如何看懂電路圖

./如何看懂電路圖2－－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。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,再復(fù)雜的電路,經(jīng)過分析就可發(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,每一類又有好多種,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介紹。讓我們從電源電路開始。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。常見的家用電器中多數(shù)要用到直流電源。直流電源的最簡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?！?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?！?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?！?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?！?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)電容的濾波電路因?yàn)橄笞帜?π",被稱為π型,見圖3〔d,這是濾波效果較好的電路。

〔4RC濾波

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,見圖3〔e；π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。

<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。它的電路和框圖見圖4〔b、〔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),但電路比較復(fù)雜。

開關(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。

它的基本工作原理是:從取樣電路〔R3、R4中檢測出取樣電壓經(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)電源電路分解開來,逐級細(xì)細(xì)分析。②逐級分析時(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,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)慣畫法和簡化畫法。⑤最后把整個(gè)電源電路從前到后全面綜合貫通起來。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,因此對人無害。

由于昆蟲夜間有趨光性,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,就可以誘殺蚊蟲和有害昆蟲。

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。能夠把微弱的信號放大的電路叫做放大電路或放大器。例如助聽器里的關(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"的原則和步驟進(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)：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)反饋,這種反饋有時(shí)在本級內(nèi),有時(shí)是從后級反饋到前級,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則有直流負(fù)反饋?zhàn)饔?。所謂反饋是指把輸出的變化通過某種方式送到輸入端,作為輸入的一部分。如果送回部分和原來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、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。放大器的級間耦合方式有三種：①RC耦合,見圖4〔a。優(yōu)點(diǎn)是簡單、成本低。但性能不是最佳。②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,但變壓器制作比較麻煩。③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。功率放大器

能把輸入信號放大并向負(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RL通過變壓器匝數(shù)比折算過來的：

RC′=〔N1N22RL=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)電路不管有沒有輸入信號,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?！?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％。

〔3OTL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。

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12Ec的直流電壓。在有輸入信號時(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。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。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

能夠放大直流信號或變化很緩慢的信號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RE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。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。

〔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從電橋的對角線上取出。沒有輸入信號時(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。輸入信號接到同相輸入端〔5,因此輸出信號和輸入信號同相。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?！?反相輸出運(yùn)放電路

也可以使輸入信號從反相輸入端接入,如圖12。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。

輸入信號從耦合電容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。

〔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。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：①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型,特別是多級放大器,往往以后級將負(fù)反饋加到前級,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助聽器電路

圖14是一個(gè)助聽器電路,實(shí)際上是一個(gè)4級低頻放大器。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,第1級〔VT1前置電壓放大,第2級〔VT2是推動(dòng)級,第3級〔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本級有并聯(lián)電壓負(fù)反饋〔R1,T2次級經(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)電路簡單明了。振蕩電路的用途和振蕩條件

不需要外加信號就能自動(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)。放大器能對振蕩器輸入端所加的輸入信號予以放大使輸出信號保持恒定的數(shù)值。正反饋電路保證向振蕩器輸入端提供的反饋信號是相位相同的,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,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。

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饋信號。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)反饋信號電壓是和輸入信號電壓相位相同的,也就是說,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。

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。

〔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?！?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〔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。

〔1RC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)槭菃渭壒舶l(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的信號電壓才是正反饋而使電路起振。可見RC網(wǎng)絡(luò)既是選頻網(wǎng)絡(luò),又是正反饋電路的一部分。

RC相移振蕩電路的特點(diǎn)是：電路簡單、經(jīng)濟(jì),但穩(wěn)定性不高,而且調(diào)節(jié)不方便。一般都用作固定頻率振蕩器和要求不太高的場合。它的振蕩頻率是：當(dāng)3節(jié)RC網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)相同時(shí)：f0=12π6RC。頻率一般為幾十千赫。

〔2RC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)又是正反饋電路的一部分。這個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)對某個(gè)特定頻率為f0的信號電壓沒有相移〔相移為0°,其它頻率的電壓都有大小不等的相移。由于放大器有2級,從V2輸出端取出的反饋電壓Uf是和放大器輸入電壓同相的〔2級相移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?？梢奟C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)對角線上,所以被稱為RC橋式振蕩電路。

RC橋式振蕩電路的性能比RC相移振蕩電路好。它的穩(wěn)定性高、非線性失真小,頻率調(diào)節(jié)方便。它的振蕩頻率是：當(dāng)R1=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

廣播和無線電通信是利用調(diào)制技術(shù)把低頻聲音信號加到高頻信號上發(fā)射出去的。在接收機(jī)中還原的過程叫解調(diào)。其中低頻信號叫做調(diào)制信號,高頻信號則叫載波。常見的連續(xù)波調(diào)制方法有調(diào)幅和調(diào)頻兩種,對應(yīng)的解調(diào)方法就叫檢波和鑒頻。

下面我們先介紹調(diào)幅和檢波電路。

〔1調(diào)幅電路

調(diào)幅是使載波信號的幅度隨著調(diào)制信號的幅度變化,載波的頻率和相應(yīng)不變。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)制信號則通過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?！?檢波電路

檢波電路或檢波器的作用是從調(diào)幅波中取出低頻信號。它的工作過程正好和調(diào)幅相反。檢波過程也是一個(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,還必須使用濾波器濾除高頻分量,所以檢波電路通常包含非線性元器件和濾波器兩部分。下面舉二極管檢波器為例說明它的工作。

圖7是一個(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濾除了高頻部分,再經(jīng)過隔直流電容C0的隔直流作用,在輸出端就可得到還原的低頻信號。調(diào)頻和鑒頻電路

調(diào)頻是使載波頻率隨調(diào)制信號的幅度變化,而振幅則保持不變。鑒頻則是從調(diào)頻波中解調(diào)出原來的低頻信號,它的過程和調(diào)頻正好相反。

〔1調(diào)頻電路

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。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)樗鼈兗庸ず吞幚淼氖沁B續(xù)變化的模擬信號。電子電路中另一大類電路的數(shù)字電子電路。它加工和處理的對象是不連續(xù)變化的數(shù)字信號。數(shù)字電子電路又可分成脈沖電路和數(shù)字邏輯電路,它們處理的都是不連續(xù)的脈沖信號。脈沖電路是專門用來產(chǎn)生電脈沖和對電脈沖進(jìn)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tr、脈沖后沿tf和脈沖寬度tk來表示。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,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都是工作在開關(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。如果兩邊不對稱,則輸出是矩形脈沖

〔3RC環(huán)形振蕩器

圖4是常用的RC環(huán)形振蕩器。它用奇數(shù)個(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?！?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)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。

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為箝位器。它也是整形電路的一種。例如電視信號在傳輸過程中會(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)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。如果沒有外來的觸發(fā)信號,它就保持這種狀態(tài)不變。如把高電平表示數(shù)字信號"1",低電平表示"0",那么這時(shí)就可以認(rèn)為雙穩(wěn)電路已經(jīng)把數(shù)字信號"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,也可以用集成門電路組成雙穩(wěn)電路。但實(shí)際上因?yàn)槟壳坝写罅康募苫p穩(wěn)觸發(fā)器產(chǎn)品可供選用,如R—S觸發(fā)器、D觸發(fā)器、J－K觸發(fā)器等等,所以一般不使用門電路搭成的雙穩(wěn)電路而直接選用現(xiàn)成產(chǎn)品。有延時(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)電路則有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)門就打開,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：tt=0.7RC。

〔2集成化單穩(wěn)電路

用集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UI。它的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間即定時(shí)時(shí)間為：tt=〔0.7～1.3RC。脈沖電路的讀圖要點(diǎn)

①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。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)分析起來它們還是各有特點(diǎn)的：無穩(wěn)和雙穩(wěn)電路雖然都有對稱形式,但無穩(wěn)電路是用電容耦合,雙穩(wěn)是用電阻直接耦合〔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。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,但這些脈沖是用來表示二進(jìn)制數(shù)碼的,例如用高電平表示"1",低電平表示"0"。聲音圖像文字等信息經(jīng)過數(shù)字化處理后變成了一串串電脈沖,它們被稱為數(shù)字信號。能處理數(shù)字信號的電路就稱為數(shù)字電路。

這種電路同時(shí)又被叫做邏輯電路,那是因?yàn)殡娐分械?1"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)是為了突出"邏輯"兩個(gè)字,使用的是獨(dú)特的圖形符號。數(shù)字邏輯電路中有門電路和觸發(fā)器兩種基本單元電路,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)簡化了的圖形符號去表示它們,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電路等等。按邏輯功能要求把這些圖形符號組合起來畫成的圖就是邏輯電路圖,它完全不同于一般的放大振蕩或脈沖電路圖。

數(shù)字電路中有關(guān)信息是包含在0和1的數(shù)字組合內(nèi)的,所以只要電路能明顯地區(qū)分開0和1,0和1的組合關(guān)系沒有破壞就行,脈沖波形的好壞我們是不XX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

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

最基本的門電路有3種：非門、與門和或門。非門就是反相器,它把輸入的0信號變成1,1變成0。這種邏輯功能叫"非",如果輸入是A,輸出寫成P=A。與門有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,輸出寫成P=A·B?；蜷T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,輸出就寫成P=A＋B。

把這三種基本門電路組合起來可以得到各種復(fù)合門電路,如與門加非門成與非門,或門加非門成或非門。圖1是它們的圖形符號和真值表。此外還有與或非門、異或門等等。

數(shù)字集成電路有TTL、HTL、CMOS等多種,所用的電源電壓和極性也不同,但只要它們有相同的邏輯功能,就用相同的邏輯符號。而且一般都規(guī)定高電平為1、低電平為0。

〔2觸發(fā)器

觸發(fā)器實(shí)際上就是脈沖電路中的雙穩(wěn)電路,它的電路和功能都比門電路復(fù)雜,它也可看成是數(shù)字邏輯電路中的元件。目前也已有集成化產(chǎn)品可供選用。常用的觸發(fā)器有D觸發(fā)器和J—K觸發(fā)器。

D觸發(fā)器有一個(gè)輸入端D和一個(gè)時(shí)鐘信號輸入端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端稱為置0端,SD端稱為置1端。D觸發(fā)器的邏輯符號見圖2,圖中Q、D、SD端畫在同一側(cè)；Q、RD畫在另一側(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=0,則不管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Qn+1表示加上觸發(fā)信號后變成的狀態(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：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、SD、Q畫在同一側(cè),K、RD、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；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SD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)碼還原成數(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,則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,它的邏輯符號見圖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,就要使用數(shù)碼管。現(xiàn)以共陽極發(fā)光二極管〔LED七段數(shù)碼顯示管為例,見圖6。它有七段發(fā)光二極管,如每段都接低電平0,七段都被點(diǎn)亮,顯示出數(shù)字"8"；如b、c段接低電平0,其余都接1,顯示的是"1"?？梢娨咽M(jìn)制數(shù)用七段顯示管顯示出來還要經(jīng)過一次譯碼。如果使用"4線—7線譯碼器"和顯示管配合使用,就很簡單,輸入二進(jìn)制碼可直接顯示十進(jìn)制數(shù),見圖6。譯碼器左側(cè)有4個(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)碼存貯起來的的部件叫數(shù)碼寄存器,簡稱寄存器。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。

可見經(jīng)過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)的稱為加法計(jì)數(shù)器,有作遞減計(jì)數(shù)的稱為減法計(jì)數(shù)器；按觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)來分又有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；按數(shù)制來分又有二進(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)最簡單的加法計(jì)數(shù)器為例,見圖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?？梢娺@個(gè)計(jì)數(shù)器確實(shí)能對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)信號脈沖,經(jīng)過15級2分頻處理得到1赫的秒信號。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用集成電路產(chǎn)品,見圖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)分開各種信號并弄清信號的流向。③逐級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是智力競賽用的三路搶答器電路。裁判按下開關(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1和門2輸出為0,門3和門4組成的音頻振蕩器不振蕩,揚(yáng)聲器無聲。

競賽開始,假定1號臺搶先按下SA1,觸發(fā)器C1翻轉(zhuǎn)成Q1=1、Q1=0。于是：①門2輸出為1,振蕩器振蕩,揚(yáng)聲器發(fā)聲；②HL1燈點(diǎn)亮；③門1輸出為1,這時(shí)2號、3號臺再按開關(guān)也不起作用。裁判宣布競賽結(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。但是后來經(jīng)過開發(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成圖1〔b。其中6腳稱閥值端〔TH,是上比較器的輸入。2腳稱觸發(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。

對于初學(xué)者來說,可以把555電路等效成一個(gè)帶放電開關(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)部的放電開關(guān)控制的一個(gè)接點(diǎn),放電開關(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TH〔R端來講,>2/3VDD是高電平1,<2/3VDD是低電平0；而對〔端來講,＞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。可見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)過簡化,555電路可以等效成一個(gè)觸發(fā)器,它的功能表見圖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無穩(wěn)三類。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端并接起來接在RC定時(shí)電路上,在定時(shí)電容CT兩端接按鈕開關(guān)SB,就成為人工啟動(dòng)型555單穩(wěn)電路,見圖3〔a。用等效觸發(fā)器替代555,并略去與單穩(wěn)工作無關(guān)的部分后畫成等效圖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)開始。開關(guān)放開后,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?！?脈沖啟動(dòng)型單穩(wěn)

把555電路的6、7端并接起來接到定時(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端開路,電源通過RT向CT充電,暫穩(wěn)態(tài)開始。經(jīng)過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

常見的555雙穩(wěn)電路有兩種。

〔1R-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端并接起來成為只有一個(gè)輸入端的觸發(fā)器,見圖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)長方形的回線形,見圖6〔b,所以被稱為施密特觸發(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關(guān),各種控制電路,波形變換和整形的用途。555無穩(wěn)電路

無穩(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,所以它又稱為自激多諧振蕩器或脈沖振蕩器。555的無穩(wěn)電路有多種,這里介紹常用的3種。

〔1直接反饋型555無穩(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