實用電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電路數(shù)字電路樣本

如何看懂電路圖－－電源電路單元一張電路圖普通有幾十乃至幾百個元器件，它們連線縱橫交叉，形式變化多端，初學(xué)者往往不懂得該從什么地方開始，如何才干讀懂它。其實電子電路自身有很強(qiáng)規(guī)律性，不論多復(fù)雜電路，通過度析可以發(fā)現(xiàn)，它是由少數(shù)幾種單元電路構(gòu)成。好象孩子們玩積木，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)雜電路，通過度析就可發(fā)現(xiàn)，它也是由少數(shù)幾種單元電路構(gòu)成。因而初學(xué)者只要先熟悉慣用基本單元電路，再學(xué)會分析和分解電路本領(lǐng)，看懂普通電路圖應(yīng)當(dāng)是不難。按單元電路功能可以把它們提成若干類，每一類又有好各種，所有單元電路大概總有幾百種。下面咱們選最慣用基本單元電路來簡介。讓咱們從電源電路開始。一、電源電路功能和構(gòu)成每個電子設(shè)備均有一種供應(yīng)能量電源電路。電源電路有整流電源、逆變電源和變頻器三種。常用家用電器中多數(shù)要用到直流電源。直流電源最簡樸供電辦法是用電池。但電池有成本高、體積大、需要不時更換（蓄電池則要經(jīng)常充電）缺陷，因而最經(jīng)濟(jì)可靠而又以便是使用整流電源。電子電路中電源普通是低壓直流電，因此要想從220伏市電變換成直流電，應(yīng)當(dāng)先把220伏交流變成低壓交流電，再用整流電路變成脈動直流電，最后用濾波電路濾除脈動直流電中交流成分后才干得到直流電。有電子設(shè)備對電源質(zhì)量規(guī)定很高，因此有時還需要再增長一種穩(wěn)壓電路。因而整流電源構(gòu)成普通有四大某些，見圖1。其中變壓電路其實就是一種鐵芯變壓器，需要簡介只是背面三種單元電路。二、整流電路整流電路是運用半導(dǎo)體二極管單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動直流電電路。（1）半波整流半波整流電路只需一種二極管，見圖2（a）。在交流電正半周時VD導(dǎo)通，負(fù)半周時VD截止，負(fù)載R上得到是脈動直流電（2）全波整流全波整流要用兩個二極管，并且規(guī)定變壓器有帶中心抽頭兩個圈數(shù)相似次級線圈，見圖2（b）。負(fù)載RL上得到是脈動全波整流電流，輸出電壓比半波整流電路高。（3）全波橋式整流用4個二極管構(gòu)成橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈變壓器，見圖2（c）。負(fù)載上電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相似。（4）倍壓整流用各種二極管和電容器可以獲得較高直流電壓。圖2（d）是一種二倍壓整流電路。當(dāng)U2為負(fù)半周時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VD2導(dǎo)通，C1上電壓和U2疊加在一起對C2充電，使C2上電壓接近2.8U2，是C1上電壓2倍，因此叫倍壓整流電路。三、濾波電路整流后得到是脈動直流電，如果加上濾波電路濾除脈動直流電中交流成分，就可得到平滑直流電。

（1）電容濾波

把電容器和負(fù)載并聯(lián)，如圖3（a），正半周時電容被充電，負(fù)半周時電容放電，就可使負(fù)載上得到平滑直流電。

（2）電感濾波

把電感和負(fù)載串聯(lián)起來，如圖3（b），也能濾除脈動電流中交流成分。

（3）L、C濾波

用1個電感和1個電容構(gòu)成濾波電路由于象一種倒寫字母“L”，被稱為L型，見圖3（c）。用1個電感和2個電容濾波電路由于象字母“π”，被稱為π型，見圖3（d），這是濾波效果較好電路。

（4）RC濾波

電感器成本高、體積大，因此在電流不太大電子電路中慣用電阻器取代電感器而構(gòu)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)電壓波動和負(fù)載電流變化都會使整流電源輸出電壓和電流隨之變動，因而規(guī)定較高電子電路必要使用穩(wěn)壓電源。

(1）穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路

用一種穩(wěn)壓管和負(fù)載并聯(lián)電路是最簡樸穩(wěn)壓電路，見圖4（a）。圖中R是限流電阻。這個電路輸出電流很小，它輸出電壓等于穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓值VZ。

(2）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

有放大和負(fù)反饋作用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是最慣用穩(wěn)壓電路。它電路和框圖見圖4（b）、（c）。它是從取樣電路（R3、R4）中檢測出輸出電壓變動，與基準(zhǔn)電壓（VZ）比較并經(jīng)放大器（VT2）放大后加到調(diào)節(jié)管（VT1）上，使調(diào)節(jié)管兩端電壓隨著變化。如果輸出電壓下降，就使調(diào)節(jié)管管壓降也減少，于是輸出電壓被提高；如果輸出電壓上升，就使調(diào)節(jié)管管壓降也上升，于是輸出電壓被壓低，成果就使輸出電壓基本不變。在這個電路基本上發(fā)展成諸多變型電路或增長某些輔助電路，如用復(fù)合管作調(diào)節(jié)管，輸出電壓可調(diào)電路，用運算放大器作比較放大電路，以及增長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)用新型穩(wěn)壓電源是開關(guān)型穩(wěn)壓電源。它調(diào)節(jié)管工作在開關(guān)狀態(tài)，自身功耗很小，因此有效率高、體積小等長處，但電路比較復(fù)雜。

開關(guān)穩(wěn)壓電源從原理上分有諸各種。它基本原理框圖見圖4（d）。圖中電感L和電容C是儲能和濾波元件，二極管VD是調(diào)節(jié)管在關(guān)斷狀態(tài)時為L、C濾波器提供電流通路續(xù)流二極管。開關(guān)穩(wěn)壓電源開關(guān)頻率都很高，普通為幾～幾十千赫，因此電感器體積不很大，輸出電壓中高次諧波也不多。

它基本工作原理是：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種矩形波發(fā)生器。矩形波發(fā)生器輸出脈沖是控制調(diào)節(jié)管（VT）導(dǎo)通和截止時間。如果輸出電壓U0由于電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流變動而減少，就會使矩形波發(fā)生器輸出脈沖變寬，于是調(diào)節(jié)管導(dǎo)通時間增大，使L、C儲能電路得到更多能量，成果是使輸出電壓U0被提高，達(dá)到了穩(wěn)定輸出電壓目。

（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，品種諸多，構(gòu)造也各不相似。當(dāng)前用得較多有三端集成穩(wěn)壓器，有輸出正電壓CW7800系列和輸出負(fù)電壓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等各種。

這種集成穩(wěn)壓器只有三個端子，穩(wěn)壓電路所有某些涉及大功率調(diào)節(jié)管以及保護(hù)電路等都已集成在芯片內(nèi)。使用時只要加上散熱片后接到整流濾波電路背面就行了。外圍元件少，穩(wěn)壓精度高，工作可靠，普通不需調(diào)試。

圖4（e）是一種三端穩(wěn)壓器電路。圖中C是主濾波電容，C1、C2是消除寄生振蕩電容,VD是為防止輸入短路燒壞集成塊而使用保護(hù)二極管。五、電源電路讀圖要點和舉例

電源電路是電子電路中比較簡樸然而卻是應(yīng)用最廣電路。拿到一張電源電路圖時，應(yīng)當(dāng)：①先按“整流—濾波—穩(wěn)壓”順序把整個電源電路分解開來，逐級細(xì)細(xì)分析。②逐級分析時要分清主電路和輔助電路、重要元件和次要元件，弄清它們作用和參數(shù)規(guī)定等。例如開關(guān)穩(wěn)壓電源中，電感電容和續(xù)流二極管就是它核心元件。③由于晶體管有NPN和PNP型兩類，某些集成電路規(guī)定雙電源供電，因此一種電源電路往往涉及有不同極性不同電壓值和好幾組輸出。讀圖時必要分清各組輸出電壓數(shù)值和極性。在組裝和維修時也要仔細(xì)分清晶體管和電解電容極性，防止出錯。④熟悉某些習(xí)慣畫法和簡化畫法。⑤最后把整個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是一種電熱毯電路。開關(guān)在“1”位置是低溫檔。220伏市電經(jīng)二極管后接到電熱毯，由于是半波整流，電熱毯兩端所加是約100伏脈動直流電，發(fā)熱不高，因此是保溫或低溫狀態(tài)。開關(guān)扳到“2”位置，220伏市電直接接到電熱毯上，因此是高溫檔。

例2高壓電子滅蚊蠅器

圖6是運用倍壓整流原理得到小電流直流高壓電滅蚊蠅器。220伏交流通過四倍壓整流后輸出電壓可達(dá)1100伏，把這個直流高壓加到平行金屬絲網(wǎng)上。網(wǎng)下放誘餌，當(dāng)蒼蠅停在網(wǎng)上時導(dǎo)致短路，電容器上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。這個高壓電網(wǎng)電流很小，因而對人無害。

由于昆蟲夜間有趨光性，因而如在這電網(wǎng)背面放一種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實用穩(wěn)壓電源

圖7是一種實用穩(wěn)壓電源。輸出電壓3～9伏可調(diào)，輸出電流最大100毫安。這個電路就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意是:①整流橋畫法和圖2（c）不同，事實上它就是橋式整流電路。②這個電路使用PNP型鍺管，因此輸出是負(fù)電壓，正極接地。③用兩個普通二極管代替穩(wěn)壓管。任何二極管正向壓降都是基本不變，因而可用二極管代替穩(wěn)壓管。2AP型二極管正向壓降約是0.3伏，2CP型約是0.7伏，2CZ型約是1伏。圖中用了兩個2CZ二極管作基準(zhǔn)電壓。④取樣電阻是一種電位器，因此輸出電壓是可調(diào)。可以把薄弱信號放大電路叫做放大電路或放大器。例如助聽器里核心部件就是一種放大器。

放大電路用途和構(gòu)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)弱提成電壓放大、功率放大等。此外尚有用集成運算放大器和特殊晶體管作器件放大器。它是電子電路中最復(fù)雜多變電路。但初學(xué)者經(jīng)常遇到也只是少數(shù)幾種較為典型放大電路。

讀放大電路圖時也還是按照“逐級分解、抓住核心、細(xì)致分析、全面綜合”原則和環(huán)節(jié)進(jìn)行。一方面把整個放大電路按輸入、輸出逐級分開，然后逐級抓住核心進(jìn)行分析弄通原理。放大電路有它自身特點：一是有靜態(tài)和動態(tài)兩種工作狀態(tài)，因此有時往往要畫出它直流通路和交流通路才干進(jìn)行分析；二是電路往往加有負(fù)反饋，這種反饋有時在本級內(nèi)，有時是從后級反饋到前級，因此在分析這一級時還要能“瞻前顧后”。在弄通每一級原理之后就可以把整個電路串通起來進(jìn)行全面綜合。

下面咱們簡介幾種常用放大電路。

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、輸出規(guī)定有一定電壓值而不規(guī)定很強(qiáng)電流放大器。

（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，普通是接地，也稱“地”端。靜態(tài)時直流通路見圖1（b），動態(tài)時交流通路見圖1（c）。電路特點是電壓放大倍數(shù)從十幾到一百多，輸出電壓相位和輸入電壓是相反，性能不夠穩(wěn)定，可用于普通場合。

（2）分壓式偏置共發(fā)射極放大電路

圖2比圖1多用3個元件?；鶚O電壓是由RB1和RB2分壓獲得，因此稱為分壓偏置。發(fā)射極中增長電阻RE和電容CE，CE稱交流旁路電容，對交流是短路；RE則有直流負(fù)反饋作用。所謂反饋是指把輸出變化通過某種方式送到輸入端，作為輸入一某些。如果送回某些和本來輸入某些是相減，就是負(fù)反饋。圖中基極真正輸入電壓是RB2上電壓和RE上電壓差值，因此是負(fù)反饋。由于采用了上面兩個辦法，使電路工作穩(wěn)定性能提高，是應(yīng)用最廣放大電路。（3）射極輸出器

圖3（a）是一種射極輸出器。它輸出電壓是從射極輸出。圖3（b）是它交流通路圖，可以看到它是共集電極放大電路。

這個圖中，晶體管真正輸入是Vi和Vo差值，因此這是一種交流負(fù)反饋很深電路。由于很深負(fù)反饋，這個電路特點是：電壓放大倍數(shù)不大于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)常被用作放大器輸入級、輸出級或作阻抗匹配之用。

（4）低頻放大器耦合

一種放大器普通有好幾級，級與級之間聯(lián)系就稱為耦合。放大器級間耦合方式有三種：①RC耦合，見圖4（a）。長處是簡樸、成本低。但性能不是最佳。②變壓器耦合，見圖4（b）。長處是阻抗匹配好、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）。長處是頻帶寬，可作直流放大器使用，但先后級工作有牽制，穩(wěn)定性差，設(shè)計制作較麻煩。功率放大器

能把輸入信號放大并向負(fù)載提供足夠大功率放大器叫功率放大器。例如收音機(jī)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：

RC′=（N1N2）2RL=N2RL

負(fù)載電阻是低阻抗揚聲器，用變壓器可以起阻抗變換作用，使負(fù)載得到較大功率。

這個電路不論有無輸入信號，晶體管始終處在導(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，大概只有35％。這種工作狀態(tài)被稱為甲類工作狀態(tài)。這種電路普通用在功率不太大場合，它輸入方式可以是變壓器耦合也可以是RC耦合。（2）乙類推挽功率放大器

圖6是慣用乙類推挽功率放大電路。它由兩個特性相似晶體管構(gòu)成對稱電路，在沒有輸入信號時，每個管子都處在截止?fàn)顟B(tài)，靜態(tài)電流幾乎是零，只有在有信號輸入時管子才導(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，正半周時VT1導(dǎo)通VT2截止，負(fù)半周時VT2導(dǎo)通VT1截止。兩個管子交替浮現(xiàn)電流在輸出變壓器中合成，使負(fù)載上得到純正正弦波。這種兩管交替工作形式叫做推挽電路。

乙類推挽放大器輸出功率較大，失真也小，效率也較高，普通可達(dá)60％。

（3）OTL功率放大器

當(dāng)前廣泛應(yīng)用無變壓器乙類推挽放大器，簡稱OTL電路，是一種性能較好功率放大器。為了易于闡明，先簡介一種有輸入變壓器沒有輸出變壓器OTL電路，如圖7。

這個電路使用兩個特性相似晶體管，兩組偏置電阻和發(fā)射極電阻阻值也相似。在靜態(tài)時，VT1、VT2流過電流很小，電容C上充有對地為12Ec直流電壓。在有輸入信號時，正半周時VT1導(dǎo)通，VT2截止，集電極電流ic1方向如圖所示，負(fù)載RL上得到放大了正半周輸出信號。負(fù)半周時VT1截止，VT2導(dǎo)通，集電極電流ic2方向如圖所示，RL上得到放大了負(fù)半周輸出信號。這個電路核心元件是電容器C，它上面電壓就相稱于VT2供電電壓。

以這個電路為基本，尚有用三極管倒相不用輸入變壓器真正OTL電路，用PNP管和NPN管構(gòu)成互補(bǔ)對稱式OTL電路，以及最新橋接推挽功率放大器，簡稱BTL電路等等。直流放大器

可以放大直流信號或變化很緩慢信號電路稱為直流放大電路或直流放大器。測量和控制方面慣用到這種放大器。

（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是一種兩級直耦放大器。直耦方式會帶來先后級工作點互相牽制，電路中在VT2發(fā)射極加電阻RE以提高后級發(fā)射極電位來解決先后級牽制。直流放大器另一種更重要問題是零點漂移。所謂零點漂移是指放大器在沒有輸入信號時，由于工作點不穩(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，零點漂移越嚴(yán)重。因此這種雙管直耦放大器只能用于規(guī)定不高場合。

（2）差分放大器

解決零點漂移辦法是采用差分放大器，圖9是應(yīng)用較廣射極耦合差分放大器。它使用雙電源，其中VT1和VT2特性相似，兩組電阻數(shù)值也相似，RE有負(fù)反饋作用。事實上這是一種橋形電路，兩個RC和兩個管子是四個橋臂，輸出電壓V0從電橋?qū)蔷€上取出。沒有輸入信號時，由于RC1=RC2和兩管特性相似，因此電橋是平衡，輸出是零。由于是接成橋形，零點漂移也很小。

差分放大器有良好穩(wěn)定性，因而得到廣泛應(yīng)用。集成運算放大器

集成運算放大器是一種把多級直流放大器做在一種集成片上，只要在外部接少量元件就能完畢各種功能器件。由于它初期是用在模仿計算機(jī)中做加法器、乘法器用，因此叫做運算放大器。它有十各種引腳，普通都用有3個端子三角形符號表達(dá)，如圖10。它有兩個輸入端、1個輸出端，上面那個輸入端叫做反相輸入端，用“—”作標(biāo)記；下面叫同相輸入端，用“＋”作標(biāo)記。

集成運算放大器可以完畢加、減、乘、除、微分、積分等各種模仿運算，也可以接成交流或直流放大器應(yīng)用。在作放大器應(yīng)用時有：

（1）帶調(diào)零同相輸出放大電路

圖11是帶調(diào)零端同相輸出運放電路。引腳1、11、12是調(diào)零端，調(diào)節(jié)RP可使輸出端（8）在靜態(tài)時輸出電壓為零。9、6兩腳分別接正、負(fù)電源。輸入信號接到同相輸入端（5），因而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）。同相輸入接法電壓放大倍數(shù)總是不不大于1。（2）反相輸出運放電路

也可以使輸入信號從反相輸入端接入，如圖12。如對電路規(guī)定不高，可以不用調(diào)零，這時可以把3個調(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。反相輸入接法電壓放大倍數(shù)可以不不大于1、等于1或不大于1。

（3）同相輸出高輸入阻抗運放電路

圖13中沒有接入R1，相稱于R1阻值無窮大，這時電路電壓放大倍數(shù)等于1，輸入阻抗可達(dá)幾百千歐。

放大電路讀圖要點和舉例

放大電路是電子電路中變化較多和較復(fù)雜電路。在拿到一張放大電路圖時，一方面要把它逐級分解開，然后一級一級分析弄懂它原理，最后再全面綜合。讀圖時要注意：①在逐級分析時要區(qū)別開重要元器件和輔助元器件。放大器中使用輔助元器件諸多，如偏置電路中溫度補(bǔ)償元件，穩(wěn)壓穩(wěn)流元器件，防止自激振蕩防振元件、去耦元件，保護(hù)電路中保護(hù)元件等。②在分析中最重要和困難是反饋分析，要能找出反饋通路，判斷反饋極性和類型，特別是多級放大器，往往后來級將負(fù)反饋加到前級，因而更要細(xì)致分析。③普通低頻放大器慣用RC耦合方式；高頻放大器則經(jīng)常是和LC調(diào)諧電路關(guān)于，或是用單調(diào)諧或是用雙調(diào)諧電路，并且電路里使用電容器容量普通也比較小。④注意晶體管和電源極性，放大器中經(jīng)常使用雙電源，這是放大電路特殊性。

例1助聽器電路

圖14是一種助聽器電路，事實上是一種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。為了改進(jìn)音質(zhì)，VT1和VT3本級有并聯(lián)電壓負(fù)反饋（R2和R7）。由于使用高阻抗耳機(jī)，因此可以把耳機(jī)直接接在VT4集電極回路內(nèi)。R6、C2是去耦電路，C6是電源濾波電容。振蕩電路用途和振蕩條件

不需要外加信號就能自動地把直流電能轉(zhuǎn)換成具備一定振幅和一定頻率交流信號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，可以產(chǎn)生交流信號電路就叫做振蕩電路。

一種振蕩器必要涉及三某些：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輸入信號予以放大使輸出信號保持恒定數(shù)值。正反饋電路保證向振蕩器輸入端提供反饋信號是相位相似，只有這樣才干使振蕩維持下去。選頻網(wǎng)絡(luò)則只容許某個特定頻率f0能通過，使振蕩器產(chǎn)生單一頻率輸出。

振蕩器能不能振蕩起來并維持穩(wěn)定輸出是由如下兩個條件決定；一種是反饋電壓uf和輸入電壓Ui要相等，這是振幅平衡條件。二是uf和ui必要相位相似，這是相位平衡條件，也就是說必要保證是正反饋。普通狀況下，振幅平衡條件往往容易做到，因此在判斷一種振蕩電路能否振蕩，重要是看它相位平衡條件與否成立。

振蕩器按振蕩頻率高低可提成超低頻（20赫如下）、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。按振蕩波形可提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)所用元件可以提成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頻率穩(wěn)定度，只在規(guī)定很高場合使用。在普通家用電器中，大量使用著各種LC振蕩器和RG振蕩器。

LC振蕩器

LC振蕩器選頻網(wǎng)絡(luò)是LC諧振電路。它們振蕩頻率都比較高，常用電路有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初級是起選頻作用LC諧振電路，變壓器T次級向放大器輸入提供正反饋信號。接通電源時，LC回路中浮現(xiàn)薄弱瞬變電流，但是只有頻率和回路諧振頻率f0相似電流才干在回路兩端產(chǎn)生較高電壓，這個電壓通過變壓器初次級L1、L2耦合又送回到晶體管V基極。從圖1（b）看到，只要接法沒有錯誤，這個反饋信號電壓是和輸入信號電壓相位相似，也就是說，它是正反饋。因而電路振蕩迅速加強(qiáng)并最后穩(wěn)定下來。

變壓器反饋LC振蕩電路特點是：頻率范疇寬、容易起振，但頻率穩(wěn)定度不高。它振蕩頻率是：f0=1／2πLC。慣用于產(chǎn)生幾十千赫到幾十兆赫正弦波信號。

（2）電感三點式振蕩電路

圖2（a）是另一種慣用電感三點式振蕩電路。圖中電感L1、L2和電容C構(gòu)成起選頻作用諧振電路。從L2上取出反饋電壓加到晶體管VT基極。從圖2（b）看到，晶體管輸入電壓和反饋電壓是同相，滿足相位平衡條件，因而電路能起振。由于晶體管3個極是分別接在電感3個點上，因而被稱為電感三點式振蕩電路。

電感三點式振蕩電路特點是：頻率范疇寬、容易起振，但輸出具有較多高次調(diào)波，波形較差。它振蕩頻率是：f0=1/2πLC，其中L=L1＋L2＋2M。慣用于產(chǎn)生幾十兆赫如下正弦波信號。（3）電容三點式振蕩電路

尚有一種慣用振蕩電路是電容三點式振蕩電路，見圖3（a）。圖中電感L和電容C1、C2構(gòu)成起選頻作用諧振電路，從電容C2上取出反饋電壓加到晶體管VT基極。從圖3（b）看到，晶體管輸入電壓和反饋電壓同相，滿足相位平衡條件，因而電路能起振。由于電路中晶體管3個極分別接在電容C1、C23個點上，因而被稱為電容三點式振蕩電路。

電容三點式振蕩電路特點是：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)范疇較小，因而適合于作固定頻率振蕩器。它振蕩頻率是：f0=1/2πLC，其中C=C1C2C1+C2。

上面3種振蕩電路中放大器都是用共發(fā)射極電路。共發(fā)射極接法振蕩器增益較高，容易起振。也可以把振蕩電路中放大器接成共基極電路形式。共基極接法振蕩器振蕩頻率比較高，并且頻率穩(wěn)定性好。

RC振蕩器

RC振蕩器選頻網(wǎng)絡(luò)是RC電路，它們振蕩頻率比較低。慣用電路有兩種。

（1）RC相移振蕩電路

圖4（a）是RC相移振蕩電路。電路中3節(jié)RC網(wǎng)絡(luò)同步起到選頻和正反饋作用。從圖4（b）交流等效電路看到：由于是單級共發(fā)射極放大電路，晶體管VT輸出電壓Uo與輸出電壓Ui在相位上是相差180°。當(dāng)輸出電壓通過RC網(wǎng)絡(luò)后，變成反饋電壓Uf又送到輸入端時，由于RC網(wǎng)絡(luò)只對某個特定頻率f0電壓產(chǎn)生180°相移，因此只有頻率為f0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)，又是正反饋電路一某些。

RC相移振蕩電路特點是：電路簡樸、經(jīng)濟(jì)，但穩(wěn)定性不高，并且調(diào)節(jié)不以便。普通都用作固定頻率振蕩器和規(guī)定不太高場合。脈沖電路用途和特點

在電子電路中，電源、放大、振蕩和調(diào)制電路被稱為模仿電子電路，由于它們加工和解決是持續(xù)變化模仿信號。電子電路中另一大類電路數(shù)字電子電路。它加工和解決對象是不持續(xù)變化數(shù)字信號。數(shù)字電子電路又可提成脈沖電路和數(shù)字邏輯電路，它們解決都是不持續(xù)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、變換和整形電路。家用電器中定期器、報警器、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。

電脈沖有各式各樣形狀，有矩形、三角形、鋸齒形、鐘形、階梯形和尖頂形，最具備代表性是矩形脈沖。要闡明一種矩形脈沖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來表達(dá)。如果一種脈沖寬度tk=1／2T，它就是一種方波。

脈沖電路和放大振蕩電路最大不同點，或者說脈沖電路特點是：脈沖電路中晶體管是工作在開關(guān)狀態(tài)。大多數(shù)狀況下，晶體管是工作在特性曲線飽和區(qū)或截止區(qū)，因此脈沖電路有時也叫開關(guān)電路。

就拿脈沖電路中最慣用反相器電路（圖1）來說，從電路形式上看，它和放大電路中共發(fā)射電路很相似。在放大電路中，基極電阻Rb2是接到正電源上以獲得基極偏壓；而這個電路中，為了保證電路可靠地截止，Rb2是接到一種負(fù)電源上，并且Rb1和Rb2數(shù)值是按晶體管能可靠地進(jìn)入飽和區(qū)或

止區(qū)規(guī)定計算出來。不但如此，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迅速進(jìn)入導(dǎo)通并飽和；在脈沖后沿產(chǎn)生負(fù)向尖脈沖使晶體管迅速進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。除了射極輸出器是個特例，脈沖電路中晶體管都是工作在開關(guān)狀態(tài)，這是一種特點。

脈沖電路另一種特點是一定有電容器（用電感較少）作核心元件，脈沖產(chǎn)生、波形變換都離不開電容器充放電。產(chǎn)生脈沖多諧振蕩器

脈沖有各種各樣用途，有對電路起開關(guān)作用控制脈沖，有起統(tǒng)帥全局作用時鐘脈沖，有做計數(shù)用計數(shù)脈沖，有起觸發(fā)啟動作用觸發(fā)脈沖等等。不論是什么脈沖，都是由脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生，并且大多是短形脈沖或以矩形脈沖為原型變換成。由于矩形脈沖具有豐富諧波，因此脈沖信號發(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開時閉狀態(tài)可以把多諧振蕩器比作賓館自動旋轉(zhuǎn)門，它不需要人去推動，總是不斷地開門和關(guān)門。

（1）集基耦合多諧振蕩器

圖2是一種典型分立元件集基耦合多諧振蕩器。它由兩個晶體管反相器經(jīng)RC電路交叉耦合接成正反饋電路構(gòu)成。兩個電容器交替充放電使兩管交替導(dǎo)通和截止，使電路不斷地從一種狀態(tài)自動翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)，形成自激振蕩。從A點或B點可得到輸出脈沖。當(dāng)Rb1=Rb2=R，Cb1=Cb2=C時，輸出是幅度接近E方波，脈沖周期T=1.4RC。如果兩邊不對稱，則輸出是矩形脈沖

（3）RC環(huán)形振蕩器

圖4是慣用RC環(huán)形振蕩器。它用奇數(shù)個門、首尾相連構(gòu)成閉環(huán)形，環(huán)路中有RC延時電路。圖中RS是保護(hù)電阻，R和C是延時電路元件，它們數(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)多諧振蕩器。由于這種電路簡樸可靠，使用以便，頻率范疇寬，可以從幾赫變化到幾兆赫，因此被廣泛應(yīng)用。

脈沖變換和整形電路

脈沖在工作中有時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，具備這種功能電路就叫變換電路。脈沖在傳送中會導(dǎo)致失真，因而經(jīng)常要對波形不好脈沖進(jìn)行修整，使它整舊如新，具備這種功能電路就叫整形電路。（1）微分電路

微分電路是脈沖電路中最慣用波形變換電路，它和放大電路中RC耦合電路很相似，見圖5。當(dāng)電路時間常數(shù)τ=RC<<tk時，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)脈沖或計數(shù)脈沖。

（2）積分電路

把圖5中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，由于電容器充放電很慢，輸出得到是一串幅度較低近似三角形脈沖波。

（3）限幅器

能限制脈沖幅值電路稱為限幅器或削波器。圖7是用二極管和電阻構(gòu)成上限幅電路。它能把輸入正向脈沖削掉。如果把二極管反接，就成為削掉負(fù)脈沖下限幅電路。

用二極帶或三極管等非線性器件可構(gòu)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（如把輸入高低不平脈沖系列削平成為整潔脈沖系列等）。

（4）箝位器

能把脈沖電壓維持在某個數(shù)值上而使波形保持不變電路稱為箝位器。它也是整形電路一種。例如電視信號在傳播過程中會導(dǎo)致失真，為了使脈沖波形恢復(fù)原樣，接受機(jī)里就要用箝位電路把波形頂部箝制在某個固定電平上。

圖8中反相器輸出端上就有一種箝位二極管VD。如果沒有這個二極管，輸出脈沖高電平應(yīng)當(dāng)是12伏，當(dāng)前增長了箝位二極管，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”作用，也可以為是整形電路。

有記憶功能雙穩(wěn)電路多諧振蕩器輸出總是時高時低地變換，因此它也叫無穩(wěn)態(tài)電路。另一種雙穩(wěn)態(tài)電路就絕然不同，雙穩(wěn)電路有兩個輸出端，它們總是處在相反狀態(tài)：一種是高電平，另一種必然是低電平。它特點是如果沒有外來觸發(fā)，輸出狀態(tài)能始終保持不變。因此常被用作寄存二進(jìn)制數(shù)碼單元電路。

（1）集基耦合雙穩(wěn)電路

圖9是用分立元件構(gòu)成集基耦合雙穩(wěn)電路。它由一對用電阻交叉耦合反相器構(gòu)成。它兩個管子總是一管截止一管飽和，例如當(dāng)VT1管飽和時VT2管就截止，這時A點是低電平B點是高電平。如果沒有外來觸發(fā)信號，它就保持這種狀態(tài)不變。如把高電平表達(dá)數(shù)字信號“1”，低電平表達(dá)“0”，那么這時就可以以為雙穩(wěn)電路已經(jīng)把數(shù)字信號“1”寄存在B端了。

電路基極分別加有微分電路。如果在VT1基極加上一種負(fù)脈沖（稱為觸發(fā)脈沖），就會使VT1基極電位下降，由于正反饋作用，使VT1不久從飽和轉(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”，并始終保持下去。

（2）觸發(fā)脈沖觸發(fā)方式和極性

雙穩(wěn)電路觸發(fā)電路形式和觸發(fā)脈沖極性選取比較復(fù)雜。從觸發(fā)方式看，由于有直流觸發(fā)（電位觸發(fā)）和交流觸發(fā)（邊沿觸發(fā)）分別，因此觸發(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)脈沖加在哪個管子（飽和管還是截止管）上、哪個極上（基極還是集電極）而變化。在實際應(yīng)用中，由于微分電路能容易地得到尖脈沖，觸發(fā)效果較好，因此都用交流觸發(fā)方式。觸發(fā)脈沖所加位置多數(shù)是加在飽和管基極上。因此使用NPN管雙穩(wěn)電路所加是負(fù)脈沖，而PNP管雙穩(wěn)電路所加是正脈沖。

（3）集成觸發(fā)器除了用分立元件外，也可以用集成門電路構(gòu)成雙穩(wěn)電路。但事實上由于當(dāng)前有大量集成化雙穩(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，因此普通不使用門電路搭成雙穩(wěn)電路而直接選用現(xiàn)成產(chǎn)品。有延時功能單穩(wěn)電路

無穩(wěn)電路有2個暫穩(wěn)態(tài)而沒有穩(wěn)態(tài)，雙穩(wěn)電路則有2個穩(wěn)態(tài)而沒有暫穩(wěn)態(tài)。脈沖電路中慣用第3種電路叫單穩(wěn)電路，它有一種穩(wěn)態(tài)和一種暫穩(wěn)態(tài)。如果也用門來作比喻，單穩(wěn)電路可以當(dāng)作是一扇彈簧門，平時它總是關(guān)著，“關(guān)”是它穩(wěn)態(tài)。當(dāng)有人推它或拉它時門就打開，但由于彈力作用，門不久又自動關(guān)上，恢復(fù)到本來狀態(tài)。因此“開”是它暫穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)電路常被用作定期、延時控制以及整形等。

（1）集基耦合單穩(wěn)電路

圖10是一種典型集基耦合單穩(wěn)電路。它也是由兩級反相器交叉耦合而成正反饋電路。它一半和多諧振蕩器相似，另一半和雙穩(wěn)電路相似，再加它也有一種微分觸發(fā)電路，因此可以想象出它是半個無穩(wěn)電路和半個雙穩(wěn)電路湊合成，它應(yīng)當(dāng)有一種穩(wěn)態(tài)和一種暫穩(wěn)態(tài)。平時它總是一管（VT1）飽和，另一管（VT2）截止，這就是它穩(wěn)態(tài)。當(dāng)輸入一種觸發(fā)脈沖后，電路便翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)，但這種狀態(tài)只能維持不長時間，不久它又恢復(fù)到本來狀態(tài)。電路暫穩(wěn)態(tài)時間是由延時元件R和C數(shù)值決定：tt=0.7RC。

（2）集成化單穩(wěn)電路

用集成門電路也可構(gòu)成單穩(wěn)電路。圖11是微分型單穩(wěn)電路，它用2個與非門交叉連接，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另一種輸入端UI。它暫穩(wěn)態(tài)時間即定期時間為：tt=（0.7～1.3）RC。

脈沖電路讀圖要點

①脈沖電路特點是工作在開關(guān)狀態(tài)，它輸入輸出都是脈沖，因而分析時要抓住核心，把主次電路區(qū)別開，先認(rèn)定主電路功能，再分析輔助電路作用。②從電路構(gòu)造上抓核心找異同。前面簡介了集基耦合方式三種基本單元電路，它們都由雙管反相器構(gòu)成正反饋電路，這是它們相似點。但細(xì)分析起來它們還是各有特點：無穩(wěn)和雙穩(wěn)電路雖然均有對稱形式，但無穩(wěn)電路是用電容耦合，雙穩(wěn)是用電阻直接耦合（有時并聯(lián)有加速電容，容量普通都很小）；并且雙穩(wěn)電路普通均有觸發(fā)電路（雙端或單端觸發(fā)）；單穩(wěn)電路就較好認(rèn)，它是不對稱，兼有雙穩(wěn)和單穩(wěn)形式。這樣一分析，三種電路就較好區(qū)別了。③脈沖電路中，脈沖生成、變換和整形都和電容器充、放電關(guān)于，電路時間常數(shù)即R和C數(shù)值對擬定電路性質(zhì)有極重要意義，這一點尤為重要數(shù)字邏輯電路用途和特點

數(shù)字電子電路中后起之秀是數(shù)字邏輯電路。把它叫做數(shù)字電路是由于電路中傳遞雖然也是脈沖，但這些脈沖是用來表達(dá)二進(jìn)制數(shù)碼，例如用高電平表達(dá)“1”，低電平表達(dá)“0”。聲音圖像文字等信息通過數(shù)字化解決后變成了一串串電脈沖，它們被稱為數(shù)字信號。能解決數(shù)字信號電路就稱為數(shù)字電路。

這種電路同步又被叫做邏輯電路，那是由于電路中“1”和“0”還具備邏輯意義，例如邏輯“1”和邏輯“0”可以分別表達(dá)電路接通和斷開、事件是和否、邏輯推理真和假等等。電路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)運算外還能完成邏輯運算和具備邏輯推理能力，因此才把它叫做邏輯電路。

由于數(shù)字邏輯電路有易于集成、傳播質(zhì)量高、有運算和邏輯推理能力等長處，因而被廣泛用于計算機(jī)、自動控制、通信、測量等領(lǐng)域。普通家電產(chǎn)品中，如定期器、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)字邏輯電路第一種特點是為了突出“邏輯”兩個字，使用是獨特圖形符號。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構(gòu)成，但在邏輯電路中咱們只用幾種簡化了圖形符號去表達(dá)它們，而不畫出它們詳細(xì)電路，也不論它們使用多高電壓，是TTL電路還是CMOS電路等等。按邏輯功能規(guī)定把這些圖形符號組合起來畫成圖就是邏輯電路圖，它完全不同于普通放大振蕩或脈沖電路圖。

數(shù)字電路中關(guān)于信息是包括在0和1數(shù)字組合內(nèi)，因此只要電路能明顯地區(qū)別開0和1，0和1組合關(guān)系沒有破壞就行，脈沖波形好壞咱們是不大理睬。因此數(shù)字邏輯電路第二個特點是咱們重要關(guān)懷它能完畢什么樣邏輯功能，較少考慮它電氣參數(shù)性能等問題。也由于這個因素，數(shù)字邏輯電路中使用了某些特殊表達(dá)辦法如真值表、特性方程等，還使用某些特殊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

門電路可以當(dāng)作是數(shù)字邏輯電路中最簡樸元件。當(dāng)前有大量集成化產(chǎn)品可供選用。

最基本門電路有3種：非門、與門和或門。非門就是反相器，它把輸入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個以上輸入，它功能是當(dāng)輸入都是1時，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個以上輸入，它功能是輸入有一種1時，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是它們圖形符號和真值表。此外尚有與或非門、異或門等等。

數(shù)字集成電路有TTL、HTL、CMOS等各種，所用電源電壓和極性也不同，但只要它們有相似邏輯功能，就用相似邏輯符號。并且普通都規(guī)定高電平為1、低電平為0。

（2）觸發(fā)器

觸發(fā)器事實上就是脈沖電路中雙穩(wěn)電路，它電路和功能都比門電路復(fù)雜，它也可當(dāng)作是數(shù)字邏輯電路中元件。當(dāng)前也已有集成化產(chǎn)品可供選用。慣用觸發(fā)器有D觸發(fā)器和J—K觸發(fā)器。

D觸發(fā)器有一種輸入端D和一種時鐘信號輸入端CP，為了區(qū)別在CP端加有箭頭。它有兩個輸出端，一種是Q一種是Q，加有小圈輸出端是Q端。此外它尚有兩個預(yù)置端RD和SD，平時正常工作時要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。因而RD端稱為置0端，SD端稱為置1端。D觸發(fā)器邏輯符號見圖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，表達(dá)要加上低電平才有效。

D觸發(fā)器是受CP和D端雙重控制，CP加高電平1時，它輸出和D狀態(tài)相似。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，則不論D是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持本來狀態(tài)不變。這樣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表達(dá)加上觸發(fā)信號后變成狀態(tài)，Qn是本來狀態(tài)?！癤”表達(dá)是0或1任意狀態(tài)。

有D觸發(fā)器有幾種D輸入端：D1、D2…它們之間是邏輯與關(guān)系，也就是只有當(dāng)D1、D2…都是1時，輸出端Q才是1。

另一種性能更完善觸發(fā)器叫J－K觸發(fā)器。它有兩個輸入端：J端和K端，一種CP端，兩個預(yù)置端：RD端和SD端，以及兩個輸出端：Q和Q端。它邏輯符號見圖3。J－K觸發(fā)器是在CP脈沖下陣沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，因此在CP端畫一種小圓圈以示區(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)器邏輯功能見圖3。有CP脈沖時（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。如果不加時鐘脈沖，即CP=0時，不論J、K端是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持本來狀態(tài)不變：Qn＋1=Qn。有J—K觸發(fā)器同步有好幾種J端和K端，J1、J2…和K1、K2…之間都是邏輯與關(guān)系。有J－K觸發(fā)器是在CP上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，這時它邏輯符號圖CP端就不帶小圓圈。也有時候為了使圖更簡潔，經(jīng)常把RD和SD端省略不畫編碼器和譯碼器

可以把數(shù)字、字母變換成二進(jìn)制數(shù)碼電路稱為編碼器。反過來能把二進(jìn)制數(shù)碼還原成數(shù)字、字母電路就稱為譯碼器。

（1）編碼器

圖4（a）是一種能把十進(jìn)制數(shù)變成二進(jìn)制碼編碼器。一種十進(jìn)制數(shù)被表達(dá)到二進(jìn)制碼必要4位，慣用碼是使從低到高每一位二進(jìn)制碼相稱于十進(jìn)制數(shù)1、2、4、8，這種碼稱為8－4－2－1碼或簡稱BCD碼。因此這種編碼器就稱為“10線-4線編碼器”或“DEC／BCD編碼器”。

從圖看到，它是由與非門構(gòu)成。有10個輸入端，用按鍵控制，平時按鍵懸空相稱于接高電平1。它有4個輸出端ABCD，輸出8421碼。如果按下“1”鍵，與“1”鍵相應(yīng)線被接地，等于輸入低電平0、于是門D輸出為1，整個輸出成0001。

如按下“7”鍵，則B門、C門、D門輸出為1，整個輸出成0111。如果把這些電路都做在一種集成片內(nèi)，便得到集成化10線4線編碼器，它邏輯符號見圖4（b）。左側(cè)有10個輸入端，帶小圓圈表達(dá)要用低電平，右側(cè)有4個輸出端，從上到下按從低到高排列。使用時可以直接選用。

（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。它也是由門電路構(gòu)成，當(dāng)前也有集成化產(chǎn)品供選用。圖5是一種4線—10線譯碼器。它左側(cè)為4個二進(jìn)制碼輸入端，右側(cè)有10個輸出端，從上到下按0、1、…9排列表達(dá)10個十進(jìn)制數(shù)。輸出端帶小圓圈表達(dá)低電平有效。平時10個輸出端都是高電平1，如輸入為1001碼，輸出“9”端為低電平0，別的9根線仍為高電平1，這表達(dá)“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0，七段都被點亮，顯示出數(shù)字“8”；如b、c段接低電平0，別的都接1，顯示是“1”?？梢娨咽M(jìn)制數(shù)用七段顯示管顯示出來還要通過一次譯碼。如果使用“4線—7線譯碼器”和顯示管配合使用，就很簡樸，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個二進(jìn)制碼輸入端，右側(cè)有7個輸出可直接和數(shù)碼管相連。左上側(cè)另有一種滅燈控制端IB，正常工作時應(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

可以把二進(jìn)制數(shù)碼存貯起來部件叫數(shù)碼寄存器，簡稱寄存器。圖7是用4個D觸發(fā)器構(gòu)成寄存器，它能存貯4位二進(jìn)制數(shù)。4個CP端連在一起作為控制端，只有CP=1時它才接受和存貯數(shù)碼。4個RD端連在一起成為整個寄存器清零端。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個觸發(fā)器從高到低分別被置成1、0、0、1，并始終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Q端取出。

（2）移位寄存器

有移位功能寄存器叫移位寄存器，它可以是左移、右移，也可是雙向移位。

圖8是一種能把數(shù)碼逐位左移寄存器。它和普通寄存器不同是：數(shù)碼是逐位串行輸入并加在最低位D端，然后把低位Q端連到高一位D端。這時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)。假定要輸入數(shù)碼是1001，輸入順序是先高后低逐位輸入。第1個CP后，1被打入第1個觸發(fā)器，寄存器成0001；第2個CP后，Qo1被移入Q1，新0打入D1，成為0010；第3個CP后，成為0100；第4個CP后，成為1001。

可見通過4個CP，寄存器就寄存了4位二進(jìn)制碼1001。當(dāng)前已有品種繁多集成化寄存器供選用。計數(shù)器和分頻器

（1）計數(shù)器

能對脈沖進(jìn)行計數(shù)部件叫計數(shù)器。計數(shù)器品種繁多，有作累加計數(shù)稱為加法計數(shù)器，有作遞減計數(shù)稱為減法計數(shù)器；按觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)來分又有同步計數(shù)器和異步計數(shù)器；按數(shù)制來分又有二進(jìn)制計數(shù)器、十進(jìn)制計數(shù)器和其他進(jìn)位制計數(shù)器等等。

現(xiàn)舉一種最簡樸加法計數(shù)器為例，見圖9。它是一種16進(jìn)制計數(shù)器，最大計數(shù)值是1111，相稱于十進(jìn)制數(shù)15。需要計數(shù)脈沖加到最低位觸發(fā)器CP端上，所有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CP端上。J—K觸發(fā)器特性表告訴咱們：當(dāng)J=1、K=1時來一種CP，觸發(fā)器便翻轉(zhuǎn)一次。在所有清零后，①第1個CP后沿，觸發(fā)器C0翻轉(zhuǎn)成Q0=1，別的3個觸發(fā)器仍保持0態(tài)，整個計數(shù)器狀態(tài)是0001。②第2個CP后沿，觸發(fā)器C0又翻轉(zhuǎn)成“Q0=0，C1翻轉(zhuǎn)成Q1=1，計數(shù)器成0010?！降?5個CP后沿，計數(shù)器成1111?？梢娺@個計數(shù)器的確能對CP脈沖計數(shù)。2）分頻器

計數(shù)器第一種觸發(fā)器是每隔2個CP送出一種進(jìn)位脈沖，因此每個觸發(fā)器就是一種2分頻分頻器，16進(jìn)制計數(shù)器就是一種16分頻分頻器。

為了提高電子鐘表精準(zhǔn)度，普遍采用辦法是用晶體振蕩器產(chǎn)生32768赫原則信號脈沖，通過15級2分頻解決得到1赫秒信號。由于晶體振蕩器精確度和穩(wěn)定度很高，因此得到秒脈沖信號也是精準(zhǔn)可靠。把它們做到一種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和舉例

數(shù)字邏輯電路讀圖環(huán)節(jié)和其他電路是相似，只是在進(jìn)行電路分析時處處要用邏輯分析辦法。讀圖時要：①先大體理解電路用途和性能。②找出輸入端、輸出端和核心部件，區(qū)別開各種信號并弄清信號流向。③逐級分析輸出與輸入邏輯關(guān)系，理解各某些邏輯功能。④最后統(tǒng)觀全局得出分析成果。

例1三路搶答器

圖11是智力競賽用三路搶答器電路。裁判按下開關(guān)SA4，觸發(fā)器所有被置零，進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。這時Q1～Q3均為1，搶答燈不亮；門1和門2輸出為0，門3和門4構(gòu)成音頻振蕩器不振蕩，揚聲器無聲。

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，揚聲器發(fā)聲；②HL1燈點亮；③門1輸出為1，這時2號、3號臺再按開關(guān)也不起作用。裁判宣布競賽成果后，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位移位寄存器控制彩燈電路。開始時按下SA，觸發(fā)器C1～C4被置成1000，彩燈HL1被點亮。CP脈沖來到后，寄存器移1位，觸發(fā)器C1～C4成0100，彩燈HL2點亮。第2個CP脈沖點亮HL3，第3個點亮HL4，第4個CP又把觸發(fā)器C1～C4置成1000，又點亮HL1。如此循環(huán)往復(fù)，彩燈不斷閃爍。只要增長觸發(fā)器可使燈數(shù)增長，變化CP頻率可變化速度。555集成時基電路特點

555集成電路開始浮現(xiàn)時是作定期器應(yīng)用，因此叫做555定期器或555時基電路。但是日后通過開發(fā)，它除了作定期延時控制外，還可以用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等各種控制以及計量檢測等作用；還可以構(gòu)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畢電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等用途。由于它工作可靠、使用以便、價格低廉，因而當(dāng)前被廣泛用于各種小家電中。

555集成電路內(nèi)部有幾十個元器件，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，是模仿電路和數(shù)字電路混合體。它性能和參數(shù)要在非線性模仿集成電路手冊中才干查到。555集成電路是8腳封裝，圖1（a）是雙列直插型封裝，按輸入輸出排列可畫成圖1（b）。其中6腳稱閥值端（TH），是上比較器輸入。2腳稱觸發(fā)端（），是下比較器輸入。3腳是輸出端（VO），它有0和1兩種狀態(tài)，它狀態(tài)是由輸入端所加電平?jīng)Q定。7腳放電端（DIS），它是內(nèi)部放電管輸出，它也有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端狀態(tài)決定。4腳是復(fù)位端（），加上低電砰（＜0.3伏）時可使輸出成低電平。5腳稱控制電壓端（VC），可以用它變化上下觸發(fā)電平值。8腳是電源，1腳為地端。

（a）圖1（b）

對于初學(xué)者來說，可以把555電路等效成一種帶放電開關(guān)R－S觸發(fā)器，如圖2（a）。這個特殊觸發(fā)器有兩個輸入端；閾值端（TH）可當(dāng)作是置零端R，規(guī)定高電平；觸發(fā)端（）可當(dāng)作是置位端，低電平有效。它只有1個輸出端VO，VO可等效成觸發(fā)器Q端。放電端（DIS）可當(dāng)作由內(nèi)部放電開關(guān)控制一種接點，放電開關(guān)由觸發(fā)器Q端控制：=1時DIS端接地；=0時DIS端懸空。此外這個觸發(fā)器尚有復(fù)位端，控制電壓端VC，電源端VDD和地端GND。

（a）圖2（b）這個特殊R－S觸發(fā)器有2個特點：（1）兩個輸入端觸發(fā)電平規(guī)定一高一低：置零端R即閾值端TH規(guī)定高電平，而置低端S即觸發(fā)端則規(guī)定低電平。（2）兩個輸入端觸發(fā)電平，也就是使它們翻轉(zhuǎn)閾值電壓值也不同，當(dāng)VC端不接控制電壓時，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，這時上觸發(fā)電平就變成VC值，而下觸發(fā)電平則變成1/2VC?？梢娮兓刂贫丝刂齐妷褐悼梢宰兓舷掠|發(fā)電平值。

通過簡化，555電路可以等效成一種觸發(fā)器，它功能表見圖2（b）。

555集成電路有雙極型和CMOS型兩種。CMOS型長處是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高，但輸出功率較小，輸出驅(qū)動電流只有幾毫安。雙極型長處是輸出功率大，驅(qū)動電流達(dá)200毫安，其他指標(biāo)則不如CMOS型。

此外尚有一種556雙時基電路，14腳封裝，內(nèi)部包具有兩個相似時基電路單元。555應(yīng)用電路諸多，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)電路有一種穩(wěn)態(tài)和一種暫穩(wěn)態(tài)。555單穩(wěn)電路是運用電容充放電形成暫穩(wěn)態(tài)，因而它輸入端都帶有定期電阻和定期電容，常用555單穩(wěn)電路有兩種。

（1）人工啟動型單穩(wěn)

將555電路6、2端并接起來接在RC定期電路上，在定期電容CT兩端接按鈕開關(guān)SB，就成為人工啟動型555單穩(wěn)電路，見圖3（a）。用等效觸發(fā)器代替555，并略去與單穩(wěn)工作無關(guān)某些后畫成等效圖3（b）。下面分析它工作：

（a）圖3（b）①穩(wěn)態(tài)：接上電源后，電容CT不久充到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，這是它穩(wěn)態(tài)。

②暫穩(wěn)態(tài)：按下開關(guān)SB，CT上電荷不久放到零，相稱于觸發(fā)器輸入R=0，=0，輸出及時翻轉(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)時間td后，CT上電壓升到>2/3VDD時，輸出又翻轉(zhuǎn)成V=0，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。td就是單穩(wěn)電路定期時間或延時時間，它和定期電阻RT和定期電容CT值關(guān)于；td=1.1RTCT。（2）脈沖啟動型單穩(wěn)

把555電路6、7端并接起來接到定期電容CT上，用2端作輸入就成為脈沖啟動型單穩(wěn)電路，見圖4（a）。電路2端平時接高電平，當(dāng)輸入接低電平或輸入負(fù)脈沖時才啟動電路。用等效觸發(fā)器代替555電路后可畫成圖4（b）。這個電路運用放電端使定期電容能迅速放電。下面分析它工作狀態(tài)：(a)圖4(b)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。通過td后，CT上電壓升到＞2/3VDD，這時負(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。這時內(nèi)部放電開關(guān)接通，DIS端接地，CT上電荷不久放到零，為下一次定期控制作準(zhǔn)備。電路定期時間td=1.1RTCT。

這兩種單穩(wěn)電路慣用作定期延時控制。555雙穩(wěn)電路

常用555雙穩(wěn)電路有兩種。

（1）R-S觸發(fā)器型雙穩(wěn)把555電路6、2端作為兩個控制輸入端，7端不用，就成為一種R－S觸發(fā)器。要注意是兩個輸入端電平規(guī)定和閾值電壓都不同，見圖5（a）。有時也許只有一種控制端，這時另一種控制端要設(shè)法接死，依照電路規(guī)定可以把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。(a)圖5(b)

有兩個輸入端雙穩(wěn)電路慣用作電機(jī)調(diào)速、電源上下限告警等用途，有一種輸入端雙穩(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6、2端并接起來成為只有一種輸入端觸發(fā)器，見圖6（a）。這個觸發(fā)器由于輸出電壓和輸入電壓關(guān)系是一種長方形回線形，見圖6（b），因此被稱為施密特觸發(fā)器。從曲線看到，當(dāng)輸入Vi=0時輸出Vo=1。當(dāng)輸入電壓從0上升時，要升到＞2/3VDD后來，Vo才翻轉(zhuǎn)成0。而當(dāng)輸入電壓從最高值下降時，要降到<1/3VDD后來，Vo才翻轉(zhuǎn)成1。因此輸出電壓和輸入電壓之間是一種回線形曲線。由于它輸入有兩個不同閾值電壓，因此這種電路被用作電子開關(guān)，各種控制電路，波形變換和整形用途。(a)圖6(b)555無穩(wěn)電路

無穩(wěn)電路有2個暫穩(wěn)態(tài)，它不需要外觸發(fā)就能自動從一種暫穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種暫穩(wěn)態(tài)，它輸出是一串矩形脈沖，因此它又稱為自激多諧振蕩器或脈沖振蕩器。555無穩(wěn)電路有各種，這里簡介慣用3種。

（1）直接反饋型555無穩(wěn)運用555施密特觸發(fā)器回滯特性，在它輸入端接電容C，再在輸出V0與輸入之間接一種反饋電阻Rf，就能構(gòu)成直接反饋型多諧振蕩器，見圖7（a）。用等效觸發(fā)器代替555電路后可畫成圖7（b）。當(dāng)前來看看它振蕩工作原理：(a)(b)

剛接通電源時，C上電壓為零，輸出V0=1。通電后電源經(jīng)內(nèi)部電阻、V0端、Rf向C充電，當(dāng)C上電壓升到＞2/3VDD時，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)V0=0，于是C上電荷通過Rf和V0放電入地。當(dāng)C上電壓降到＜1/3VDD時，觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)成V0=1。電源又向C充電，不斷重復(fù)上述過程。由于施密特觸發(fā)器有2個不同閥值電壓，因而