之,為負(fù)反饋;5、了解正負(fù)反饋的特點正負(fù)反饋的特點:正反饋的特點為反饋導(dǎo)致輸入信號增加;負(fù)反饋的特點為反饋導(dǎo)致輸入信號減少;(三)線性集成運算放大器和運算電路1、熟悉放大電路的計算放大電路的計算:直流分析:開放大電路中的所有電容,即得到直流通路,如下圖所示,此電路又稱為分壓偏置式工作點穩(wěn)定直電流通路。電路工作要求:I1?(510)IBQ,UBQ? (5 10)UBEQ HYPERLINK http:/ 求靜態(tài)工作點Q: 方法1.估算工作點Q不穩(wěn)定的主要原因:Vcc波動,
27、三極管老化,溫度變化穩(wěn)定Q點的原理: 方法2.利用戴維寧定理求 IBQ (三)性能指標(biāo)分析 將放大電路中的C1、C2、CE短路,電源Vcc短路,得到交流通路,然后將三極管用H參數(shù)小信號電路模型代入,便得到放大電路小HYPERLINK http:/ Ro = RC 沒有旁路電容CE時:1.電壓放大倍數(shù) 源電壓放大倍數(shù)2.輸入電阻 3.輸出電阻 Ro = RC 二、共集電極放大電路 (射極輸出器、射極跟隨器)(一)電路組成與靜態(tài)工作點共集電極放大電路如下圖(a)所示,圖(b)、(c)分別是它的直流通路和交流通路。由交流通路看,三極管的集電極是交流地電位,輸入信號ui和輸出信號uo以它為公共端,故稱
28、它為共集電極放大電路,同時由于輸出信號uo取自發(fā)射極,又叫做射極輸出器。IBQ =(VccUBEQ)/RB +(1+b) RE ICQ = bIBQ,UCEQ=VccICQRE(二)性能指標(biāo)分析 1.電壓放大倍數(shù) 2.輸入電阻 R?L=RE/RL3.輸出電阻 共集電極電路特點 共集電極電路用途1.Uo與Ui同相,具有電壓跟隨作用 1.高阻抗輸入級2.無電壓放大作用 Au1 2.低阻抗輸出級3.輸入電阻高;輸出電阻低 3.中間隔離級一、共基極放大電路共基極放大電路如下圖所示。由圖可見,交流信號通過晶體三極管基極旁路電容C2接地,因此輸入信號ui由發(fā)射極引入、輸出信號uo由集電極引出,它們都以基極
29、為公共端,故稱共基極放大電路。從直流通路看,也構(gòu)成分壓式電流負(fù)反饋偏置。(一)求“Q”略(二)性能指標(biāo)分析 RO=RC(三)特點:共基極放大電路具有輸出電壓與輸入電壓同相,電壓放大倍數(shù)高、輸入電阻小、輸出電阻大等特點。由于共基極電路有較好的高頻特性,故廣泛用于高頻或?qū)拵Х糯箅娐分小?、了解典型差動放大電路的工作原理基本差動放大電路由兩個完全對稱的共發(fā)射極單管放大電路組成,該電路的輸入端是兩個信號的輸入,這兩個信號的差值,為電路有效輸入信號,電路的輸出是對這兩個輸入信號之差的放大。設(shè)想這樣一種情景,如果存在干擾信號,會對兩個輸入信號產(chǎn)生相同的干擾,通過二者之差,干擾信號的有效輸入為零,這就達(dá)到了
30、抗共模干擾的目的; 3、熟悉集成運算放大器的特點及組成集成運算放大器的特點:集成運算放大器簡稱集成運放,是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。其輸入電阻大,輸出電阻小,共模抑制比高,失調(diào)與飄移小,適用于正、負(fù)兩種極性信號的輸入和輸出;集成運算放大器的組成:集成運放通常由輸入放大級、中間電壓放大級、輸出級及偏置電路組成;輸入級采用差動放大電路,要求輸入阻抗高、零點漂移小、抗共模干擾能力強(qiáng),中間級一般有共發(fā)射極放大電路構(gòu)成,主要用于高增益的電壓放大,輸出級與負(fù)載相連,要求輸出阻抗低,帶負(fù)載能力強(qiáng)。能夠提供足夠大的電壓與電流,偏置電路一般由電路構(gòu)成,給上述各級電路提供穩(wěn)定合適的偏置電流,
31、決定各級的靜態(tài)工作點,此外電路還備有過流保護(hù)電路。4、了解多級放大電路的耦合方式、頻響多級放大電路的耦合方式:有直接耦合、阻容耦合、變壓耦合和光電耦合;多級放大電路的頻率響應(yīng):多級放大電路中可能存在多個耦合電容或旁路電容,因而其頻率響應(yīng)相應(yīng)地存在多個低頻轉(zhuǎn)折頻率。若多級放大電路中有多個三極管或場效應(yīng)管,則在高頻等效電路中就含有多個等效結(jié)電容Ci,即頻率響應(yīng)中存在多個高頻轉(zhuǎn)折頻率。一般來講,多級放大電路電壓放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)通??杀硎緸閒Hk表示第k個高頻轉(zhuǎn)折頻率。低頻轉(zhuǎn)折頻率和高頻轉(zhuǎn)折頻率的個數(shù)由放大電路中的電容個數(shù)所決定,其數(shù)值則由電容所在回路的時間常數(shù)決定。 以一個兩級放大電路為例,設(shè)組成
32、該電路的兩個單管放大電路具有相同的頻率響應(yīng),即它們的中頻段電壓放大倍數(shù)Avm1Avm2,下限頻率fL1fL2,上限頻率fH1fH2,帶寬fBW1fBW2。兩級放大電路的頻率響應(yīng)為單級和兩級放大電路的幅頻特性如圖1所示。由圖可見,兩級放大電路的中頻段電壓放大倍數(shù)提高到(即dB),但兩級放大電路的上限頻率和下限頻率不能再取fL1和fH1了。這是因為在fL1頻率處,每個單級放大電路的電壓放大倍數(shù)都下降了3dB,這樣兩級放大電路的電壓放大倍數(shù)就下降了6dB。根據(jù)下限頻率的定義,在幅頻特性曲線上找到使電壓放大倍數(shù)下降3 dB的頻率才是兩級放大電路的下限頻率fL,顯然,fLfL1。同理可知,fHfH1。因
33、此,兩級放大電路的通頻帶變窄了。以上結(jié)論可以推廣到n級放大電路。多級放大電路的通頻帶一定比組成它的任何一級都要窄,整個電路的下限頻率fL大于任何一級的下限頻率fLj,上限頻率fH小于任何一級的上限頻率fHk。級數(shù)越多,則fL越高,fH越低,通頻帶越窄;5、熟悉實際運算放大電路的分析運算放大電路的分析:運算放大電路的主要功能是進(jìn)行線性放大。此外還有一些附加功能電路,如交流鏡像電流源電路,輸出保護(hù)電路,交越失真補償電路,電平移動電路等, 這些電路為保證放大功能提供輔助作用,通常并不影響放大電路指標(biāo)計算。對輔助電路進(jìn)行簡化,可以方便交流分析。得到簡化的交流等效電路后,將晶體管用小信號模型替代,就可以
34、計算放大電路的動態(tài)指標(biāo)。圖2是uA741運算放大電路的等效電路圖,試分析其基本工作原理。圖2 (1) 運放電路的結(jié)構(gòu)分解 輸入級是一個差動放大電路,主要由、(共集-共基組合)和、組成。中間放大級由、組成共集共射電路;輸出級由、組成互補輸出電路; (2)、基準(zhǔn)電流分析: 、組成運放的基準(zhǔn)電流源,中得到的基準(zhǔn)電流為 (3)、靜態(tài)偏置分析:與構(gòu)成微鏡像電流源,一方面給、的基極提供偏置,另一方面由、構(gòu)成的鏡像電流源給、的集電極提供恒流偏置,同時作為、的恒流負(fù)載。是多集電極管,它與構(gòu)成鏡像電流源。一方面給提供偏置電流,同時作為的有源負(fù)載。則是給提供偏置電流,同時作為的有源負(fù)載。將電路中的鏡像直流電流源用
35、等效恒流源代替,得到等效直流通路如圖3所示。圖3 (4) 交流分析:差分輸入級中的、管構(gòu)成高精度交流鏡像電流源,因而提供給的電流為,使單端輸出的差分電路達(dá)到雙端輸出的效果。、同時分別作為、的有源負(fù)載。電容C的作用是進(jìn)行相位補償,用于防止該運放可能產(chǎn)生的自激振蕩。輸出級中的,R8 給互補輸出管,提供靜態(tài)偏置,以消除交越越失真。、是輸出限流保護(hù)用取樣電阻,當(dāng)輸出電流過大時,或?qū)ǎㄟ^、組成的鏡像電流源,將該電流鏡像至的另一個基極,通過負(fù)反饋抑制輸出電流的增大。 將輔助電路簡化后的等效交流通路如圖4所示。圖4 其中,是恒流源的內(nèi)阻。6、了解理想運算放大電路的虛短、虛地、虛斷概念及其分析方法理想運算
36、放大電路的虛短:輸入端差模輸入信號電壓約等于零,即U+ = U-;理想運算放大電路的虛斷:輸入端差模輸入信號電流之和約等于零,即I+ =I-0;理想運算放大電路的虛地:單電源工作的HYPERLINK http:/www.elecf/plus/search.php?kwtype=0&searchtype=title&typeid=&q=運放運放需要外部提供一個虛地,通常情況下,這個電壓是VCC/2,下圖的電路可以用來產(chǎn)生VCC/2的電壓:注:R1 和R2 是等值的,電容C1 是一個低通濾波器,用來減少從電源上傳來的噪聲。(四)信號處理電路1、了解濾波器的概念、種類及幅值什么是濾波器:對特定頻率的
37、頻點或該頻點以外的頻率進(jìn)行有效濾除的HYPERLINK http:/ 2、了解一階和二階低通濾波器電路的分析一階低通濾波器電路分析:一階低通濾波器的電路如圖4所示,其幅頻特性見圖5,圖中虛線為理想的情況,實線為實際的情況。特點是電路簡單,阻帶衰減太慢,選擇性較差。圖4 一階低通電路(LPF) 圖5 一階LPF的幅頻特性曲線當(dāng)f = 0時,電容器可視為開路,通帶內(nèi)的增益為 一階低通濾波器的傳遞函數(shù)如下其中二階低通濾波器電路分析:設(shè)計一個壓控電壓源型二階有源低通濾波電路,要求通帶截止頻率fo=100 kHz,等效品質(zhì)因數(shù)Q=1,試確定電路中有關(guān)元件的參數(shù)值。選擇運放,設(shè)計要求的截止頻率較高,因此要
38、求運放的頻帶較寬,選用通頻帶較寬的運放,本例選用運放3554AM,帶寬為19 MHz,適合用于波形發(fā)生電路、脈沖放大電路等。輸出電流,達(dá)到100 mA,精度高,滿足設(shè)計要求。為設(shè)計方便選取R1=R2=R,C1=C2=C,則通帶截止頻率為可首先選定電容C=1 000 pF,計算得R159 k,選R=16 k。等效品質(zhì)因數(shù),則RF=R6。為使集成運放兩個輸入端對地的電阻平衡,應(yīng)使R6/RF=2R=3.2k,則R6=RF=6.4 k,選R6=RF=62 k,根據(jù)實際選擇的元件參數(shù)重新計算濾波電路的特征參量。式(2)中,令s=j,得到二階低通濾波電路的頻率特性為 通帶截止頻率fo與3 dB截止頻率fc
39、計算如下 實際設(shè)計的二階有源低通濾波電路,如圖2所示。3、了解高通、低通、帶通電路和低通電路的對偶關(guān)系、特性高通電路:高通濾波器消減低于截止頻率3dB的信號頻率而通過高于截止頻率的信號頻率。圖(a)和圖(b)中是單節(jié)HYPERLINK /product/searchfile/8767.html高通濾波器。HYPERLINK /product/searchfile/381.html電容串聯(lián)在信號通道上而HYPERLINK /product/searchfile/2839.html電感并聯(lián)在信號通道上。圖(a)中的模式是T形構(gòu)造,圖(b)中的模式是形HYPERLINK /info/1750.htm
40、l濾波器。低通電路:低通濾波器是容許低于截止HYPERLINK http:/ 但高于HYPERLINK http:/ http:/ 低通濾波器帶通電路:帶通濾波器是指能通過某一頻率范圍內(nèi)的HYPERLINK http:/ http:/ http:/ http:/ circuit)。這些濾波器也可以用HYPERLINK http:/ http:/ http:/ 帶通濾波器 將HYPERLINK /data/iccompany/detail287.html高通HYPERLINK /product/searchfile/1095.html濾波器串接HYPERLINK /product/searchf
41、ile/8766.html低通濾波器,即可組合成HYPERLINK /product/searchfile/7331.html帶通濾波器,例如組合二階高通與低通濾波器 低通電路的對偶關(guān)系: 1)幅頻特性的對偶關(guān)系:當(dāng)?shù)屯V波器和高通濾波器的通帶增益A0、截止頻率或f0分別相等時,兩者的幅頻特性曲線相對于垂直線f=f0對稱;2)傳遞函數(shù)的對偶關(guān)系:將低通濾波器傳遞函數(shù)中的S換成1/S,則變成對應(yīng)的高通濾波器的傳遞函數(shù);3)電路結(jié)構(gòu)上的對偶關(guān)系:將低通濾波器中的起濾波作用的電容C換成電阻R,并將起濾波作用的電阻R換成電容C,則低通濾波器轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的高通濾波器;濾波電路的特性: 從電氣工程上,所有的
42、元件可以歸納為三類最基本的元件,即電阻、電感和電容。電阻的阻值與交流電的頻率無關(guān),電感的阻值(稱為感抗)Xl=2fL,與交流電的頻率成正比,頻率越高,感抗越大;電容元件則與電感元件相反,它的容抗Xc=1/2fC,即與交流電頻率成反比;五)直流穩(wěn)壓電源1、掌握橋式整流及濾波電路的工作原理、電路計算橋式整流電路的工作原理:橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路,只要增加兩只二極管口連接成橋式結(jié)構(gòu),便具有全波整流電路的優(yōu)點,而同時在一定程度上克服了它的缺點。橋式整流電路的工作原理如下:e2 為正半周時,對D1 、D3 和方向電壓,Dl,D3 導(dǎo)通;對D2 、D4 加反向電壓,D2 、D4 截
43、止。電路中構(gòu)成e2 、Dl、Rfz 、D3 通電回路,在Rfz ,上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓,e2 為負(fù)半周時,對D2 、D4 加正向電壓,D2 、D4 導(dǎo)通;對D1 、D3 加反向電壓,D1 、D3 截止。電路中構(gòu)成e2 、D2 Rfz 、D4 通電回路,同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。上述工作狀態(tài)分別如圖5-6(A) (B)所示。 圖5-6(A) 如圖5-6(B) 如此重復(fù)下去,結(jié)果在Rfz,上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖5-6中還不難看出,橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值,比全波整洗電路小一半!帶濾波電路的橋式
44、整流器工作原理:圖中各組成部分的功能如下:電源變壓器:將電網(wǎng)交流電壓(220V或380V)變換成符合需要的交流電壓,此交流電壓經(jīng)過整流后可獲得電子設(shè)備所需的直流電壓。因為大多數(shù)電子電路使用的電壓都不高,這個變壓器是降壓變壓器。整流電路:利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟?,把方向和大小都變化?0Hz交流電變換為方向不變但大小仍有脈動的直流電。濾波電路:利用儲能元件電容器C兩端的電壓(或通過電感器L的電流)不能突變的性質(zhì),把電容C(或電感L)與整流電路的負(fù)載RL并聯(lián)(或串聯(lián)),就可以將整流電路輸出中的交流成分大部分加以濾除,從而得到比較平滑的直流電。在小功率整流電路中,經(jīng)常使用的是電容濾波。穩(wěn)壓電路
45、:當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時,濾波電路輸出的直流電壓的幅值也將隨之變化; 常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。其中無源濾波的主要形式有電容濾波,電感濾波和復(fù)式濾波(包括倒L型LC濾波,型LC濾波和型RC濾波等)。有源濾波的主要形式是有源RC濾波。 電容濾波 半波整流電容濾波電路如圖Z0710所示。其濾波原理如下: 電容C并聯(lián)于負(fù)載 RL的兩端,uLuC。在沒有并入電容C之前,整流二極管在u2的正半周導(dǎo)通,負(fù)半周截止,輸出電壓uL的波形如圖中紅線所示。并入電容之后,設(shè)在 t=0時接通電源,則當(dāng)u2由零逐漸增大時,二極管D導(dǎo)通,除有一電流iL流向負(fù)載以外還有一電流iC向電容C充電,充電電
46、壓uC的極性為上正下負(fù)。如忽略二極管的內(nèi)阻,則uC 可充到接近u2的峰值u2m。在u2 達(dá)到最大值以后開始下降,此時電容器上的電壓uc也將由于放電而逐漸下降。當(dāng)u2uc時,D因反偏而截止,于是C以一定的時間常數(shù)通過RL 按指數(shù)規(guī)律放電,uc下降。直到下一個正半周,當(dāng)u2 uc時,D又導(dǎo)通。如此下去,使輸出電壓的波形如圖中藍(lán)線所示。顯然比未并電容C前平滑多了; 2、了解濾波電路的外特性;穩(wěn)壓電路中限流電阻的選擇 濾波電路的外特性:外特性(輸出電壓UL與負(fù)載電流IL之間的關(guān)系),和脈動特性(指S與IL 之間的關(guān)系)較差。如圖Z0712 所示??梢钥闯鲚敵鲭妷篣L和脈動系數(shù)S隨著輸出電流IL 的變化
47、而變化。當(dāng)IL0(即RL= )時,UL = U2(電容充電到最大值后不再放電),S= 0。當(dāng)IL增大(即RL減?。r,由于電容放電程度加快而使UL下降,UL 的變化范圍在 U2 0.9 U2之間(指全波或橋式),S變大。所以,電容濾波一般適用于負(fù)載電流變化不大的場合。 穩(wěn)壓電路中限流電阻的選擇:限流電阻不可過大,過大將導(dǎo)致穩(wěn)壓管工作電流降低,影響穩(wěn)壓效果;限流電阻也不可過小,過小將導(dǎo)致穩(wěn)壓管過載損壞,兩者兼顧即可;3、了解倍壓整流電路的原理;集成穩(wěn)壓電路工作原理 倍壓整流電路工作原理:全波倍壓電路 正半周時,D1導(dǎo)通,D2截止,電容器C1充電到Vm,其電流路徑及電容C1的極性如上圖(a)所示;
48、負(fù)半周時,D1截止,D2導(dǎo)通,電容器C2充電到Vm,其電流路徑及電容C2的極性如上圖(b)所示。由于C1與C2串聯(lián),故輸出直流電壓,V0=Vm。如果沒有自電路抽取負(fù)載電流的話,電容器C1及C2上的電壓是2Vm。如果自電路抽取負(fù)載電流的話,電容器C1及C2上的電壓是與由全波整流電路饋送的一個電容器上的電壓同樣的。不同之處是,實效電容為C1及C2的串聯(lián)電容,這比C1及C2單獨的都要小。這種較低的電容值將會使它的濾波作用不及單電容濾波電路的好;三倍壓電路圖:圖6 三倍壓電路圖(a)負(fù)半周 (b)正半周圖7 三倍壓的工作原理負(fù)半周時,D1、D3導(dǎo)通,D2截止,電容器C1及C3都充電到Vm,其電流路徑及
49、電容器的極性如上圖(a)所示。正半周時,D1、D3截止,D2導(dǎo)通,電容器C2充電到2Vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(b)所示。由于C2與C3串聯(lián)。故輸出直流電壓V0=3m;N倍電壓路下圖中的半波倍壓電路的推廣形式,它能產(chǎn)生輸入峰值的的三倍或四倍的電壓。根據(jù)線路接法的發(fā)式可看出,如果在接上額外的二極管與電容器將使輸出電壓變成基本峰值(Vm)的五、六、七、甚至更多倍。(即N倍)。 N倍壓電路的工作原理負(fù)半周時,D1導(dǎo)通,其他二極管皆截止,電容器C1充電到Vm,其電流路徑及電容器的極性如圖(a)所示。正半周時,D2導(dǎo)通,其他二極管皆截止,電容器C2充電到2Vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(
50、b)所示。負(fù)半周時,D3導(dǎo)通,其他二極管皆截止,電容器C3充電到2Vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(c)所示。正半周時,D4導(dǎo)通,其他二極管皆截止,電容器C4充電到2Vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(d)所示。 所以從變壓器繞線的頂上量起的話,在輸出處就可以得到Vm的奇數(shù)倍,如果從變壓器的繞線的底部量起的話,輸出電壓就會是峰值電壓的Vm偶數(shù)倍。 集成穩(wěn)壓電路工作原理: 電路原理圖見圖1)。LM317輸出電流為1.5A,輸出電壓可在1.2537V之間連續(xù)調(diào)節(jié),其輸出電壓由兩只外接電阻R1、RP1決定,輸出端和調(diào)整端之間的電壓差為1.25V,這個電壓將產(chǎn)生幾毫安的電流,經(jīng)R1、RP1到地,
51、在RP1上分得的電壓加到調(diào)整端,通過改變RP1就能改變輸出電壓。注意,為了得到穩(wěn)定的輸出電壓,流經(jīng)R1的電流小于3.5mA。LM317在不加散熱器時最大功耗為2W,加上2002004mm3散熱板時其最大功耗可達(dá)15W。VD1為保護(hù)二極管,防止穩(wěn)壓器輸出端短路而損壞IC,VD2用于防止輸入短路而損壞集成電路。這是一種輸出電壓連續(xù)可調(diào)的集成穩(wěn)壓電源,輸出電壓在1.2537V之間連續(xù)可調(diào),輸出最大電流可達(dá)1.5A。電路簡單,很適宜電子愛好者自制,可用于各種小電器供電。本機(jī)焊接完成檢查無誤即可正常使用,無需調(diào)試。但焊接時要注意,電容C2應(yīng)靠近IC的輸入端,C3應(yīng)靠近IC的輸出端,這樣能更好地抑制紋;
52、電力專業(yè)基礎(chǔ)與實務(wù)(中級)考試大綱-2三、數(shù)字電子技術(shù) (一)數(shù)字電路基礎(chǔ)知識 1、熟悉數(shù)字電路的基本概念什么是數(shù)字電路: 用數(shù)字信號完成對數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的電路稱為數(shù)字電路,或HYPERLINK http:/ http:/ 什么是數(shù)制:數(shù)制也稱計數(shù)制,是用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。人們通常采用的數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制; 什么是碼制:碼制是條形碼的編碼要求, 數(shù)字系統(tǒng)的主要功能是處理信息。 因此必須將信息表示成電路能夠識別,便于運算存儲的形式;3、了解半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性:a、當(dāng)外加正向電壓小于鉗位電壓時,二極管截止,電流近似為
53、0,如同斷了的開關(guān)。當(dāng)外加正向電壓大于鉗位電壓r時,二極管導(dǎo)通,端電壓為0.7,由外加電壓來控制二極管的開關(guān);b、三極管可以分為三個工作區(qū)域,即放大區(qū)、截止區(qū)和飽和區(qū)。對應(yīng)這三個工作區(qū)域,三極管具有放大、截止和飽和三種工作狀態(tài)。在數(shù)字電路中,三極管作為開關(guān)主要工作于截止和飽和兩種狀態(tài),而放大狀態(tài)是截止和飽和之間的過渡狀態(tài),它主要應(yīng)用于模擬電路中;c、管有三個極G(柵極)、S(源極)、D(漏極)。管的一個重要參數(shù)是,稱開啟電壓。當(dāng)柵源電壓B)i (A)i (A=B)i FAB FA FA=BA3B3 H L LA3B3 L H LA3B3 A2B2 H L LA3B3 A2B2 L H LA3B
54、3 A2B2 A1B1 H L LA3B3 A2B2 A1B1 L H LA3B3 A2B2 A1B1 A0B0 H L LA3B3 A2B2 A1B1 A0B0 L H LA3B3 A2B2 A1B1 A0= B0 H L LH L LA3B3 A2B2 A1B1 A0= B0 L H LL H LA3B3 A2B2 A1B1 A0= B0 L L HL L HA3B3 A2B2 A1B1 A0= B0L L LL L LA3B3 A2B2 A1B1 A0= B0 L H HL H HA3B3 A2B2 A1B1 A0= B0 H L HH L HA3B3 A2B2 A1B1 A0= B0
55、H H LH H LA3B3 A2B2 A1B1 A0= B0 H H HH H H 該電路還增加了三個串聯(lián)輸入端,分別代表大于、等于、小于串聯(lián)輸入。串聯(lián)輸入用于幾片四位數(shù)碼比較器級聯(lián)時,在片間傳遞某一片四位數(shù)碼比較器比較結(jié)果而設(shè)置的。例如16位二進(jìn)制碼比較時可以由四片四位二進(jìn)制碼數(shù)碼比較器級聯(lián)而成,其比較電路如圖19-6-2所示。 圖19-6-1 四位數(shù)碼比較器邏輯符號 比較器的比較方式分串行比較方式和并行比較方式兩種情況,顯然串行方式比較時間較長,并行方式比較時間較短。實際上對于一片四位二進(jìn)制碼比較器而言,加上串聯(lián)輸入,就相當(dāng)五位二進(jìn)制碼的比較。在進(jìn)行四位二進(jìn)制碼比較時,聯(lián)輸入應(yīng)保持中立,
56、應(yīng)將 接“1”, 和 接“0”。表19-10中最下方八種串聯(lián)輸入組合中,只有 、 和 分別等于“1”這三行是合乎邏輯的,對于粗線以下所示的五種組合是不合邏輯的,對此,表中給出有什么樣不合理的輸入,就有什么樣不合理的輸出。 (a) 串行方式 (b) 并行方式 圖19-6-2 四位數(shù)碼比較器的級聯(lián) 19.6.2 比較器的應(yīng)用 數(shù)碼比較器是十分有用的電路,圖19-6-3給出了對產(chǎn)品分裝的方框圖。圖中的計數(shù)器是一種重要的邏輯部件,它能夠完成符合雙值邏輯系統(tǒng)高、低電平脈沖的計數(shù)。它可按二進(jìn)制碼計數(shù),也可BCD8421碼計數(shù),有關(guān)計數(shù)器的詳細(xì)內(nèi)容將在下面的章節(jié)介紹。圖中的撥碼開關(guān)是一個機(jī)械開關(guān),它利用觸點
57、的位置,可以將撥盤上的十進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為BCD8421碼。通過撥碼開關(guān)可以設(shè)定分裝產(chǎn)品的數(shù)目,將與此對應(yīng)的8421碼送往比較器的輸入。產(chǎn)品在傳送帶上輸送,經(jīng)過光電變換,將獲得的與產(chǎn)品個數(shù)一致的電脈沖放大整形,加到計數(shù)器上計數(shù)。當(dāng)計數(shù)器計得的數(shù)目與設(shè)定值相等時,比較器輸出高電平,用這個高電平去控制相應(yīng)的裝置,使產(chǎn)品分箱。以上只是一個簡要的說明,要真正實現(xiàn)這個裝置,需要解決許多機(jī)、電、光,以及抗干擾等問題。 存儲器原理和應(yīng)用:存儲器是HYPERLINK http:/ http:/ 動態(tài)存儲器每片只有一條輸入HYPERLINK http:/ HYPERLINK http:/ 工作原理地址引線之間專門設(shè)計
58、一個地址形成電路。使系統(tǒng)地址總線信號能分時地加到8個地址的引腳上,借助芯片內(nèi)部的行HYPERLINK http:/ http:/ 當(dāng)要從DRAM芯片中讀出數(shù)據(jù)時,CPU首先將行地址加在A0-A7上,而后送出RAS鎖存信號,該信號的下降沿將地址鎖存在芯片內(nèi)部。接著將列地址加到芯片的A0-A7上,再送CAS鎖存信號,也是在信號的下降沿將列地址鎖存在芯片內(nèi)部。然后保持WE=1,則在CAS有效期間數(shù)據(jù)輸出并保持。 當(dāng)需要把數(shù)據(jù)寫入芯片時,行列地址先后將RAS和CAS鎖存在芯片內(nèi)部,然后,WE有效,加上要寫入的數(shù)據(jù),則將該數(shù)據(jù)寫入選中的存貯單元; 可編程邏輯陣列原理和應(yīng)用:(四)時序邏輯電路1、了解時序
59、邏輯電路的特點及組成 時序邏輯電路:數(shù)字電路根據(jù)邏輯功能的不同特點,可以分成兩大類,一類叫組合邏輯電路(簡稱HYPERLINK http:/ http:/ HYPERLINK http:/ 結(jié)構(gòu)圖 在數(shù)字電路通常分為HYPERLINK http:/ http:/ 2、了解時序邏輯電路的分析步驟和方法時序邏輯電路分析步驟:了解電路組成根據(jù)給定的時序電路圖,寫出下列邏輯方程組,輸出方程、各觸發(fā)器的激勵方程、狀態(tài)方程列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或畫出狀態(tài)圖和波形圖確定電路邏輯功能。分析方法為列出電路狀態(tài)表或畫出狀態(tài)圖、波形圖; 3、了解計數(shù)器的基本概念、功能和分類 計數(shù)器概念:計數(shù)是一種最簡單和基本的運算,計數(shù)器
60、就是實現(xiàn)這種運算的HYPERLINK http:/ http:/ http:/ http:/ 典型的數(shù)字控制系統(tǒng)框圖 6-1 集成數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 輸入數(shù)字和輸出電壓(模擬量)之間的關(guān)系:圖6-1-1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器6.1.1 常用D/A轉(zhuǎn)換技術(shù) 二進(jìn)制權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) D/A 轉(zhuǎn)換器,由四部分組成:(1)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò);(2)模擬開關(guān);(3)參考電壓;(4)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)輸出端的電流-電壓變換器。圖6-1-2 4位權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) D/A 轉(zhuǎn)換器 二進(jìn)制T形權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) D/A 轉(zhuǎn)換器,采用最常見的R-2R T形電阻網(wǎng)絡(luò)。它與權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的顯著區(qū)別在于,無論DAC有多少位,整個網(wǎng)絡(luò)只需要R和2R兩種阻值。圖6-1-
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