电子维修讲义——数字电路篇1VIP免费

第1页共42页EURtK通K断UR重复周期T矩形波微分尖脉冲锯齿波三角波编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共42页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’。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。一、脉冲的基本概念1.脉冲：表示一种时间极短的突变电压或电流信号。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：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。3.常见脉冲波形：EKR00上间UtK脉下第2页共42页第1页共42页iCEKRuRuCucuRτ大τ小（充电过程）EiER（放电过程）τ大τ小EiCKRuCuC放充CRuO0Euiuo0-EuiEE编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共42页4.RC电路充放电特点——脉冲形成的过渡过程；若：开关K合上之前电容C上无电压（初态为0）：K一合上，E经R对C充电，uc从0开始呈指数上升；充电的快慢受时间常数τ=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→下降趋于0；uR从最大值E→下降趋于0；uc从0上升趋于E，均呈指数规律变化；若：电容C充滿电（uc=E），然后接通K：C将放电，从C正端经R到C负端；放电快慢受RC约束，τ大→放电缓慢，τ小→放电迅速。也呈指数规律。从E下降→趋于0；时间常数τ=RC的单位为秒。一般认为：充、放电过程经3～5倍τ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。二、脉冲波形的变換1.微分电路——尖脉冲形成电路输出与输入间为微分关系；时间常数τ=RC；输入在脉冲持续期间，相当于加上幅值为E的电源对C充电，输出uo（uR）从E→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→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τ=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：τ（RC）＜＜tk（tk为输入脉冲宽度）放充第3页共42页第2页共42页0uo-EEτ小τ大τ很大放充uo0uiEECRuO0EuiEuo123DR0EKR0EE0DR0KR0RbRcECebcui=Euo=0RbRcECebcui=0uo=ECRbRcIbICECebcuiuouceE0E0编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共42页当RC＞＞tk时，变成耦合电路：因为时间常数很大，在输入持续期，电路充放电过程缓慢，不能在输入脉冲跳变之前结束；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：τ（RC）＞＞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。当积分时间常数不同时，将影响输出波‘线性度’等参数，如下图：1.RC小（充、放电迅速）：线性差、幅度高；3.RC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....