【正文】 。 三極管反相器 167。第四章 脈沖與數字邏輯電路 167。 脈沖電路 167。 脈沖的整形與鑒別 167。 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 167。 模數和數模轉換 一、數字信號和模擬信號 電子電路中的信號 模擬信號 數字信號 隨時間連續(xù)變化的信號 時間和幅度都是離散的 模擬信號： t u 正弦波信號 t 鋸齒波信號 u 研究模擬信號時，我們注重電路輸入、輸出信號間的大小、相位關系。 在模擬電路中，晶體管一般工作在放大狀態(tài)。 數字表盤的讀數。主要的分析工具是邏輯代數，電路的功能用真值表、邏輯表達式或波形圖表示。 在近代電子設備中，按照信號形式的不同 ,通常我們將電路分為兩大類：模擬電路與數字電路。 數字電路區(qū)別于模擬電路的主要特點之 一是：它的工作信號是離散的脈沖信號。如何產生方波以及對不理想的方波如何整形，是本章討論的重點。 t 0 u t 0 u 尖脈沖 方波 矩形脈沖 梯形脈沖 脈沖上升時間：脈沖前沿從 上升到 脈沖下降時間：脈沖前沿從 x下降到 所需要的時間 三、脈沖的主要參數 Um 0 tw tr tf tp 脈沖幅度：脈沖電壓或電流由 0跳變至最大值 前沿 平頂 后沿 T 脈沖寬度：從脈沖前沿上升到始，到脈沖后沿下降到所持續(xù)的時間。 脈沖周期：周期性重復的脈沖序列中，兩個相鄰脈沖間的時間間隔。 占空系數 tw / T ：周期性脈沖 寬度與 脈沖周期的比值。 τ 四、 RC分壓電路 ui uo R1 R2 Co mURRR212? Um ui 0 t uo 0 t Um mURRR212?ui uo R1 R2 Co Cj 波形的改善 uo 0 t Cj合適 uo 0 t Cj過小 uo 0 t Cj過大 iojjO UCCCU??io URRRU21239。oU 兩段電路的時間常數相同 oj CRCR 21 ? 五、脈沖的微分 ui uo R C ui 0 t Um tw uo 0 t Um Um Uo只是反映輸入電壓 Ui的突變部分，對于輸入電壓的恒定部分，輸出為零。 ui uo R ui uo R E D1 D2 ui uo R D1 D2 + + － － V1 V2 雙向限幅電路 請自行分析 t ui uo t ui uo R C ui 0 t Um tw uo 0 t Um Um ⒉ 鉗位電路 當脈沖寬度大于微分電路的時間常數時 ui uo R C ⒉ 鉗位電路 ui 0 t Um 當脈沖寬度遠小于微分電路的時間常數時，輸出波形有一平頂下降Δ，在負跳變處，輸出波形將有與平頂下降同樣大的反沖。 D ui 0 t uo 0 t 零電平底部鉗位器 ⒉ 鉗位電路 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 當 IbIbs， 三極管進入飽和區(qū) , UCE ? 放大區(qū) 當 Ib≤ 0時，晶體管工作在 截止區(qū) 一、三極管的開關特性 ui uo K R Ucc Ics 開啟時間： 三極管由截止轉變?yōu)轱柡蛯ㄋ璧臅r間。它是一種大信號運用狀態(tài)。 通常，關閉時間比開啟時間要長得多。 脈沖的整形與鑒別 S 將各種形狀和幅度的脈沖轉換為幅度一致的矩形脈沖 —— 脈沖的整形 在整形過程中，把幅度較小的脈沖消除 —— 脈沖的鑒別 ui 0 t 0 t uo 輸出波形 一、二極管幅度鑒別電路 ui uo R C D1 D2 R RW E 通過調節(jié) RW可鉗制在任意的負電平上 ui 0 t u1 0 t uo 0 t 削波電路 鉗位電路 u1 二、施密特觸發(fā)器 ui uo R1 Re +Ec Rc1 Rc2 R2 T1 T2 ui 0 t uo 0 t 三極管特性 Ic1 Uc1下降 Ube2下降 Ie2減小 Ics2不變， T2仍處于飽和狀態(tài) Uc1下降到一定程度，使T2脫離飽和 ui進一步上升 c2開始下降 Ui=0 T1截止 T2飽和 Ue↓ Ube1↑ 1飽和截止UT+ UT 穩(wěn)態(tài) 1 穩(wěn)態(tài) 2 上限閾值電平 下限閾值電平 ?? ??? TTT UUUuo 0 ui UT UT+ 電壓傳輸特性 T1截止 T2飽和 T1飽和 T2截止 集成運放組成的施密特觸發(fā)器 實際上是一個具有正反饋的 電壓比較器 Us uo ui + ?Us R1 R2 uf 221 RUURRUU sfso ????osssofURRRURRRUUURRRU212211212)(????????uo ui + ?Us R1 R2 uf 假設在起始狀態(tài) ui uf , uo = +UOH 隨著 ui的增加，當其增加到 U1時，放大器進入線性放大區(qū)，由于電路的開環(huán)增益大于 1，電路將迅速轉入另一個狀態(tài)， uo = UOH OHsf URRRURRRUU2122111 ?????由于 UO的降低， Uf也迅速降低到 OHs URRRURRRU21221139。1u 1u上觸發(fā)電平 下觸發(fā)電平 OHT URRRUUU21239。 ⑵ 脈沖波形的整形和幅度鑒別 0 t ui 0 t uo 0 t uo u1 39。1uU1 39。電路的輸出與輸入之間構成一定的邏輯關系。 在邏輯代數中，邏輯函數的變量只能取兩個值（ 二值變量 ），即 0和 1，中間值沒有意義，這里的 0和 1只表示兩個對立的邏輯狀態(tài)，如電位的低高（ 0表示低電位，1表示高電位）、開關的開合等。 在數字電路中，一般用高電平代表 低點平代表 0，即所謂的 正邏輯系統(tǒng) 。 E F A B amp。 門電路 “或”邏輯 A、 B只有一個條件具備時，事件 F就發(fā)生。 邏輯符號 A E F R A F “非”邏輯 邏輯式 邏輯非 邏輯反 真值表 AF ?A F 0 1 1 0 R1 D R2 A F +12V +3V 三極管非門 u A u F 3V 0V 嵌位二極管 （三極管的飽和壓降 假設為 ） amp。 CBAF ???與非： 條件A、 B、 C都具備，則 F 不發(fā)生。 ?1 A B C F BABABAF????異或： 條件A、 B有一個具備，另一個不具備則 F 發(fā)生。 2. 需要不同電源。 分立元件門電路的缺點 與分立元件電路相比，集成電路具有體積小、可靠性高、速度快的特點，而且輸入、輸出電平匹配，所以早已廣泛采用。 二、集成門電路 ⒈ TTL與非門的基本原理 TTL與非門的內部結構 +5V F R4 R2 R1 3k T2 R5 R3 T3 T4 T1 T5 b1 c1 A B C CBAF ???? ? ? ? ? ? ? 1. 任一輸入為低電平（ ）時 “0” 1V 不足以讓 T T5導通 三個 PN結 導通需 +5V F R4 R2 R1 3k T2 R5 R3 T3 T4 T1 T5 b1 c1 A B C ? ? ? ? ? ? ? +5V F R4 R2 R1 3k R5 T3 T4 T1 b1 c1 A B C 1. 任一輸入為低電平（ ）時 “0” 1V uo uo=5uR2ube3ube4?高電平！ ? ? ? ? 2. 輸入全為高電平（ ）時 “1” 全導通 電位被鉗 在 全反偏 ?1V 截止 +5V F R4 R2 R1 3k T2 R5 R3 T3 T4 T1 T5 b1 c1 A B C ? ? ? ? ? ? ? 2. 輸入全為高電平（ ）時 +5V F R2 R1 3k T2 R3 T1 T5 b1 c1 A B C 全反偏 “1” 飽和 uF= A B CF ?? ? ⒉ MOS型集成門電路 G S D 柵極 源極 漏極 MOS管是絕緣柵場效應管，是一種新型半導體器件，外形與普通晶體管相似，但控制特性卻截然不同。而場效應管則是電壓控制元件，它的輸出電流取決于輸入電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，所以它的輸入電阻可高達 109～ 1014Ω ⒉ MOS型集成門電路 MOS型集成門電路的類型 PMOS CMOS NMOS UCC S T2