高级维修电工 电子技术

uI2
u＋=
R3 R2＋R3
uI2
根据原理叠加: uO = uO1＋ uO2
五、微分运算电路
iF RF
u+ = u－ = 0
iF = iC
－
uO RF
=C
duC dt
uO =－RFC
duC dt
uI
iC ＋uC－ C
u－ － u＋ ＋
∞ ＋
R2
虚地 uI
uO
uO =－RFC
duI dt
UI O
t
说明：
❖ 触发电路基础：
❖ 1.触发器的基本功能主要是：1）有两个稳定的工作 状态“1”和“0”。2）在适当信号作用下，两种 状态可以转换，触发器输出状态的变化，除与输入 信号有关外，还与触发器的原状态有关。3）当触 发信号消失后，触发器状态保持不变。触发器能把 输入信号寄存下来，保持一位二进制信息，这就是 触发器具有的记忆功能。
R: Reset S: Set
RS 0
（约束 条件）
触发器输出端状态由 1 变为0 或由0 变为1 称为“翻转”。
小结
提 示：
—— T’ 触发器特征
翻转。
Qn1 Qn
提 示：
—— T 触发器特征
T 零保持,T 1翻转。Q n1 TQ n TQ n
提 示：
—— RS 触发器特征
1）全零非法，全1保持。
❖ 计数器电路基础：
❖ 计数器主要是由触发器组成，用以记忆输入 脉冲的个数，若按触发器状态的更新次序来 分类，计数器可分为同步式和异步式两类。 计数器进位制不同，分为二进制、十进制计 数器。
❖ 寄存器电路基础及应用：
❖ 寄存器一般用来暂时存储数据、指令等，为 保证寄存器只在收到寄存器命令时才能寄存 指令、数据。
1. 工作在饱和区时的特点
不加反馈时，稍有 uD 即进入饱和区。
(1) 当 u＋ ＞u－时， 即 uD > 0
uO +UOM
uO = ＋UOM≈＋UCC
(2) 当 u＋＜u－时， 即 uD < 0
uO =－UOM≈－UEE
O
uD
－UOM
2. 工作在线性区时的特点
引入深度负反馈后，uO 是个有限值。
❖ 能放大直流信号的放大器叫直流放大器。
❖ 直流放大器常用于测量仪表。在高精度电位 测量和生物电与物理电测量中（见生物医学 核电子仪器），电信号往往很弱，而且变化 缓慢，含有直流成分，经放大后才便于检测、 记录和处理。此外，在许多情况下，被测信 号源的内阻高，要求放大器具有高增益和高 输入阻抗。具有这种特性的直流放大器也适 合用作运算放大器
uO=－(
ＲF Ｒ11
uI1
+
ＲF Ｒ12
uI2 )
四、减法运算电路 RRFF
当 uI1 单独作用时,
uO1=－ＲＲF1 uI1
uI1 uII22
RR11 RR22
uu－－ －－ uu＋＋ ＋＋
∞∞ ＋＋
uuOO
当 uI2 单独作用时,
RR33
uO2=
(1＋
RF R1
) u＋
=
(1＋
RF R1
)
R3 R2＋R3
基本RS触发器
(1) 逻辑电路及逻辑符号
(2) RS触发器的特征表
R S Qn
Qn+1
非法 复位 置位 保持
000 001 010 011 100 101 110 111
X
X
0 0
置0
1
1
置1
0
1
（3）RS 触发器的特征方程
Qn1 S R Qn
提 示：
—— RS 触发器特征
1）全零非法，全1保持。 2）01置零，10置1。
iF ＋ uC－
C
R1
∞
u－ － ＋
uO
u＋ ＋
R2
虚地
uI
UI
O
t
uO
O
t
－UOM
❖ 门电路基础： ❖ 1.基本逻辑电路有“与”门电路，“或”门电路，
另外还有“与非”门电路和“或非”门电路。 ❖ 2.TTL集成电路是目前应用最为广泛的一种数字集
成电路，由于这种集成电路的输入端和输出端电路 结构都采用了双极型晶体管，所以称为晶体管晶体 管逻辑电路，简称TTL电路。TTL与非门的输入端 全为高电平时，输出低电平；输入至少有一个为低 电平时，输出为高电平，输入端全部接地时，输出 为高电平；输入端全部同时悬空时，输出为低电平。
空。
❖ 三态门、OC门概念，如何使用？
❖ 三态门是指一个电路的输出除了高电平、低电平外， 还有输出悬空的状态（高阻状态）。
❖ 三态门通常用于数据传输上，就是把若干个三态门 的输出端接到一个数据总线上，但是总线上所有的 三态门在任何时刻只能允许其中的一个处于工作状 态，其余的都必须高阻状态。
❖ OC门就是集电极开路门，使用把若干个OC门的输 出端连接在一起，外接一个公用的集电极电阻R 接 到电源电压上，组成“线与”电路
uO =－UOM≈－UEE
正饱和区 uO +UOM
O uD
线性 区 －UOM
负饱和区
理想运算放大器
一、理想运放的主要条件
开环电压放大倍数：Ao→∞ 开环输入电阻：ri→∞ 开环输出电阻：ro→0 共模抑制比：KCMRR →∞
理想运放的符号：
∞
u－ u＋
－－ ＋uD ＋
＋
uO
二、理想运放的电压传输特性
ＰＣ发展
❖ 现代电子计算机之父 1944~1945年间，美籍匈牙利科学家冯·诺伊 曼在第一台现代计算机ENIAC尚未问世时注 意到其弱点，并提出一个新机型EDVAC的设 计方案，其中提到了两个设想：采用二进制 和“存储程序”。这两个设想对于现代计算 机至关重要，也使冯·诺伊曼成为“现代电子 计算机之父”，冯·诺伊曼机体系延续至今。
u－ － － Ao u＋ ＋uD ＋ ＋
uO
同相输入端
净输入电压
输出端 + UCC
781 6 CF741 2
5 43
87
u－
100 dB
2
6
uO
u+
3
1 54
－UEE 集成运算放大器的管脚和外部接线图
二、电压传输特性
uO= f(uD) 线性区
uO = Ao uD
= Ao ( u＋－u－)
饱和区 正饱和电压： uO =＋UOM≈＋UCC 负饱和电压：
(1) Ao→∞
uD =
uO Ao
=0
u＋ = u－
故称为虚短路
反馈电路
∞
u－
－
iD
＋
uO
u＋
＋
(2) ri→∞
iD =
uD ri来自百度文库
=0
(3) ro→0
uOL= uOC
故称为虚断路。 即输出电压不受负载的影响。
基本运算电路
一、比例运算电路
iF RF
1. 反相比例运算电路
u－= u＋= 0 iD = 0
uI
i1 R1 R2
iD u－
－
u＋ ＋
∞ ＋
uO
i1 = iF
uI R1
=－RuFO
虚地
uO
=－
ＲF Ｒ1
uI
Af
2. 同相比例运算电路
u－= u＋ = uI iD = 0
iF = i1
uO－u－ RF
=
u－ R1
iF RF
i1 R1 iD
∞
uI
u－ － R2 u＋ ＋
＋
uO
uO = (1＋
RF R1
❖ 2）输出电平：TTL高电平U ≥2.4V 低电平U ＜0.4V
❖
CMOS高电平U ≥60%U 低点平U =0V
❖ 3）门坎电平：TTL：V ≈1.4V CMOS：V = U
❖ 4）输入端：TTL输入端接高电平时有电流流入，接低电平 时有电流流出，输入端若悬空，相当于接高电平。CMOS电
路因为输入端是绝缘的，所以无电流，并且输入端不允许悬
❖ 直流放大器的类型很多。直接耦合的单管放 大器是最简单的一种。这种放大器的缺点是 零点漂移大。利用成对晶体管或场效应晶体 管构成的差分放大器是一种零点漂移较小的 直流放大器，常用于集成运算放大器的输入 级和中间级。在测量仪器中还常用斩波式直 流放大器。
集成运算放大器
集成运算放大器的组成
输入端
输入级
) u－
不是虚地
uO
=
(
1＋
RF R1
) uI
Af
三、加法运算电路
u＋= u－ = 0
当 uI1 单独作用时,
uO1=－
ＲF Ｒ11
uI1
uI1 iI1 R11 iF RF
uI2 iI2 R12 R2
u－ － u＋ ＋
∞ ＋
uO
当 uI2 单独作用时,
uO1=－
ＲF Ｒ12
uI2
虚地
根据叠加原理: uO = uO1＋ uO2
❖ 移位寄存器的逻辑功能，移位寄存器组成环 形或扭环形计数器。
❖ 移位寄存器的逻辑功能是用串行输入的方式 寄存数据，每一个CP可以使数据左移或右移 一位。用移位寄存器组成环形计数器是把最 高位的Q端与最低位的D端相连，并把其中某 一位的初始值置“1”，其余置“0”。扭环 计数器是把最高的Q端与最低的D端相连，并 把所有位的初始值均置“0”。
多谐振荡器和RC环形振荡器; 用CMOS或非门组成的多
谐振荡器。 用集成定时器构成的多谐振荡器和频率 稳定性高的石英晶体振荡器。
2.RC环形多谐振荡器
由首尾相接的TTL与非门和阻容元件RC可组 成环形多谐振荡器，如图13-4所示。RS是一个 100Ω左右的保护电阻。（R+RS）的值应小于与 非门关门电阻ROFF。由于RC延迟时间比门电路的 传输时间tpd大得多，所以在进行估算时，忽略 tpd。
❖ 屏蔽按机理可以分为：电场屏蔽、磁场屏 蔽和电磁场屏蔽。
磁场屏蔽
❖ 磁场屏蔽通常指对直流磁场或甚高频磁场的屏蔽。 其屏蔽的效果比电场屏蔽和电磁场屏蔽要差得多。 在工程上抑制磁场干扰是一个十分棘手的问题。
❖ 磁场屏蔽主要是利用高磁导率、低磁阻特性的屏 蔽体对磁通所起的磁分路作用，使屏蔽体内部的磁 场大大减小，如图所示。
❖
磁场屏蔽
❖ 磁屏蔽体应选用高磁导率的铁磁性材料， 防止磁饱和；
❖ ——被屏蔽物与屏蔽体内壁应留有一定间 隙，防止磁短路现象发生；
光栅传感器
❖ 感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随 位置不同而变化的原理组成的。可用来测量 直线或转角位移。测量直线位移的称长感应 同步器，测量转角位移的称圆感应同步器。
❖ 触发器最基本的有RS触发器和JK触发器
❖ 多谐振荡器电路基础及作用：
❖ 多谐振荡器是一种常用的产生矩形脉冲的电 路，它没有稳态，只有两个暂稳态，不需外 加触发脉冲，两个暂稳定会自动地不断相互 转换，因此多谐振荡器又叫无稳态电路。常 见的有TTL与非门RC环形振荡器和TTL与非 门石英多谐振荡器
uO
① 当 uI 为阶跃电压时, uO 为尖脉冲电压。
O
t
② 平衡电阻： R2 = RF
六、积分运算电路
u＋= u－= 0
iI = iF
uI R1
=C
duC dt
iI uI
uO =－uC
∫ uO
说明
=－
1 R1C
uI dt
①当 uI 为阶跃电压时, uO随时间线性积分到负饱 和值为止。
②平衡电阻： R2 = R1
中间级
输出级
输出端
特点
①输入级采用差分放大电路，KCMRR 和 ri 很高。 ②中间级采用多级共射电路，起电压放大作用。
③输出级采用互补对称放大电路和共集放大电路，
ro 很小，带负载能力很强。 ④直接耦合的多级放大电路，电压放大倍数很高。
⑤ 体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。
运算放大器的符号
反相输入端
❖ 计算机开关电路 1938年，信息论的创始人、美国科学家仙农 发表论文《继电器和开关电路的符号分析》， 首次阐述了如何将布尔代数运用于逻辑电路， 奠定了现代电子计算机开关电路的理论基础。
x
电
感
性
0
f0
f
电容性
R1
R2
1
C1
1
uo
G1
C2
G2
(a)
(b)
(a)石英晶体的符号和阻抗频率特性; （b）石英晶体多谐振荡器电路
电磁干扰
❖ 任何电子设备产生的电磁干扰和响应过程，可以用 辐射和传导来描述干扰发生源，可以用辐射敏感性 和传导敏感性来描述响应接收设备特性，因此，所 有电磁干扰的抑制方法可以从以下三个方面入手：
❖ 寄存器除了触发器外，还需配有控制门电路。 常见的有数据寄存器和移位寄存器两种。
❖ 数字显示电路基础
❖ 最常见的数码显示器按结构特点区分为：辉 光数码管、荧光数码管、发光二极管显示器 和液晶显示器等。
❖ TTL电路与CMOS电路在性能上的区别：
❖ 1）电源电压：TTL电路的电源电压固定为5V，CMOS电路 电源电压通常可取3~18V
❖ ——抑制电磁干扰源； ❖ ——切断电磁干扰耦合途径； ❖ ——降低电磁敏感装置的敏感性。 ❖ 选择抑制电磁干扰的电路，采用合适的工作状态；
实施正确的搭接、接地、屏蔽、滤波、分层防护； 采用合理分类布线等方法都能有效地抑制电磁干扰 或降低敏感。
屏蔽
❖ 屏蔽是提高电子系统和电子设备电磁兼容 性的重要措施之一，它能有效地抑制通过空 间传播的各种干扰，既可阻止或减少电子设 备内部的辐射电磁能对外的传输，又可阻止 或减少外部辐射电磁能对电子设备的影 响。
2）01置零，10置1。
Qn1 S R Qn
提 示：
—— D 触发器特征
跟随 D。
Qn1 D
提 示：
—— J K 触发器特征
1）全零保持，全1翻转； 2）01置零，10置1。 Q n1 JQ n KQ n
多谐振荡器
多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后， 不需要外加触发信号，便能产生矩形脉冲波。 产生 矩形脉冲的电路很多，例如用TTL与非门构成的基本