【正文】 等問題。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。 由于數(shù)字邏輯電路有易于集成、傳輸質(zhì)量高、有運算和邏輯推理能力等優(yōu)點，因此被廣泛用于計算機、自動控制、通信、測量等領(lǐng)域。這種電路除了能進行二進制算術(shù)運算外還能完 成邏輯運算和具有邏輯推理能力，所以才把它叫做邏輯電路。 這種電路同時又被叫做邏輯電路，那是因為電路中的“ 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。能處理數(shù)字信號的電路就稱為數(shù)字電路。把它叫做數(shù)字電路是因為電路中傳遞的雖然也是脈沖，但這些脈沖是用來表示二進制數(shù)碼的，例如用高電平表示“ 1 ”，低電平表示“ 0 ”。 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，這一點尤為重要數(shù)字邏輯電路的用途和特點但細(xì)分析起來它們還是各有 特點的：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（有時并聯(lián)有加速電容，容量一般都很小）；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。 ② 從電路結(jié)構(gòu)上抓關(guān)鍵找異同。 脈沖電路的讀圖要點圖 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 的另一個輸入端 U I 。 （ 2 ）集成化單穩(wěn)電路電路暫穩(wěn)態(tài)的時間是 由延時元件 R 和 C 的數(shù)值決定的： t t = 。平時它總是一管（ VT1 ）飽和，另一管（ VT2 ）截止，這就是它的穩(wěn)態(tài)。它也是由兩級反相器交叉耦合而成的正反饋電路。 （ 1 ）集基耦合單穩(wěn)電路單穩(wěn)電路常被用作定時、延時控制以及整形等。當(dāng)有人推它或拉 它時門就打開，但由于彈力作用，門很快又自動關(guān)上，恢復(fù)到原來的狀態(tài)。脈沖電路中常用的第 3 種電路叫單穩(wěn)電路，它有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。有延時功能的單穩(wěn)電路 （ 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。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。在實際應(yīng)用中，因為微分電路 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。從觸發(fā)方式看，因為有直流觸發(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。 （ 2 ）觸發(fā)脈沖的觸發(fā)方式和極性于是雙穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)成 A 端為“ 1 ”， B 端為“ 0 ”，并一直保持下去。 電路的基極分別加有微分電路。如把高電平表示數(shù)字信號“ 1 ”，低電平表示“ 0 ”，那么這時就可以認(rèn)為雙穩(wěn)電路已經(jīng)把數(shù)字信號“ 1 ”寄存在 B 端了。它的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。 圖 9 是用分立元件組成的集基耦合雙穩(wěn)電路。它的特點是如果沒有外來的觸發(fā)，輸出狀態(tài)能一直保持不變。 有記憶功能的雙穩(wěn)電路多諧振蕩器的輸出總是時高時低地變換，所以它也叫無穩(wěn)態(tài)電路。 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。如果沒有這個二極管，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。它也是整形電路的一種。 （ 4 ）箝位器 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）。如果把二極管反接，就成為削掉負(fù)脈沖的下限幅電路。圖 7 是用二極管和電阻組成的上限幅電路。 （ 3 ）限幅器當(dāng)輸入矩形脈沖時，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。 （ 2 ）積分電路這種尖脈沖常被用作觸發(fā) 脈沖或計數(shù)脈沖。當(dāng)電路時間常數(shù) τ=RCt k 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。（ 1 ）微分電路 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，具有這種功能的電路就叫變換電路。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。圖中 RS 是保護電阻， R 和 C 是延時電路元件，它們的數(shù)值決定脈沖周期。 圖 4 是常用的 RC 環(huán)形振蕩器。如果兩邊不對稱，則輸出是矩形脈沖從 A 點或 B 點可得到輸出脈沖。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組成。 （ 1 ）集基耦合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的狀態(tài)可以把多諧振蕩器比作賓館的自動旋轉(zhuǎn)門，它不需要人去推動，總是不停地開門和關(guān)門。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。產(chǎn)生脈沖的多諧振蕩器不僅如此，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入截止?fàn)顟B(tài)。 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。從所用的晶體管也可以看出來，在工作頻率較高時都采用專用的開關(guān)管，如 2AK 、 2CK 、DK 、 3AK 型管，只有在工作頻率較低時才使用一般的晶體管。 脈沖電路和放大振蕩電路最大的不同點，或者說脈沖電路的特點是：脈沖電路中的晶體管是工作在開關(guān)狀態(tài)的。如果一個脈沖的寬度 t k =1 ／ 2T ，它就是一個方波。 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。家用電器中的定時器、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。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。電子電路中另一大類電路的數(shù)字電子電路。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 能夠完成鑒頻功能的電路叫鑒頻器或鑒頻電路，有時也叫頻率檢波器。圖 8 畫出了它的大意，圖中用一個可變電抗元件并聯(lián)在諧振回路上。 能夠完成調(diào)頻功能的電路就叫調(diào)頻器或調(diào)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。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 C 0 的隔直流作用，在輸出端就可得到還原的低頻信號。當(dāng)輸入的已調(diào)波信號較大時，二極管 VD 是斷續(xù)工作的。 圖 7 是一個二極管檢波電路。下面舉二極管檢波器為例說明它的工 作。常用的有二極管和 三極管。它的工作過程正好和調(diào)幅相反。（ 2 ）檢波電路因為晶體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 個信號就因非線性作用而實現(xiàn)了調(diào)幅。集電極的 LC 并聯(lián)回路諧振在載波頻率上。低頻調(diào)制信號則通過 T3 耦合到集電極中。根據(jù)調(diào)制過程在哪個回路里進行可以把三極管調(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。能夠完成調(diào)幅功能的電路就叫調(diào)幅電路或調(diào)幅器。 （ 1 ）調(diào)幅電路 下面我們先介紹調(diào)幅和檢波電路。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。在接收機中還原的過程叫解調(diào)。調(diào)幅和檢波電路它的振蕩頻率是：當(dāng) R1=R2=R 、 C1=C2=C 時 f 0 = 1 2πRC 。 RC 橋式振蕩電路的性能比 RC 相移振蕩電路好。 R1C1 、 R2C2 、 R t 和 R E1 分別是電橋的 4 個臂，放大器的輸入和輸出分別接在電橋的兩個對角線上，所以被稱為 RC 橋式振蕩電路。其中 R t 是一個有負(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。因此反饋電壓經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)送回到 VT1 的輸入端時，只有某個特定頻率為 f 0 的電壓才能滿足相位平衡條件而起振。=0176。 ），其它頻率的電壓都有大小不等的相移。這個選頻網(wǎng)絡(luò)又是正反饋電路的一部分。 圖 5 （ a ）是一種常見的 RC 橋式振蕩電路。它的振蕩頻率是：當(dāng) 3 節(jié) RC 網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)相同時： f 0 = 1 2π 6RC 。 RC 相移振蕩電路的特點是：電路簡單、經(jīng)濟，但穩(wěn)定性不高，而且調(diào)節(jié)不方便?？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。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，由于 RC 網(wǎng)絡(luò)只對某個特定頻率 f 0 的電壓產(chǎn)生 180176。從圖 4 （ b ）的交流等效電路看到：因為是單級共發(fā)射極放大電路，晶體管 VT 的輸出電壓 U o 與輸出電壓 U i 在相位上是相差 180176。 圖 4 （ a ）是 RC 相移振蕩電路。 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。 RC 振蕩器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。共發(fā)射極接法的振蕩器增益較高，容易起振。 電容三點式振蕩電路的特點是：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)范圍較小，因此適合于作固定頻率的振蕩器。由于電路中晶體管的 3 個極分別接在電容 C1 、 C2 的 3 個點上，因此被稱為電容三點式振蕩電路。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。（ 3 ）電容三點式振蕩電路它的振蕩頻率是： f 0 =1/2π LC ，其中 L=L1 ＋ L2 ＋ 2M 。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。圖中電感 L1 、 L2 和電容 C 組成起選頻作用的諧振電路。 （ 2 ）電感三點式振蕩電路常用于產(chǎn)生幾十千赫到幾十兆赫的正弦波信號。 變壓器反饋 LC 振蕩電路的特點是：頻率范圍寬、容易起振，但頻率穩(wěn)定度不高。因此電路的振蕩迅速加強并最后穩(wěn)定下來。接通電源時， 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。晶體管 VT 是共發(fā)射極放大器。 （ 1 ）變壓器反饋 LC 振蕩電路它們的振蕩頻率都比較高，常見電路有 3 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。 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。一般情況下，振幅平衡條件往往容易做到，所以在判斷一個振蕩電路能否振蕩，主要是看它的相位 平衡條件是否成立。 振蕩器能不能振蕩起來并維持穩(wěn)定的輸出是由以下兩個條件決定的；一個是反饋電壓 u f 和輸入電壓 U i 要相等，這是振幅平衡條件。選頻網(wǎng)絡(luò)則只允許某個特定頻率 f 0 能通過，使振蕩器產(chǎn)生單一頻率的輸出。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。這種現(xiàn)象也叫做自激振蕩。振蕩電路的用途和振蕩條件 R4 、 C4 為去耦電路， C3 為電源的濾波電容。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。電路共 3 級，第 1 級（ VT1 ）前置電壓放大，第 2 級（ VT2 ）是推動級，第 3 級（ VT3 、 VT4 ）是推挽功放。例 2 收音機低放電路由于使用高阻抗的耳機，所以可以把耳機直接接在 VT4 的集電極回路內(nèi)。 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。 例 1 助聽器電路 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。 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。讀圖時要 注意： ① 在逐級分析時要區(qū)分開主要元器件和輔助元器件。 放大電路是電子電路中變化較多和較復(fù)雜的電路。 （ 3 ）同相輸出高輸入阻抗運放電路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 。 也可以使輸入信號從反相輸入端接入，如圖 12 。同相輸入接法的電壓放大倍數(shù)總是大于 1 的。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。引腳 1 、 11 、 12 是調(diào)零端，調(diào)整 RP 可使輸出端（ 8 ）在靜態(tài)時輸出電壓為零。 （ 1 ）帶調(diào)零的同相輸出放大電路 集成運算放大器可以完成加、減、乘、除、微分、積分等多種模擬運算，也可以接成交流或直流放大器應(yīng)用。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；下面的叫同相輸入端，用“＋”作標(biāo)記。因為它早期是用在模擬計算機中做加法器、乘法器用 的，所以叫做運算放大器。集成運算放大器沒有輸入信號時，因為 RC1=RC2 和兩管特性相同，所以電橋是平衡的，輸出是零。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)反饋作用