最常用單元電路分析

－電源電路單元前面介紹了電路圖中的元器件的作用和符號(hào)。一張電路圖通常有幾十乃至幾百個(gè)元器件，它們的連線縱橫交叉，形式變化多端，初學(xué)者往往不知道該從什么地方開(kāi)始，怎樣才能讀懂它。其實(shí)電子電路本身有很強(qiáng)的規(guī)律性，不管多復(fù)雜的電路，經(jīng)過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，它是由少數(shù)幾個(gè)單元電路組成的。好象孩子們玩的積木，雖然只有十來(lái)種或二三十種塊塊，可是在孩子們手中卻可以搭成幾十乃至幾百種平面圖形或立體模型。同樣道理，再?gòu)?fù)雜的電路，經(jīng)過(guò)分析就可發(fā)現(xiàn)，它也是由少數(shù)幾個(gè)單元電路組成的。因此初學(xué)者只要先熟悉常用的基本單元電路，再學(xué)會(huì)分析和分解電路的本領(lǐng)，看懂一般的電路圖應(yīng)該是不難的。按單元電路的功能可以把它們分成若干類(lèi)，每一類(lèi)又有好多種，全部單元電路大概總有幾百種。下面我們選最常用的基本單元電路來(lái)介紹。讓我們從電源電路開(kāi)始。一、電源電路的功能和組成每個(gè)電子設(shè)備都有一個(gè)供給能量的電源電路。電源電路有整流電源、逆變電源和變頻器三種。常見(jiàn)的家用電器中多數(shù)要用到直流電源。直流電源的最簡(jiǎn)單的供電方法是用電池。但電池有成本高、體積大、需要不時(shí)更換（蓄電池則要經(jīng)常充電）的缺點(diǎn)，因此最經(jīng)濟(jì)可靠而又方便的是使用整流電源。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(duì)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部分，見(jiàn)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）半波整流半波整流電路只需一個(gè)二極管，見(jiàn)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(jí)線圈，見(jiàn)圖2（b）。負(fù)載RL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(jí)線圈的變壓器，見(jiàn)圖2（c）。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正半周時(shí)VD2導(dǎo)通，C1上的電壓和U2疊加在一起對(duì)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(lái)，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(xiě)的字母“L”，被稱(chēng)為L(zhǎng)型，見(jiàn)圖3（c）。用1個(gè)電感和2個(gè)電容的濾波電路因?yàn)橄笞帜浮唉小?，被稱(chēng)為π型，見(jiàn)圖3（d），這是濾波效果較好的電路。

（4）RC濾波le/dzrm/dzyj/202109/87.html"電感器的成本高、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(jiàn)圖3（e）；π型，見(jiàn)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(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路，見(jiàn)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。

(2）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

有放大和負(fù)反饋?zhàn)饔玫拇?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(jiàn)圖4（b）、（c）。它是從取樣電路（R3、R4）中檢測(cè)出輸出電壓的變動(dòng)，與基準(zhǔn)電壓（VZ）比較并經(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)果就使輸出電壓基本不變。在這個(gè)電路的基礎(chǔ)上發(fā)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)算放大器作比較放大的電路，以及增加輔助電源和過(guò)流保護(hù)電路等。

（3）開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路

近年來(lái)廣泛應(yīng)用的新型穩(wěn)壓電源是開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源。它的調(diào)整管工作在開(kāi)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)，但電路比較復(fù)雜。

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源從原理上分有很多種。它的基本原理框圖見(jiàn)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(zhǎng)、C濾波器提供電流通路的續(xù)流二極管。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的開(kāi)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。

它的基本工作原理是:從取樣電路（R3、R4）中檢測(cè)出取樣電壓經(jīng)比較放大后去控制一個(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，達(dá)到了穩(wěn)定輸出電壓的目的。

（4）集成化穩(wěn)壓電路

近年來(lái)已有大量集成穩(wěn)壓器產(chǎn)品問(wèn)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)壓電路的所有部分包括大功率調(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（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。五、電源電路讀圖要點(diǎn)和舉例

電源電路是電子電路中比較簡(jiǎn)單然而卻是應(yīng)用最廣的電路。拿到一張電源電路圖時(shí)，應(yīng)該：①先按“整流—濾波—穩(wěn)壓”的次序把整個(gè)電源電路分解開(kāi)來(lái)，逐級(jí)細(xì)細(xì)分析。②逐級(jí)分析時(shí)要分清主電路和輔助電路、主要元件和次要元件，弄清它們的作用和參數(shù)要求等。例如開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中，電感電容和續(xù)流二極管就是它的關(guān)鍵元件。③因?yàn)榫w管有NPN和PNP型兩類(lèi)，某些集成電路要求雙電源供電，所以一個(gè)電源電路往往包括有不同極性不同電壓值和好幾組輸出。讀圖時(shí)必須分清各組輸出電壓的數(shù)值和極性。在組裝和維修時(shí)也要仔細(xì)分清晶體管和電解電容的極性，防止出錯(cuò)。④熟悉某些習(xí)慣畫(huà)法和簡(jiǎn)化畫(huà)法。⑤最后把整個(gè)電源電路從前到后全面綜合貫通起來(lái)。這張電源電路圖也就讀懂了。

例1電熱毯控溫電路

圖5是一個(gè)電熱毯電路。開(kāi)關(guān)在“1”的位置是低溫檔。220伏市電經(jīng)二極管后接到電熱毯，因?yàn)槭前氩ㄕ?，電熱毯兩端所加的是約100伏的脈動(dòng)直流電，發(fā)熱不高，所以是保溫或低溫狀態(tài)。開(kāi)關(guān)扳到“2”的位置，220伏市電直接接到電熱毯上，所以是高溫檔。

例2高壓電子滅蚊蠅器

圖6是利用倍壓整流原理得到小電流直流高壓電的滅蚊蠅器。220伏交流經(jīng)過(guò)四倍壓整流后輸出電壓可達(dá)1100伏，把這個(gè)直流高壓加到平行的金屬絲網(wǎng)上。網(wǎng)下放誘餌，當(dāng)蒼蠅停在網(wǎng)上時(shí)造成短路，電容器上的高壓通過(guò)蒼蠅身體放電把蠅擊斃。蒼蠅尸體落下后，電容器又被充電，電網(wǎng)又恢復(fù)高壓。這個(gè)高壓電網(wǎng)電流很小，因此對(duì)人無(wú)害。

由于昆蟲(chóng)夜間有趨光性，因此如在這電網(wǎng)后面放一個(gè)3瓦熒光燈或小型黑光燈，就可以誘殺蚊蟲(chóng)和有害昆蟲(chóng)。

例3實(shí)用穩(wěn)壓電源

圖7是一個(gè)實(shí)用的穩(wěn)壓電源。輸出電壓3～9伏可調(diào)，輸出電流最大100毫安。這個(gè)電路就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意的是:①整流橋的畫(huà)法和圖2（c）不同，實(shí)際上它就是橋式整流電路。②這個(gè)電路使用PNP型鍺管，所以輸出是負(fù)電壓，正極接地。③用兩個(gè)普通二極管代替穩(wěn)壓管。任何二極管的正向壓降都是基本不變的，因此可用二極管代替穩(wěn)壓管。2AP型二極管的正向壓降約是0.3伏，2CP型約是0.7伏，2CZ型約是1伏。圖中用了兩個(gè)2CZ二極管作基準(zhǔn)電壓。④取樣電阻是一個(gè)電位器，所以輸出電壓是可調(diào)的。能夠把微弱的信號(hào)放大的電路叫做放大電路或放大器。例如助聽(tīng)器里的關(guān)鍵部件就是一個(gè)放大器。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(jí)分解、抓住關(guān)鍵、細(xì)致分析、全面綜合”的原則和步驟進(jìn)行。首先把整個(gè)放大電路按輸入、輸出逐級(jí)分開(kāi)，然后逐級(jí)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)：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(huà)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)反饋，這種反饋有時(shí)在本級(jí)內(nèi)，有時(shí)是從后級(jí)反饋到前級(jí)，所以在分析這一級(jí)時(shí)還要能“瞻前顧后”。在弄通每一級(jí)的原理之后就可以把整個(gè)電路串通起來(lái)進(jìn)行全面綜合。

下面我們介紹幾種常見(jiàn)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端是輸出。3端是公共點(diǎn)，通常是接地的，也稱(chēng)“地”端。靜態(tài)時(shí)的直流通路見(jiàn)圖1（b），動(dòng)態(tài)時(shí)交流通路見(jiàn)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(chǎng)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。基極電壓是由RB1和RB2分壓取得的，所以稱(chēng)為分壓偏置。發(fā)射極中增加電阻RE和電容CE，CE稱(chēng)交流旁路電容，對(duì)交流是短路的；RE則有直流負(fù)反饋?zhàn)饔?。所謂反饋是指把輸出的變化通過(guò)某種方式送到輸入端，作為輸入的一部分。如果送回部分和原來(lái)的輸入部分是相減的，就是負(fù)反饋。圖中基極真正的輸入電壓是RB2上電壓和RE上電壓的差值，所以是負(fù)反饋。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)反饋很深的電路。由于很深的負(fù)反饋，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(jí)、輸出級(jí)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(jí)，級(jí)與級(jí)之間的聯(lián)系就稱(chēng)為耦合。放大器的級(jí)間耦合方式有三種：①RC耦合，見(jiàn)圖4（a）。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、成本低。但性能不是最佳。②變壓器耦合，見(jiàn)圖4（b）。優(yōu)點(diǎn)是阻抗匹配好、輸出功率和效率高，但變壓器制作比較麻煩。③直接耦合，見(jiàn)圖4（c）。優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬，可作直流放大器使用，但前后級(jí)工作有牽制，穩(wěn)定性差，設(shè)計(jì)制作較麻煩。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(jí)放大器就是功率放大器。

（1）甲類(lèi)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RL通過(guò)變壓器匝數(shù)比折算過(guò)來(lái)的：

RC′=（N1N2）2RL=N2RL

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(méi)有輸入信號(hào)，晶體管始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，靜態(tài)電流比較大，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(chēng)為甲類(lèi)工作狀態(tài)。這種電路一般用在功率不太大的場(chǎng)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(lèi)推挽功率放大器

圖6是常用的乙類(lèi)推挽功率放大電路。它由兩個(gè)特性相同的晶體管組成對(duì)稱(chēng)電路，在沒(méi)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(chēng)為乙類(lèi)工作狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)是正弦波時(shí)，正半周時(shí)VT1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)載上得到純正的正弦波。這種兩管交替工作的形式叫做推挽電路。

乙類(lèi)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(wú)變壓器乙類(lèi)推挽放大器，簡(jiǎn)稱(chēng)OTL電路，是一種性能很好的功率放大器。為了易于說(shuō)明，先介紹一個(gè)有輸入變壓器沒(méi)有輸出變壓器的OTL電路，如圖7。

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(guò)的電流很小，電容C上充有對(duì)地為12Ec的直流電壓。在有輸入信號(hào)時(shí)，正半周時(shí)VT1導(dǎo)通，VT2截止，集電極電流ic1方向如圖所示，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ic2的方向如圖所示，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)電路為基礎(chǔ)，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(duì)稱(chēng)式OTL電路，以及最新的橋接推挽功率放大器，簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)為直流放大電路或直流放大器。測(cè)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耦合或變壓器耦合，只能用直接耦合方式。圖8是一個(gè)兩級(jí)直耦放大器。直耦方式會(huì)帶來(lái)前后級(jí)工作點(diǎn)的相互牽制，電路中在VT2的發(fā)射極加電阻RE以提高后級(jí)發(fā)射極電位來(lái)解決前后級(jí)的牽制。直流放大器的另一個(gè)更重要的問(wèn)題是零點(diǎn)漂移。所謂零點(diǎn)漂移是指放大器在沒(méi)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(jí)放大，使輸出端產(chǎn)生虛假信號(hào)。放大器級(jí)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(chǎng)合。

（2）差分放大器

解決零點(diǎn)漂移的辦法是采用差分放大器，圖9是應(yīng)用較廣的射極耦合差分放大器。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)反饋?zhàn)饔?。?shí)際上這是一個(gè)橋形電路，兩個(gè)RC和兩個(gè)管子是四個(gè)橋臂，輸出電壓V0從電橋的對(duì)角線上取出。沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)，因?yàn)镽C1=RC2和兩管特性相同，所以電橋是平衡的，輸出是零。由于是接成橋形，零點(diǎn)漂移也很小。

差分放大器有良好的穩(wěn)定性，因此得到廣泛的應(yīng)用。集成運(yùn)算放大器

集成運(yùn)算放大器是一種把多級(jí)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“—”作標(biāo)記；下面的叫同相輸入端，用“＋”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

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)反饋經(jīng)反饋電阻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。如對(duì)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(guò)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。

（3）同相輸出高輸入阻抗運(yùn)放電路

圖13中沒(méi)有接入R1，相當(dāng)于R1阻值無(wú)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。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(jí)分解開(kāi)，然后一級(jí)一級(jí)分析弄懂它的原理，最后再全面綜合。讀圖時(shí)要注意：①在逐級(jí)分析時(shí)要區(qū)分開(kāi)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，防止自激振蕩的防振元件、去耦元件，保護(hù)電路中的保護(hù)元件等。②在分析中最主要和困難的是反饋的分析，要能找出反饋通路，判斷反饋的極性和類(lèi)型，特別是多級(jí)放大器，往往以后級(jí)將負(fù)反饋加到前級(jí)，因此更要細(xì)致分析。③一般低頻放大器常用RC耦合方式；高頻放大器則常常是和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較小。④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。

例1助聽(tīng)器電路

圖14是一個(gè)助聽(tīng)器電路，實(shí)際上是一個(gè)4級(jí)低頻放大器。VT1、VT2之間和VT3、VT4之間采用直接耦合方式，VT2和VT3之間則用RC耦合。為了改善音質(zhì)，VT1和VT3的本級(jí)有并聯(lián)電壓負(fù)反饋（R2和R7）。由于使用高阻抗的耳機(jī)，所以可以把耳機(jī)直接接在VT4的集電極回路內(nèi)。R6、C2是去耦電路，C6是電源濾波電容。例2收音機(jī)低放電路

圖15是普及型收音機(jī)的低放電路。電路共3級(jí)，第1級(jí)（VT1）前置電壓放大，第2級(jí)（VT2）是推動(dòng)級(jí)，第3級(jí)（VT3、VT4）是推挽功放。VT1和VT2之間采用直接耦合，VT2和VT3、VT4之間用輸入變壓器（T1）耦合并完成倒相，最后用輸出變壓器（T2）輸出，使用低阻揚(yáng)聲器。此外，VT1本級(jí)有并聯(lián)電壓負(fù)反饋（R1），T2次級(jí)經(jīng)R3送回到VT2有串聯(lián)電壓負(fù)反饋。電路中C2的作用是增強(qiáng)高音區(qū)的負(fù)反饋，減弱高音以增強(qiáng)低音。R4、C4為去耦電路，C3為電源的濾波電容。整個(gè)電路簡(jiǎn)單明了。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(chēng)為振蕩電路或振蕩器。這種現(xiàn)象也叫做自激振蕩。或者說(shuō)，能夠產(chǎn)生交流信號(hào)的電路就叫做振蕩電路。

一個(gè)振蕩器必須包括三部分：放大器、正反饋電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。放大器能對(duì)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。正反饋電路保證向振蕩器輸入端提供的反饋信號(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)則只允許某個(gè)特定頻率f0能通過(guò)，使振蕩器產(chǎn)生單一頻率的輸出。

振蕩器能不能振蕩起來(lái)并維持穩(wěn)定的輸出是由以下兩個(gè)條件決定的；一個(gè)是反饋電壓uf和輸入電壓Ui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(shuō)必須保證是正反饋。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件是否成立。

振蕩器按振蕩頻率的高低可分成超低頻（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(lèi)。

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(chǎng)合使用。在一般家用電器中，大量使用著各種LC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較高，常見(jiàn)電路有3種。

（1）變壓器反饋LC振蕩電路

圖1（a）是變壓器反饋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(jí)是起選頻作用的LC諧振電路，變壓器T的次級(jí)向放大器輸入提供正反饋信號(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(guò)變壓器初次級(jí)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(méi)有錯(cuò)誤，這個(gè)反饋信號(hào)電壓是和輸入信號(hào)電壓相位相同的，也就是說(shuō)，它是正反饋。因此電路的振蕩迅速加強(qiáng)并最后穩(wěn)定下來(lái)。

變壓器反饋LC振蕩電路的特點(diǎn)是：頻率范圍寬、容易起振，但頻率穩(wěn)定度不高。它的振蕩頻率是：f0=1／2πLC。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（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上取出反饋電壓加到晶體管VT的基極。從圖2（b）看到，晶體管的輸入電壓和反饋電壓是同相的，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(chēng)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：f0=1/2πLC，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(jiàn)圖3（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上取出反饋電壓加到晶體管VT的基極。從圖3（b）看到，晶體管的輸入電壓和反饋電壓同相，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(chēng)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：f0=1/2πLC，其中C=C1C2C1+C2。

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。

（1）RC相移振蕩電路

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)起到選頻和正反饋的作用。從圖4（b）的交流等效電路看到：因?yàn)槭菃渭?jí)共發(fā)射極放大電路，晶體管VT的輸出電壓Uo與輸出電壓Ui在相位上是相差180°。當(dāng)輸出電壓經(jīng)過(guò)RC網(wǎng)絡(luò)后，變成反饋電壓Uf又送到輸入端時(shí)，由于RC網(wǎng)絡(luò)只對(duì)某個(gè)特定頻率f0的電壓產(chǎn)生180°的相移，所以只有頻率為f0的信號(hào)電壓才是正反饋而使電路起振。可見(jiàn)RC網(wǎng)絡(luò)既是選頻網(wǎng)絡(luò)，又是正反饋電路的一部分。

RC相移振蕩電路的特點(diǎn)是：電路簡(jiǎn)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(chǎng)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)：f0=12π6RC。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(jiàn)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)又是正反饋電路的一部分。這個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)某個(gè)特定頻率為f0的信號(hào)電壓沒(méi)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(jí)，從V2輸出端取出的反饋電壓Uf是和放大器輸入電壓同相的（2級(jí)相移360°=0°）。因此反饋電壓經(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f0的電壓才能滿足相位平衡條件而起振?？梢?jiàn)RC串并聯(lián)電路同時(shí)起到了選頻和正反饋的作用。

實(shí)際上為了提高振蕩器的工作質(zhì)量，電路中還加有由Rt和RE1組成的串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路。其中Rt是一個(gè)有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，它對(duì)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、Rt和RE1分別是電橋的4個(gè)臂，放大器的輸入和輸出分別接在電橋的兩個(gè)對(duì)角線上，所以被稱(chēng)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=R2=R、C1=C2=C時(shí)f0=12πRC。它的頻率范圍從1赫～1兆赫。調(diào)幅和檢波電路

廣播和無(wú)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)中還原的過(guò)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)則叫載波。常見(jiàn)的連續(xù)波調(diào)制方法有調(diào)幅和調(diào)頻兩種，對(duì)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(guò)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(guò)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)則通過(guò)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部分，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(jí)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(guò)程正好和調(diào)幅相反。檢波過(guò)程也是一個(gè)頻率變換過(guò)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部分。下面舉二極管檢波器為例說(shuō)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(duì)C充電；負(fù)半周和輸入電壓較小時(shí)，二極管截止，C對(duì)R放電。在R兩端得到的電壓包含的頻率成分很多，經(jīng)過(guò)電容C濾除了高頻部分，再經(jīng)過(guò)隔直流電容C0的隔直流作用，在輸出端就可得到還原的低頻信號(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，而振幅則保持不變。鑒頻則是從調(diào)頻波中解調(diào)出原來(lái)的低頻信號(hào)，它的過(guò)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(huà)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，還原成低頻信號(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(chēng)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(hào)。電子電路中另一大類(lèi)電路的數(shù)字電子電路。它加工和處理的對(duì)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(zhuān)門(mén)用來(lái)產(chǎn)生電脈沖和對(duì)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、電子開(kāi)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(shuō)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tr、脈沖后沿tf和脈沖寬度tk來(lái)表示。如果一個(gè)脈沖的寬度tk=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(shuō)脈沖電路的特點(diǎn)是：脈沖電路中的晶體管是工作在開(kāi)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(kāi)關(guān)電路。從所用的晶體管也可以看出來(lái)，在工作頻率較高時(shí)都采用專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)管，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(lái)說(shuō)，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Rb2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，Rb2是接到一個(gè)負(fù)電源上的，而且Rb1和Rb2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(lái)的。不僅如此，為了使晶體管開(kāi)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都是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的，這是一個(gè)特點(diǎn)。

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(kāi)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(duì)電路起開(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)多諧振蕩器。如果用門(mén)來(lái)作比喻，多諧振蕩器輸出端時(shí)開(kāi)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(mén)，它不需要人去推動(dòng)，總是不停地開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)。

（1）集基耦合多諧振蕩器

圖2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饋電路組成。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)Rb1=Rb2=R，Cb1=Cb2=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(duì)稱(chēng)，則輸出是矩形脈沖

（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(mén)、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(jiǎn)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(duì)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(jiàn)圖5。當(dāng)電路時(shí)間常數(shù)τ=RC<<tk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(duì)尖脈沖。輸入脈沖前沿則輸出正向尖脈沖，輸入脈沖后沿則輸出負(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τ=RC>>tk，電路就成為積分電路，見(jiàn)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(chēng)為限幅器或削波器。圖7是用/94.html"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。

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(duì)脈沖整形（如把輸入高低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(gè)數(shù)值上而使波形保持不變的電路稱(chēng)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(guò)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(méi)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(wú)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)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(méi)有外來(lái)的觸發(fā)，輸出狀態(tài)能一直保持不變。所以常被用作寄存二進(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(duì)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)是高電平。如果沒(méi)有外來(lái)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”寄存在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(chēng)為觸發(fā)脈沖），就會(huì)使VT1基極電位下降，由于正反饋的作用，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(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(mén)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(mén)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(wú)穩(wěn)電路有2個(gè)暫穩(wěn)態(tài)而沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，雙穩(wěn)電路則有2個(gè)穩(wěn)態(tài)而沒(méi)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(mén)來(lái)作比喻，單穩(wěn)電路可以看成是一扇彈簧門(mén)，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(mén)就打開(kāi)，但由于彈力作用，門(mén)很快又自動(dòng)關(guān)上，恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。所以“開(kāi)”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(jí)反相器交叉耦合而成的正反饋電路。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(wú)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(zhǎng)的時(shí)間，很快它又恢復(fù)到原來(lái)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：tt=0.7RC。

（2）集成化單穩(wěn)電路

用集成門(mén)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(mén)交叉連接，門(mén)1輸出到門(mén)2是用微分電路耦合，門(mén)2輸出到門(mén)1是直接耦合，觸發(fā)脈沖加到門(mén)1的另一個(gè)輸入端UI。它的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間即定時(shí)時(shí)間為：tt=（0.7～1.3）RC。脈沖電路的讀圖要點(diǎn)

①脈沖電路的特點(diǎn)是工作在開(kāi)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(kāi)，先認(rèn)定主電路的功能，再分析輔助電路的作用。②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基本單元電路，它們都由雙管反相器構(gòu)成正反饋電路，這是它們的相同點(diǎn)。但細(xì)分析起來(lái)它們還是各有特點(diǎn)的：無(wú)穩(wěn)和雙穩(wěn)電路雖然都有對(duì)稱(chēng)形式，但無(wú)穩(wěn)電路是用電容耦合，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(duì)稱(chēng)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。③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(duì)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)殡娐分袀鬟f的雖然也是脈沖，但這些脈沖是用來(lái)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(guò)數(shù)字化處理后變成了一串串電脈沖，它們被稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)。能處理數(shù)字信號(hào)的電路就稱(chēng)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(kāi)、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(cè)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(mén)電路和觸發(fā)器兩種基本單元電路，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(jiǎn)化了的圖形符號(hào)去表示它們，而不畫(huà)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電路等等。按邏輯功能要求把這些圖形符號(hào)組合起來(lái)畫(huà)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(kāi)0和1，0和1的組合關(guān)系沒(méi)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，較少考慮它的電氣參數(shù)性能等問(wèn)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(mén)電路和觸發(fā)器

（1）門(mén)電路

門(mén)電路可以看成是數(shù)字邏輯電路中最簡(jiǎn)單的元件。目前有大量集成化產(chǎn)品可供選用。

最基本的門(mén)電路有3種：非門(mén)、與門(mén)和或門(mén)。非門(mén)就是反相器，它把輸入的0信號(hào)變成1，1變成0。這種邏輯功能叫“非”，如果輸入是A，輸出寫(xiě)成P=A。與門(mén)有2個(gè)以上輸入，它的功能是當(dāng)輸入都是1時(shí)，輸出才是1。這種功能也叫邏輯乘，如果輸入是A、B，輸出寫(xiě)成P=A·B?；蜷T(mén)也有2個(gè)以上輸入，它的功能是輸入有一個(gè)1時(shí)，輸出就是1。這種功能也叫邏輯加，輸出就寫(xiě)成P=A＋B。

把這三種基本門(mén)電路組合起來(lái)可以得到各種復(fù)合門(mén)電路，如與門(mén)加非門(mén)成與非門(mén)，或門(mén)加非門(mén)成或非門(mén)。圖1是它們的圖形符號(hào)和真值表。此外還有與或非門(mén)、異或門(mén)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(mén)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(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RD和SD，平時(shí)正常工作時(shí)要RD和SD端都加高電平1，如果使RD=0（SD仍為1），則觸發(fā)器被置成Q=0；如果使SD=0（RD=1），則被置成Q=1。因此RD端稱(chēng)為置0端，SD端稱(chēng)為置1端。D觸發(fā)器的邏輯符號(hào)見(jiàn)圖2，圖中Q、D、SD端畫(huà)在同一側(cè)；Q、RD畫(huà)在另一側(cè)。RD和SD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(shí)，它的輸出和D的狀態(tài)相同。如D=0，CP來(lái)到后，Q=0；如D=1，CP來(lái)到后，Q=1。CP脈沖起控制開(kāi)門(mén)作用，如果CP=0，則不管D是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持原來(lái)狀態(tài)不變。這樣的邏輯功能畫(huà)成表格就稱(chēng)為功能表或特性表，見(jiàn)圖2。表中Qn+1表示加上觸發(fā)信號(hào)后變成的狀態(tài)，Qn是原來(lái)的狀態(tài)?！癤”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：D1、D2…它們之間是邏輯與的關(guān)系，也就是只有當(dāng)D1、D2…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：RD端和SD端，以及兩個(gè)輸出端：Q和Q端。它的邏輯符號(hào)見(jiàn)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(huà)一個(gè)小圓圈以示區(qū)別。圖中，J、SD、Q畫(huà)在同一側(cè)，K、RD、Q畫(huà)在另一側(cè)。

J－K觸發(fā)器的邏輯功能見(jiàn)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；Qn＋1=Qn，J＝0、K=1，觸發(fā)器被置0：Qn＋1=0；J=1、K=0，Qn+1=1；J=1、K=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一下：Qn＋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(lái)狀態(tài)不變：Qn＋1=Qn。有的J—K觸發(fā)器同時(shí)有好幾個(gè)J端和K端，J1、J2…和K1、K2…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(jiǎn)潔，常常把RD和SD端省略不畫(huà)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(chēng)為編碼器。反過(guò)來(lái)能把二進(jìn)制數(shù)碼還原成數(shù)字、字母的電路就稱(chēng)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(chēng)為8－4－2－1碼或簡(jiǎn)稱(chēng)BCD碼。所以這種編碼器就稱(chēng)為“10線-4線編碼器”或“DEC／BCD編碼器”。

從圖看到，它是由與非門(mén)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(duì)應(yīng)的線被接地，等于輸入低電平0、于是門(mén)D輸出為1，整個(gè)輸出成0001。

如按下“7”鍵，則B門(mén)、C門(mén)、D門(mén)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(jiàn)圖4（b）。左側(cè)有10個(gè)輸入端，帶小圓圈表示要用低電平，右側(cè)有4個(gè)輸出端，從上到下按從低到高排列。使用時(shí)可以直接選用。

（2）譯碼器

要把二進(jìn)制碼還原成十進(jìn)制數(shù)就要用譯碼器。它也是由門(mén)電路組成的，現(xiàn)在也有集成化產(chǎn)品供選用。圖5是一個(gè)4線—10線譯碼器。它的左側(cè)為4個(gè)二進(jìn)制碼的輸入端，右側(cè)有10個(gè)輸出端，從上到下按0、1、…9排列表示10個(gè)十進(jìn)制數(shù)。輸出端帶小圓圈表示低電平有效。平時(shí)10個(gè)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。

如果要想把十進(jìn)制數(shù)顯示出來(lái)，就要使用數(shù)碼管。現(xiàn)以共陽(yáng)極發(fā)光二極管（LED）七段數(shù)碼顯示管為例，見(jiàn)圖6。它有七段發(fā)光二極管，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?jiàn)要把十進(jìn)制數(shù)用七段顯示管顯示出來(lái)還要經(jīng)過(guò)一次譯碼。如果使用“4線—7線譯碼器”和顯示管配合使用，就很簡(jiǎn)單，輸入二進(jìn)制碼可直接顯示十進(jìn)制數(shù)，見(jiàn)圖6。譯碼器左側(cè)有4個(gè)二進(jìn)制碼的輸入端，右側(cè)有7個(gè)輸出可直接和數(shù)碼管相連。左上側(cè)另有一個(gè)滅燈控制端IB，正常工作時(shí)應(yīng)加高電平1，如不需要這位數(shù)字顯示就在IB上加低電平0，就可使這位數(shù)字熄滅。寄存器和移位寄存器

（1）寄存器

能夠把二進(jìn)制數(shù)碼存貯起來(lái)的的部件叫數(shù)碼寄存器，簡(jiǎn)稱(chēng)寄存器。圖7是用4個(gè)D觸發(fā)器組成的寄存器，它能存貯4位二進(jìn)制數(shù)。4個(gè)CP端連在一起作為控制端，只有CP=1時(shí)它才接收和存貯數(shù)碼。4個(gè)RD端連在一起成為整個(gè)寄存器的清零端。如果要存貯二進(jìn)制碼1001，只要把它們分別加到觸發(fā)器D端，當(dāng)CP來(lái)到后4個(gè)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）移位寄存器

有移位功能的寄存器叫移位寄存器，它可以是左移的、右移的，也可是雙向移位的。

圖8是一個(gè)能把數(shù)碼逐位左移的寄存器。它和一般寄存器不同的是：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(shí)CP稱(chēng)為移位脈沖。

先從RD端送低電平清零，使寄存器成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(gè)CP后，1被打入第1個(gè)觸發(fā)器，寄存器成0001；第2個(gè)CP后，Qo的1被移入Q1，新的0打入D1，成為0010；第3個(gè)CP后，成為0100；第4個(gè)CP后，成為1001。

可見(jiàn)經(jīng)過(guò)4個(gè)CP，寄存器就寄存了4位二進(jìn)制碼1001。目前已有品種繁多的集成化寄存器供選用。計(jì)數(shù)器和分頻器

（1）計(jì)數(shù)器

能對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的部件叫計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器品種繁多，有作累加計(jì)數(shù)的稱(chēng)為加法計(jì)數(shù)器，有作遞減計(jì)數(shù)的稱(chēng)為減法計(jì)數(shù)器；按觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)來(lái)分又有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；按數(shù)制來(lái)分又有二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和其它進(jìn)位制的計(jì)數(shù)器等等。

現(xiàn)舉一個(gè)最簡(jiǎn)單的加法計(jì)數(shù)器為例，見(jiàn)圖9。它是一個(gè)16進(jìn)制計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值是1111，相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)15。需要計(jì)數(shù)的脈沖加到最低位觸發(fā)器的CP端上，所有的J、K端都接高電平1，各觸發(fā)器Q端接到相鄰高一位觸發(fā)器的CP端上。J—K觸發(fā)器的特性表告訴我們：當(dāng)J=1、K=1時(shí)來(lái)一個(gè)CP，觸發(fā)器便翻轉(zhuǎn)一次。在全部清零后，①第1個(gè)CP后沿，觸發(fā)器C0翻轉(zhuǎn)成Q0=1，其余3個(gè)觸發(fā)器仍保持0態(tài)，整個(gè)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)是0001。②第2個(gè)CP后沿，觸發(fā)器C0又翻轉(zhuǎn)成“Q0=0，C1翻轉(zhuǎn)成Q1=1，計(jì)數(shù)器成0010?！降?5個(gè)CP后沿，計(jì)數(shù)器成1111?？梢?jiàn)這個(gè)計(jì)數(shù)器確實(shí)能對(duì)CP脈沖計(jì)數(shù)。2）分頻器

計(jì)數(shù)器的第一個(gè)觸發(fā)器是每隔2個(gè)CP送出一個(gè)進(jìn)位脈沖，所以每個(gè)觸發(fā)器就是一個(gè)2分頻的分頻器，16進(jìn)制計(jì)數(shù)器就是一個(gè)16分頻的分頻器。

為了提高電子鐘表的精確度，普遍采用的方法是用晶體振蕩器產(chǎn)生32768赫標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)脈沖，經(jīng)過(guò)15級(jí)2分頻處理得到1赫的秒信號(hào)。因?yàn)榫w振蕩器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度很高，所以得到的秒脈沖信號(hào)也是精確可靠的。把它們做到一個(gè)集成片上便是電子手表專(zhuān)用集成電路產(chǎn)品，見(jiàn)圖10。數(shù)字邏輯電路讀圖要點(diǎn)和舉例

數(shù)字邏輯電路的讀圖步驟和其它電路是相同的，只是在進(jìn)行電路分析時(shí)處處要用邏輯分析的方法。讀圖時(shí)要：①先大致了解電路的用途和性能。②找出輸入端、輸出端和關(guān)鍵部件，區(qū)分開(kāi)各種信號(hào)并弄清信號(hào)的流向。③逐級(jí)分析輸出與輸入的邏輯關(guān)系，了解各部分的邏輯功能。④最后統(tǒng)觀全局得出分析結(jié)果。

例1三路搶答器

圖11是智力競(jìng)賽用的三路搶答器電路。裁判按下開(kāi)關(guān)SA4，觸發(fā)器全部被置零，進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。這時(shí)Q1～Q3均為1，搶答燈不亮；門(mén)1和門(mén)2輸出為0，門(mén)3和門(mén)4組成的音頻振蕩器不振蕩，揚(yáng)聲器無(wú)聲。

競(jìng)賽開(kāi)始，假定1號(hào)臺(tái)搶先按下SA1，觸發(fā)器C1翻轉(zhuǎn)成Q1=1、Q1=0。于是：①門(mén)2輸出為1，振蕩器振蕩，揚(yáng)聲器發(fā)聲；②HL1燈點(diǎn)亮；③門(mén)1輸出為1，這時(shí)2號(hào)、3號(hào)臺(tái)再按開(kāi)關(guān)也不起作用。裁判宣布競(jìng)賽結(jié)果后，再按一下SA4，電路又進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。

例2彩燈追逐電路

圖12是4位移位寄存器控制的彩燈電路。開(kāi)始時(shí)按下SA，觸發(fā)器C1～C4被置成1000，彩燈HL1被點(diǎn)亮。CP脈沖來(lái)到后，寄存器移1位，觸發(fā)器C1～C4成0100，彩燈HL2點(diǎn)亮。第2個(gè)CP脈沖點(diǎn)亮HL3，第3個(gè)點(diǎn)亮HL4，第4個(gè)CP又把觸發(fā)器C1～C4置成1000，又點(diǎn)亮HL1。如此循環(huán)往復(fù)，彩燈不停閃爍。只要增加觸發(fā)器可使燈數(shù)增加，改變CP的頻率可變化速度。555集成時(shí)基電路的特點(diǎn)

555集成電路開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)是作定時(shí)器應(yīng)用的，所以叫做555定時(shí)器或555時(shí)基電路。但是后來(lái)經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)，它除了作定時(shí)延時(shí)控制外，還可以用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制以及計(jì)量檢測(cè)等作用；還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，作為交流信號(hào)源以及完成電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等用途。由于它工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉，因此目前被廣泛用于各種小家電中。

555集成電路內(nèi)部有幾十個(gè)元器件，有分壓器、比較器、觸發(fā)器、輸出管和放電管等，電路比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體。它的性能和參數(shù)要在非線性模擬集成電路手冊(cè)中才能查到。555集成電路是8腳封裝，圖1（a）是雙列直插型封裝，按輸入輸出的排列可畫(huà)成圖1（b）。其中6腳稱(chēng)閥值端（TH），是上比較器的輸入。2腳稱(chēng)觸發(fā)端（），是下比較器的輸入。3腳是輸出端（VO），它有0和1兩種狀態(tài)，它的狀態(tài)是由輸入端所加的電平?jīng)Q定的。7腳的放電端（DIS），它是內(nèi)部放電管的輸出，它也有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定的。4腳是復(fù)位端（），加上低電砰（＜0.3伏）時(shí)可使輸出成低電平。5腳稱(chēng)控制電壓端（VC），可以用它改變上下觸發(fā)電平值。8腳是電源，1腳為地端。

對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，可以把555電路等效成一個(gè)帶放電開(kāi)關(guān)的R－S觸發(fā)器，如圖2（a）。這個(gè)特殊的觸發(fā)器有兩個(gè)輸入端；閾值端（TH）可看成是置零端R，要求高電平；觸發(fā)端（）可看成是置位端，低電平有效。它只有1個(gè)輸出端VO，VO可等效成觸發(fā)器的Q端。放電端（DIS）可看成由內(nèi)部的放電開(kāi)關(guān)控制的一個(gè)接點(diǎn)，放電開(kāi)關(guān)由觸發(fā)器的Q端控制：=1時(shí)DIS端接地；=0時(shí)DIS端懸空。此外這個(gè)觸發(fā)器還有復(fù)位端，控制電壓端VC，電源端VDD和地端GND。

這個(gè)特殊的R－S觸發(fā)器有2個(gè)特點(diǎn)：（1）兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低：置零端R即閾值端TH要求高電平，而置低端S即觸發(fā)端則要求低電平。（2）兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平，也就是使它們翻轉(zhuǎn)的閾值電壓值也不同，當(dāng)VC端不接控制電壓時(shí)，對(duì)TH（R）端來(lái)講，>2/3VDD是高電平1，<2/3VDD是低電平0；而對(duì)（）端來(lái)講，＞1/3VDD是高電平1，＜1/3VDD是低電平0。如果在控制端（VC）加上控制電壓VC，這時(shí)上觸發(fā)電平就變成VC值，而下觸發(fā)電平則變成1/2VC?？梢?jiàn)改變控制端的控制電壓值可以改變上下觸發(fā)電平值。

經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化，555電路可以等效成一個(gè)觸發(fā)器，它的功能表見(jiàn)圖2（b）。

555集成電路有雙極型和CMOS型兩種。CMOS型的優(yōu)點(diǎn)是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高，但輸出功率較小，輸出驅(qū)動(dòng)電流只有幾毫安。雙極型的優(yōu)點(diǎn)是輸出功率大，驅(qū)動(dòng)電流達(dá)200毫安，其它指標(biāo)則不如CMOS型的。

此外還有一種556雙時(shí)基電路，14腳封裝，內(nèi)部包含有兩個(gè)相同的時(shí)基電路單元。555的應(yīng)用電路很多，大體上可分為555單穩(wěn)、555雙穩(wěn)和555無(wú)穩(wěn)三類(lèi)。555單穩(wěn)電路單穩(wěn)電路有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。555的單穩(wěn)電路是利用電容的充放電形成暫穩(wěn)態(tài)的，因此它的輸入端都帶有定時(shí)電阻和定時(shí)電容，常見(jiàn)的555單穩(wěn)電路有兩種。

（1）人工啟動(dòng)型單穩(wěn)

將555電路的6、2端并接起來(lái)接在RC定時(shí)電路上，在定時(shí)電容CT兩端接按鈕開(kāi)關(guān)SB，就成為人工啟動(dòng)型555單穩(wěn)電路，見(jiàn)圖3（a）。用等效觸發(fā)器替代555，并略去與單穩(wěn)工作無(wú)關(guān)的部分后畫(huà)成等效圖3（b）。下面分析它的工作：

①穩(wěn)態(tài)：接上電源后，電容CT很快充到VDD，從圖3（b）看到，觸發(fā)器輸入R=1，=1，從功能表查到輸出Vo=0，這是它的穩(wěn)態(tài)。

②暫穩(wěn)態(tài)：按下開(kāi)關(guān)SB，CT上電荷很快放到零，相當(dāng)于觸發(fā)器輸入R=0，=0，輸出立即翻轉(zhuǎn)成Vo=1，暫穩(wěn)態(tài)開(kāi)始。開(kāi)關(guān)放開(kāi)后，電源又向CT充電，經(jīng)時(shí)間td后，CT上電壓升到>2/3VDD時(shí)，輸出又翻轉(zhuǎn)成V=0，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。td就是單穩(wěn)電路的定時(shí)時(shí)間或延時(shí)時(shí)間，它和定時(shí)電阻RT和定時(shí)電容CT的值有關(guān)；td=1.1RTCT。（2）脈沖啟動(dòng)型單穩(wěn)

把555電路的6、7端并接起來(lái)接到定時(shí)電容CT上，用2端作輸入就成為脈沖啟動(dòng)型單穩(wěn)電路，見(jiàn)圖4（a）。電路的2端平時(shí)接高電平，當(dāng)輸入接低電平或輸入負(fù)脈沖時(shí)才啟動(dòng)電路。用等效觸發(fā)器替代555電路后可畫(huà)成圖4（b）。這個(gè)電路利用放電端使定時(shí)電容能快速放電。下面分析它的工作狀態(tài)：

①穩(wěn)態(tài)：通電后，R=1，=1，輸出Vo=0，DIS端接地，CT上電壓為0即R=0，輸出仍保持Vo=0，這是它的穩(wěn)態(tài)。

②暫穩(wěn)態(tài)：輸入負(fù)脈沖后，輸入=0，輸出翻轉(zhuǎn)成Vo=1，DIS端開(kāi)路，電源通過(guò)RT向CT充電，暫穩(wěn)態(tài)開(kāi)始。經(jīng)過(guò)td后，CT上電壓升到＞2/3VDD，這時(shí)負(fù)脈沖已經(jīng)消失，輸入又成為R=1，=1，輸出又翻轉(zhuǎn)成Vo=0，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。這時(shí)內(nèi)部放電開(kāi)關(guān)接通，DIS端接地，CT上電荷很快放到零，為下一次定時(shí)控制作準(zhǔn)備。電路的定時(shí)時(shí)間td=1.1RTCT。

這兩種單穩(wěn)電路常用作定時(shí)延時(shí)控制。555雙穩(wěn)電路

常見(jiàn)的555雙穩(wěn)電路有兩種。

（1）R-S觸發(fā)器型雙穩(wěn)把555電路的6、2端作為兩個(gè)控制輸入端，7端不用，就成為一個(gè)R－S觸發(fā)器。要注意的是兩個(gè)輸入端的電平要求和閾值電壓都不同，見(jiàn)圖5（a）。有時(shí)可能只有一個(gè)控制端，這時(shí)另一個(gè)控制端要設(shè)法接死，根據(jù)電路要求可以把R端接到電源端，見(jiàn)圖5（b），也可以把S端接地，用R端作輸入。

有兩個(gè)輸入端的雙穩(wěn)電路常用作電機(jī)調(diào)速、電源上下限告警等用途，有一個(gè)輸入端的雙穩(wěn)電路常作為單端比較器用作各種檢測(cè)電路。

（2）施密特觸發(fā)器型雙穩(wěn)

把555電路的6、2端并接起來(lái)成為只有一個(gè)輸入端的觸發(fā)器，見(jiàn)圖6（a）。這個(gè)觸發(fā)器因?yàn)檩敵鲭妷汉洼斎腚妷旱年P(guān)系是一個(gè)長(zhǎng)方形的回線形，見(jiàn)圖6（b），所以被稱(chēng)為施密特觸發(fā)器。從曲線看到，當(dāng)輸入Vi=0時(shí)輸出Vo=1。當(dāng)輸入電壓從0上升時(shí)，要升到＞2/3VDD以后，Vo才翻轉(zhuǎn)成0。而當(dāng)輸入電壓從最高值下降時(shí)，要降到<1/3VDD以后，Vo才翻轉(zhuǎn)成1。所以輸出電壓和輸入電壓之間是一個(gè)回線形曲線。由于它的輸入有兩個(gè)不同的閾值電壓，所以這種電路被用作電子開(kāi)關(guān)，各種控制電路，波形變換和整形的用途。555無(wú)穩(wěn)電路

無(wú)穩(wěn)電路有2個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，它不需要外觸發(fā)就能自動(dòng)從一種暫穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種暫穩(wěn)態(tài)，它的輸出是一串矩形脈沖，所以它又稱(chēng)為自激多諧振蕩器或脈沖振蕩器。555的無(wú)穩(wěn)電路有多種，這里介紹常用的3種。

（1）直接反饋型555無(wú)穩(wěn)

利用555施密特觸發(fā)器的回滯特性，在它的輸入端接電容C，再在輸出V0與輸入之間接一個(gè)反饋電阻Rf，就能組成直接反饋型多諧振蕩器，見(jiàn)圖7（a