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1、 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(hào)。 一張電路圖通常有幾十乃至幾百個(gè)元器 怎樣才 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, 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?gòu)?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

2、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(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，

3、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。 交施一■變壓一；,鬣一 一|那) 1一整店一檢壓我整 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

4、 (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， 見圖 2 (b )。負(fù)載R L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

5、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，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)倒寫的字母“ L"，被稱為L(zhǎng) 型，見圖3 ( c )。用1個(gè)電感和

6、2個(gè)電容的濾波電路因?yàn)橄笞帜浮?兀”，被稱為 兀 型，見圖3 ( d ),這是濾波效果較好的電路。 (4 ) RC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 );兀型，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(jiǎn)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

7、電壓值 V Z 。 0 短也破 （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(cè)出輸出電壓的變動(dòng)，與基準(zhǔn)電 壓（V Z ）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

8、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(cè)出取

9、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U 0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

10、、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 一濾波一穩(wěn)壓”的次序把整個(gè)電源電路 分解開來，逐級(jí)細(xì)細(xì)分析。② 逐級(jí)分析時(shí)要分清主電路和

11、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(jiǎn)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?/p>

12、整流，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(duì)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，

13、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 錯(cuò)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

14、信號(hào)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(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，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)

15、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(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 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是某極偏置電阻,RC是集電極負(fù)載電 阻。1、3端是輸入，2、3端是輸出。3

16、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(chǎng)合。 (2 )分壓式偏置共發(fā)射極放大電路 (b) 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(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

17、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 V i和V o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

18、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)系就稱為耦合。放大器的級(jí) 間耦合方式有三種： ①RC耦合，見圖4 ( a ) o優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、成本低。但性 能不是最佳。 ② 變壓器耦合，見圖4 ( b ) o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(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 )甲類單管功率放大器 圖5是單管功率放大器，

19、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R L通過變壓器匝數(shù)比折算過來的： RC = ( N1 N2 ) 2 RL=N 2 RL 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(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)被稱為 甲類工作狀態(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(duì)稱電路，在

20、沒有輸入信號(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)稱為乙類工作狀態(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)用的無變壓器乙類推挽放大器， 簡(jiǎn)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 o

21、 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(duì)地為1 2 E c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i cl 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i c2 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)稱式OT

22、L電路，以及最新的橋接推挽功 率放大器，簡(jiǎn)稱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R E以提高后級(jí)發(fā)射極電位來解決前后級(jí)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(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

23、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。 ( - O EX RH I] RCl HIT Y a (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， R E有負(fù)反饋?zhàn)饔谩?shí)際上這是一個(gè)橋形電路，兩個(gè) R C和兩個(gè)管子是四個(gè)橋 臂，輸出電壓V 0從電橋的對(duì)角線上取出。沒有輸入信號(hào)時(shí)，因?yàn)?RC1=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。 + EC 1 差分放大器有良好的穩(wěn)定性，

24、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 0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“一”作標(biāo)記；下面的叫同相輸入端，用“十”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

25、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。 R2 100k (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 可以不用調(diào)零，這時(shí)可以把3個(gè)調(diào)零端短路。 12 。如對(duì)電路要求不高, 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

26、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(jí)分解開，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

27、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助聽器電路 圖14是一個(gè)助聽器電路，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)。R

28、6、C2是 去耦電路，C6是電源濾波電容。 VT1 VT? VT3 VT4 3DG 1DG WG 3DG 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有用 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、

29、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)的電路就稱為振蕩電路或振蕩器。 這種現(xiàn)象也叫做自激振蕩。或者說， 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，使振蕩器產(chǎn)生單一頻 率的輸出。 振蕩器能不能振蕩

30、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u f和輸入電壓Ui要相等，這是振幅平衡條件。二是u f和u i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

31、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 L C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 (bl 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f 0 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(jí)L1、L2的耦合又送回到晶體管

32、 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(hào)電壓是和輸入信號(hào)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：f 0 =1 / 2冗LC。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 lb) 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，

33、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： f 0 =1/2冗LC，其中L=L1 + L2 + 2M o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

34、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：f 0 =1/2 兀LC ,其中C= C 1 C 2 C 1 +C 2 。 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

35、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U o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U f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f 0的電壓產(chǎn)生180的相移，所以只有頻率為 f 0的信號(hào)電壓才是正反饋而使電路起振?？梢?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)

36、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)：f 0 = 1 2 冗6RC 。頻率一般為幾十千赫。 (2 ) RC橋式振蕩電路 圖5( a )是一種常見的RC橋式振蕩電路。圖中左側(cè)的R1C1和R2C2 用并聯(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f 0的信號(hào)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(jí)，從V2輸出端取出的反饋電 壓U f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

37、端時(shí)，只有某個(gè)特定頻率為f 0的電壓才能滿足 相位平衡條件而起振。可見 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 R t和R E1組成 的串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路。其中R t是一個(gè)有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏 也1，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 )而豕效電路看到， 這個(gè)振蕩電路是一個(gè)橋形電路。 R1C1、R2c2、R t和R E1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。

38、它的振蕩頻率是：當(dāng) R1=R2=R、C1=C2=C時(shí)f 0 = 1 2：tRC。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(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)非線性頻率變換過程，所以它的關(guān)鍵是必須使用 二極管、三極 宣等非

39、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(hào)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(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

40、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(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

41、多，經(jīng)過電容 C濾除了高頻部分，再經(jīng)過隔直流 電容C 0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)出原來的低頻信號(hào)，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(hào)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(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。 可變 電抗 「一 1 I T力一憎號(hào) ? ? (2 )鑒

42、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 一調(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)制電路被稱為模擬電子電路，因 為它們加工和處理的是連續(xù)變化的模擬信號(hào)。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(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 門用來產(chǎn)生電脈沖和 對(duì)電脈沖進(jìn)行放大、變換和

43、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t r、脈沖后沿t f和脈沖寬度 t k來表示。如果一個(gè)脈沖的寬度t k =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

44、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 蟲阻R b2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， R b2是接到一個(gè)負(fù)電源上的，而且 R bl和R b2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

45、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(duì)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(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)稱多諧振蕩

46、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) R bl =R b2 =R , C bl =C b2 =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，則輸出是矩形 脈沖 (3 ) RC環(huán)形振蕩器

47、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(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

48、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) r =RC<>t k ,電路就成為積分電路, 見圖6 o當(dāng)輸入矩形脈沖時(shí)，由于電容器充放電很慢，輸出得到的是一申幅度 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

49、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

50、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。 止匕外，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(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

51、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(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

52、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?能容易地得到尖脈沖，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

53、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 單穩(wěn)電路常被用作 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) 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

54、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(zhǎng)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：t t =0.7RC 。 o +Ec (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

55、接耦合，觸發(fā)脈沖加到門1的另一個(gè)輸入端U I。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(duì)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，容量一般都很小）； 而且雙穩(wěn)電

56、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)?電路中傳遞的雖然也是脈沖，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 成了一串用電脈沖，它們被稱為數(shù)字信號(hào)。能處理數(shù)字信號(hào)的電路就稱為數(shù)字電 路。

57、這種電路同時(shí)又被叫做邏輯電路，那是因?yàn)殡娐分械摹?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(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

58、的圖形符號(hào)。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(jiǎn)化了的圖形符號(hào) 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(hào)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

59、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(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(hào)變成1 , 1變成0。這種邏輯功能叫“非”，如果輸入是 A , 輸出寫成P=A o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

60、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(hào)和真值表。此外還有 與或非門、異或門等等。 X . 4* *0 A B A A, ft A+U aTb 1 0 0 i i r 1 0 1" L 0 1_ j :: Q 1 T Q X 1 1 1 0 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

61、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 R D和S D ,平時(shí)正常工作時(shí)要R D和S D端都加高 電平1 ,如果使R D =0 ( S D仍為1 ),則觸發(fā)器被置成Q=0 ;如果

62、使S D =0 ( R D =1 ),則被置成Q=1 。因此R D端稱為置0端，S D端稱為 置1端。D觸發(fā)器的邏輯符號(hào)見圖2，圖中Q、D、SD端畫在同一側(cè)；Q、 R D畫在另一側(cè)。R D和S D都帶小圓圈，表示要加上低電平才有效。 ② D Qn+ 1 0 。 1 1 】1 0 X Qn 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

63、畫成表格就稱為功能表或特性表， 見圖2。表中Q n+1表示加上觸發(fā)信號(hào)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：D 1、 D 2 ,它們之間是邏輯與的 關(guān)系，也就是只有當(dāng)D 1 、 D 2，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：R D端和S D端，以及兩個(gè)輸出端：Q和 Q端。它的邏輯符號(hào)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、S D、Q畫在同一側(cè)， K、R D、Q畫在另一側(cè)。 

64、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；Q n + 1 =Qn , J = 0、K=1 ,觸發(fā)器被置 0 : Q n + 1 =0 ; J=1、K=0 , Q n+1 =1 ; J=1、K=1 ,觸發(fā)器翻轉(zhuǎn) 一下：Q n + 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： Q n + 1 =Qn。有的J —K觸發(fā)器同時(shí) 有好幾個(gè)J端和K端，J 1 、J 2 ,和K 1、 K 2 ,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

65、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S D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(jiǎn)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”。 DEC/BCD B A (b)④ 從圖看到，它是由與非

66、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(duì)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(hào)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線一10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