门电路及运算放大器讲解

• 基本的逻辑电路
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凡是对脉冲通路上的脉冲起着开关作用的电子线路就叫做门电路，是基
本的逻辑电路。门电路可以有一个或多个输入端，但只有一个输出端。门电
路的各输入端所加的脉冲信号只有满足一定的条件时，“门”才打开，即才
有脉冲信号输出。从逻辑学上讲，输入端满足一定的条件是“原因”，有信
号输出是“结果”，门电路的作用是实现某种因果关系──逻辑关系。所以门
电路是一种逻辑电路。基本的逻辑关系有三种：与逻辑、或逻辑、非逻辑。
与此相对应，基本的门电路有与门、或门、非门。
• 与门，跟随器
图中是典型的跟随器，可以直接看做A=Y这样的话，跟随器仅仅起到延 迟和保护的作用，图中的跟随器应用在VGA接口处，行场信号的连接， 防止显示器的静电直接击穿显卡芯片，起到保护作用。
与门，两个或两个以上的信号输入，决定一个信号的输出，如下图所示， A、B为输入信号，Y为输出信号，AB属于相与关系，计算公式为 AXB=Y，这样的话A、B任一为低，则Y为低，A、B同时为高，Y才为 高。
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• 非门，是将任一结果做倒数，说直接一点 就是将结果反义化，比如跟随器的A=Y,那 么非门就是A=Y的倒数，看下图：
• 第二步，达到平衡，当Q25开始导通后，Q25的S极会上 升，当上升到1.22V时，LM324比较的结果是正向=反向， 于是便关闭输出，使得Q25处于截止状态。
• 第三步，低电压补偿，当Q25处于截止状态时，S极的电 压会逐渐下降，而这个下降的电压反馈到LM324的反向， 比较器就会得出正向大于反向，发出高电平导通Q25，这 样反复这几个步骤，就会使得Q25的S极电压一直稳定在 1.22V的范围。
• 有上图中分析，LM393的正向是两个分压电阻得来的，而 反向则是一个标准的3.3V电压，那么要想得到ACIN和 PACIN信号，就必须满足分压后的电压必须大于3.3V，我 们以正向等于3.3V时计算，3.3=[VIN/(84.5+20)]X20，这 样VIN=17.2425V，也就是说当电压=17.2425V是比较器 开始停止输出高电平信号，当VIN＞17.2425V时，才会输 出ACIN和PACIN高电平信号，当VIN≤17.2425V时，输出 低电平。这个本无法界定的电压波动被表达为是或否的逻 辑表达范围
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用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路。常用的
门电路在逻辑功能上有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异
或门等几种。 “门”是这样的一种电路：它规定各个输入信号之间满足
某种逻辑关系时，才有信号输出，通常有下列三种门电路：与门、或门、非 门（反相器）。从逻辑关系看，门电路的输入端或输出端只有两种状态，无 信号以“0”表示，有信号以“1”表示。也可以这样规定：低电平为“0”，高电 平为“1”，称为正逻辑。反之，如果规定高电平为“0”，低电平为“1”称为负 逻辑，然而，高与低是相对的，所以在实际电路中要先说明采用什么逻辑， 才有实际意义，例如，负与门对“1”来说，具有“与”的关系，但对“0”来 说，却有“或”的关系，即负与门也就是正或门；同理，负或门对“1”来说， 具有“或”的关系，但对“0”来说具有“与”的关系，即负或门也就是正与 门。
• 或门，简单的理解A条件或者B条件任意一 个满足高电平，即可以输出高电平，如图：
• 或非门、与非门，就是将或、与的结果做倒数，做出相反 地结果输出，非的图示就是在输出脚加了一个小圆圈。
• 电压比较器，我们以常见的电压比较器LM393为例
• 电压比较器的特性是，当正向输入端大于反向输入端时， 输出高电平信号，反之则输入低电平信号，在电路应用中 相当广泛，我们常见的识别适配器电压是否达到标准还有 台式机主板上的一些供电组合中经常用到
• 我们再来看下边的比较器应用在供电单元的实例，下图是 LM324产生AM2平台的HT总线供电的电路
有别于上一个比较器的应用，这里的反向是没有定义的，而正向是定义的，反向 接的是一个我们想得到的供电输出端，这种方式叫反馈，就是监控输出的电 压是否符合要求，一边运放调整，我们分3步分析工作原理
• 第一步，初始化，即初上电，初上电时，+12V进入比较 器，VREF25是一个2.5的基准电压，经过ER24和ER23分 压后输入到比较器的正向，这个电压我们算的=2.5X （10.5+10）/10=1.22V，而这个时候，Q25由于没有接到 G极的高电平信号，所以不会导通，S极不会有电压，这 样比较器就会由于正向大于反向开始输出高电平信号，使 Q25开始导通。
• 疑问解答：1、如果是反复运算，岂不是电 压一直在0-1.22V波动？
• 答：是的，理论上是，但是实际工作中， 我们考虑另外两个条件，1是工作频率，也 就是说这个频率越快，波动就越小。2、滤 波电容，电容起到了很好的缓冲作用，保 证负载电流发生变化时，不至于瞬间耗尽 电能
• 我们可以做个试验，将电容拆掉，然后测S 极的电压会是一个有波动的电压，就是我 们说的杂波
门电路、运算放大器
电路基础之门电路、运算放大器 维科联盟 陈明 撰写
门电路
• 我们之前了解过计算机的数据传输方式是 通过二进制来完成的，那么在逻辑运算电 路中，同样是通过二进制来表达的，那么 二进制就限制了每次输出结果只有两个答 案，那就是0或者1，在电路中高电平表达 为1，低电平表达为0。
• 门电路的输入