电子维修讲义——数字电路篇1.doc.docx

数字电路篇 PAGE 数字电路篇 PAGE # 数字电子技朮部分 数字电子技术是研究电路的‘开’、’关’状态及其相互间的逻輯关系的，俗称为‘开关电路’ C 显然，在开关电路中，其工作状态只有‘开’ 或‘关’。 所谓‘数字系统’，就是由基本的数字电路（开关电路）组成的。 与模拟电路的线性变化相比，数字电路的电信号是跳变方式，即通常称之谓‘脉冲’ 。包括电路 中用RC过渡过程形成的‘脉冲电压、电流’均属数字电子技术涉及的范围。 常用‘逻輯代数’（布尔代数）来分析、表达、设计数字电路及其系统； ’二进制’也是分析、 表达电路及其工作过程的重要工具。 、脉冲的基本概念 脉冲 表示一种时间极短的突变电压或电流信号 1 UR 1 fUR K断 K通 K.. 1 E 开关K的通、断使Ur的变化是一种’突 变’__脉冲; 波形图记录了电压脉冲 UR随时间突变 的过程。 2.脉冲波的参数:锯齿波三角波 2.脉冲波的参数: 锯齿波 三角波 上升沿（上升时间）：从0.1?0.9幅度用的时间, 又称‘前沿’； 下降沿（下降时间）：从0.9?0.1幅度用的时间, 又称‘后沿’； 脉冲宽度（tK）:脉冲持续时间； 重复周期T:相邻间重复出现的时间； 重复频率f = 1/T ； 幅度：脉冲幅度变化的最大值； 理想状态下，上升、下降时间应为 0，但电路参数会引起波形的’畸变’，故希望越短越好。 常见脉冲波形: LX L L^ RC电路充放电特点——脉冲形成的过渡过程; C上无电压（初态为 0）： uc从0开始呈指数上升;=RC约束；若：开关 C上无电压（初态为 0）： uc从0开始呈指数上升; =RC约束； RC小，充电快，uc增长迅速；反之，缓慢； 特点：i从最大值E/R t下降趋于0; ur从最 大值Et下降趋于0; uc从0上升趋于E,均呈指数规律变化； （放电过程）若：电容C充滿电（uc = E）,然后接通K : （放电过程） C将放电，从C正端经R到C负端； 放电快慢受RC约束，t大t放电缓慢，t小 t放电迅速。也呈指数规律。从 E下降t趋于0； 时间常数t =RC的单位为秒。一般认为：充、放电过程经 3?5倍t的时间即结束（到稳态） RC电路的充放电过程需时间，揭示出一个重要的概念： 电容两端的电压不能突变，总是从原始态开始进行：初始为 0时，充电开始瞬间，电容相当于 短路；当充满后，电容相当于断路。 、脉冲波形的变換 输出与输入间为微分关系；时间常数t 输出与输入间为微分关系；时间常数t = RC； C输出uo （ur） C 输出uo （ur）从Et下降至0； 输入脉冲间隔期间 ui= 0 ,相当于输入端短路，电容 C对R 放电，由于 C上电压极性对输出而言呈负极性，则输出 uo从 -E t放电至0 ； 尖脉冲的脉宽受 RC约束。 为了形成尖脉冲，时间常数t =RC应很小，让其在一个输入 脉冲间隔内很快完成充放电； 形成微分电路的条件是：t（ RC） VV tk （tk为输入脉冲宽度） 当RC 当RC t k时，变成耦合电路: 电路将信号式样‘无变化’地耦合到输出，只不过是信号的 交流分量形式，相当于交流放大电路中的耦合电容。 2.积分电路 R] —a~r~ E 0 _TL c + uO Ui AUo： 输出是输入信号的积分，典型的电容充放 电过程。 积分条件是：t（ RQ tk 在脉宽和间隔时间内，充电充不至 E、放 电也放不至0，输出为‘三角形’积分波。 等参数，如下图： 1. RQ小（充、放电迅速）：线性差、幅度高； 3. RQ大（充、放电缓慢）：线性好、幅度低； 当RC极大时成为阻容滤波器，尤如交流整 流后的滤波器作用。 在线性放大电路中，我们希望信号无失真地传送；在脉冲与数字电路中，往往用改变时间常数 等方式将一种波形’故意失真’成另一种特定形式，以滿足电路需要。 三、晶体管开关电路及应用 1.二极管开关: 由单向导电特性可将二极管等效为右图开关; E| ——-0_| （上 +、下-）,D正向导通T K闭合; ，_o （为0,短路），D截止t K断开; 2.三极管开关: 用三极管的饱和、截止状态来形成开关作用。 Eo 共射极接法（工作于饱和、截止区，放大区仅为前两者间的过渡） ： 当输入足够大t三极管饱和，两个 PN结均正向偏置t输出为 0;相当c、e间开关闭合； 当输入~ 0 t三极管截止，两个 pn结均反向偏置t输出~ Ec；相当c、e间开关断开； 输出，输入间状态是相反的，称为反相器； 若将FC換成继电器、指示灯等负載，其等效的开关即构成驱动电路。显而易见，这些驱动是由 输入端的信号形成的lb控制的，一般要求： 3 lb 3lc max,使之有足够的基极电流实现三极管饱 和。 应用例:⑴反相器当Ui为矩形脉冲时