如何看懂電路圖一一電源電路單元

前面介紹了電路圖中的元器件的作

用和符號。一張電路圖通常有幾十乃至

幾百個元器件，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，怎樣才能讀懂它。其實

電子電路本身有很強的規(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，再復(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)會分析和分解電路的

本領(lǐng)，看懂一般的電路圖應(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

每個電子設(shè)備都有一個供給能量的電

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。直流電源的最簡單

的供電方法是用電池。但電池有成本

高、體積大、需要不時更換（蓄電池則

要經(jīng)常充電）的缺點，因此最經(jīng)濟可靠

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，

再用整流電路變成脈動的直流電，最后

用濾波電路濾除脈動直流電中的交流成

分后才能得到直流電。有的電子設(shè)備對

電源的質(zhì)量要求很高，所以有時還需要

再增加一個穩(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

壓電路其實就是一個鐵芯變壓器，需要

介紹的只是后面三種單元電路。

不依田直施

交改變壓一整Mi-j/搜

qU嬴愉壓0處

二、整流電路

整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)?/p>

電性能把交流電變成單向脈動直流電的

電路。

(1)半波整流

半波整流電路只需一個二極管，見圖2

(a)。在交流電正半周時VD導(dǎo)通，

負半周時VD截止，負載R上得到的是

脈動的直流電

(2)全波整流

全波整流要用兩個二極管，而且要求變

壓器有帶中心抽頭的兩個圈數(shù)相同的次

級線圈，見圖2(b)。負載RL上

得到的是脈動的全波整流電流，輸出電

壓比半波整流電路高。

(3)全波橋式整流

用4個二極管組成的橋式整流電路可

以使用只有單個次級線圈的變壓器，見

圖2(c)o負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

用多個二極管和電容器可以獲得較高

的直流電壓。圖2(d)是一個二倍

壓整流電路。當U2為負半周時VD1導(dǎo)

通，C1被充電，C1上最高電壓可接

近1.4U2；當U2正半周時VD2導(dǎo)通,

C1上的電壓和U2疊加在一起對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直流電，如果加上

濾波電路濾除脈動直流電中的交流成

分，就可得到平滑的直流電。

(1)電容濾波

把電容器和負載并聯(lián)，如圖3

(a),正半周時電容被充電，負半周

時電容放電，就可使負載上得到平滑的

直流電。

把電感和負載串聯(lián)起來，如圖3

(b),也能濾除脈動電流中的交流成

分。

(3)L、C濾波

用1個電感和1個電容組成

的濾波電路因為象一個倒寫的字母

“L”，被稱為L型，見圖3(c)o

用1個電感和2個電容的濾波電路因

為象字母“兀”，被稱為幾型，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)電壓的波動和負載電

流的變化都會使整流電源的輸出電壓和

電流隨之變動，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

用一個穩(wěn)壓管和負載并聯(lián)的電

路是最簡單的穩(wěn)壓電路，見圖4(a)。

圖中R是限流電阻。這個電路的輸出電

流很小，它的輸出電壓等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)

定電壓值VZo

VT1

（2）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

有放大和負反饋作用的串聯(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）中檢測出

輸出電壓的變動，與基準電壓（VZ）

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)的電路，用運算放大器作比

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，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)o

圖中電感L和電容C是儲能和濾波元

件，二極管VD是調(diào)整管在關(guān)斷狀態(tài)時

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）中檢測出取樣電壓

經(jīng)比較放大后去控制一個矩形波發(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)通和截止時間的。如

果輸出電壓U0因為電網(wǎng)電壓或負載電

流的變動而降低，就會使矩形波發(fā)生器

的輸出脈沖變寬，于是調(diào)整管導(dǎo)通時間

增大，使L、C儲能電路得到更多的

能量，結(jié)果是使輸出電壓U0被提升，

達到了穩(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、18V、24V等多

種。

這種集成穩(wěn)壓器只有三個端子，

穩(wěn)壓電路的所有部分包括大功率調(diào)整管

以及保護電路等都已集成在芯片內(nèi)。使

用時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)是一個三端穩(wěn)壓器

電路。圖中C是主濾波電容，Cl、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二極

管。

五、電源電路讀圖要點和舉例

電源電路是電子電路中比較簡

單然而卻是應(yīng)用最廣的電路。拿到一張

電源電路圖時，應(yīng)該：①先按“整流

一濾波一穩(wěn)壓”的次序把整個電源

電路分解開來，逐級細細分析。②逐

級分析時要分清主電路和輔助電路、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因為晶體管有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。讀圖時必須

分清各組輸出電壓的數(shù)值和極性。在組

裝和維修時也要仔細分清晶體管和電

解電容的極性，防止出錯。④熟悉某

些習(xí)慣畫法和簡化畫法。⑤最后把整

個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，因為是半波

整流，電熱毯兩端所加的是約100伏的

脈動直流電，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。

I-

220V

-匚二'」

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

1100伏，把這個直流高壓加到平行的金

屬絲網(wǎng)上。網(wǎng)下放誘餌，當蒼蠅停在網(wǎng)

上時造成短路，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

個高壓電網(wǎng)電流很小，因此對人無害。

由于昆蟲夜間有趨光性，因此如

在這電網(wǎng)后面放一個3瓦熒光燈或小

型黑光燈，就可以誘殺蚊蟲和有害昆蟲。

例3實用穩(wěn)壓電源

圖7是一個實用的穩(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，實際上它就是

橋式整流電路。②這個電路使用PNP

型楮管，所以輸出是負電壓，正極接地。

③用兩個普通二極管代替穩(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2CZ二極管作基準電壓。④取

樣電阻是一個電位器，所以輸出電壓是

可調(diào)的。

能夠把微弱的信號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；接輸出信號強弱分成

電壓放大、功率放大等。此外還有用集

成運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。

讀放大電路圖時也還是按照

“逐級分解、抓住關(guān)鍵、細致分析、全

面綜合”的原則和步驟進行。首先把整

個放大電路按輸入、輸出逐級分開，然

后逐級抓住關(guān)鍵進行分析弄通原理。放

大電路有它本身的特點：一是有靜態(tài)和

動態(tài)兩種工作狀態(tài)，所以有時往往要畫

出它的直流通路和交流通路才能進行分

析；二是電路往往加有負反饋，這種反

饋有時在本級內(nèi)，有時是從后級反饋到

前級，所以在分析這一級時還要能“瞻

前顧后”。在弄通每一級的原理之后就

可以把整個電路串通起來進行全面綜

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

一定電壓值而不要求很強的電流的放大

珀才O

(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

是基極偏置電阻,RC是集電極負載電

阻。1、3端是輸入，2、3端是

輸出。3端是公共點，通常是接地的，

也稱“地”端。靜態(tài)時的直流通路見圖

1(b),動態(tài)時交流通路見圖1

(c)o電路的特點是電壓放大倍數(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

一般場合。

(2)分壓式偏置共發(fā)射極放

大電路

圖2比圖1多用3個元件。

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，對交流是短路的；RE則有直流

負反饋作用。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，就是負反饋。圖中基極

真正的輸入電壓是RB2上電壓和RE

上電壓的差值，所以是負反饋。由于采

取了上面兩個措施，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。

9EC

這個圖中，晶體管真正的輸入是

Vi和V。的差值，所以這是一個交流

負反饋很深的電路。由于很深的負反饋,

這個電路的特點是：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、輸出級或作阻抗匹配之用。

(4)低頻放大器的耦合

一個放大器通常有好幾級，級與

級之間的聯(lián)系就稱為耦合。放大器的級

間耦合方式有三種：①RC耦合，見圖4

(a)。優(yōu)點是簡單、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)o優(yōu)點是頻

帶寬，可作直流放大器使用，但前后級

工作有牽制，穩(wěn)定性差，設(shè)計制作較麻

煩。

功率放大器

能把輸入信號放大并向負載提

供足夠大的功率的放大器叫功率放大

器。例如收音機的末級放大器就是功率

放大器。

(1)甲類單管功率放大器

圖5是單管功率放大器，C1

是輸入電容，T是輸出變壓器。它的集

電極負載電阻Ri,是將負載電阻RL

通過變壓器匝數(shù)比折算過來的：

RC，二(N1N2)2RL=N2RL

負載電阻是低阻抗的揚聲器，用

變壓器可以起阻抗變換作用，使負載得

到較大的功率。

這個電路不管有沒有輸入信號，

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。它由兩個特性相同的晶體管組

成對稱電路，在沒有輸入信號時，每個

管子都處于截止狀態(tài)，靜態(tài)電流幾乎是

零，只有在有信號輸入時管子才導(dǎo)通，

這種狀態(tài)稱為乙類工作狀態(tài)。當輸入信

號是正弦波時，正半周時VT1導(dǎo)通VT2

截止，負半周時VT2導(dǎo)通VT1截止。

兩個管子交替出現(xiàn)的電流在輸出變壓器

中合成，使負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

60%。

(3)0TL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，先介紹一個有輸入變壓器沒

有輸出變壓器的OTL電路，如圖7o

這個電路使用兩個特性相同的

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，VT1、VT2流

過的電流很小，電容C上充有對地為1

2Ec的直流電壓。在有輸入信號時，

正半周時VT1導(dǎo)通，VT2截止，集電

極電流icl方向如圖所示，負載RL上

得到放大了的正半周輸出信號。負半周

時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

的負半周輸出信號。這個電路的關(guān)鍵元

件是電容器c,它上面的電壓就相當于

VT2的供電電壓。

以這個電路為基礎(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

對稱式OTL電路，以及最新的橋接推挽

功率放大器，簡稱BTL電路等等。

直流放大器

能夠放大直流信號或變化很緩

慢的信號的電路稱為直流放大電路或直

流放大器。測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

是一個兩級直耦放大器。直耦方式會帶

來前后級工作點的相互牽制，電路中在

VT2的發(fā)射極加電阻RE以提高后級發(fā)

射極電位來解決前后級的牽制。直流放

大器的另一個更重要的問題是零點漂

移。所謂零點漂移是指放大器在沒有輸

入信號時，由于工作點不穩(wěn)定引起靜態(tài)

電位緩慢地變化，這種變化被逐級放大,

使輸出端產(chǎn)生虛假信號。放大器級數(shù)越

多，零點漂移越嚴重。所以這種雙管直

耦放大器只能用于要求不高的場合。

(2)差分放大器

解決零點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，RE有負反饋作用。實際上這是一

個橋形電路，兩個RC和兩個管子是四

個橋臂，輸出電壓V0從電橋的對角線

上取出。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。由于是接成橋形，零點漂移

也很小。

差分放大器有良好的穩(wěn)定性，因

此得到廣泛的應(yīng)用。

集成運算放大器

集成運算放大器是一種把多級

直流放大器做在一個集成片上，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。它有十多個引腳，一般都用有3

個端子的三角形符號表示，如圖10。

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“一”

作標記；下面的叫同相輸入端，用“+”

作標記。

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。

在作放大器應(yīng)用時有：

(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

運放電路。引腳1、11、12是調(diào)零

端，調(diào)整RP可使輸出端(8)在靜態(tài)

時輸出電壓為零。9、6兩腳分別接

正、負電源。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。

放大器負反饋經(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。

R2100k

(2)反相輸出運放電路

也可以使輸入信號從反相輸入

端接入，如圖12o如對電路要求不高,

可以不用調(diào)零，這時可以把3個調(diào)零端

短路。

輸入信號從耦合電容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

放電路

圖13中沒有接入R1,相當于

R1阻值無窮大，這時電路的電壓放大倍

數(shù)等于1，輸入阻抗可達幾百千歐。

放大電路讀圖要點和舉例

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，首先要把它逐級分解開，然后

一級一級分析弄懂它的原理，最后再全

面綜合。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。放大器中使用的輔助元器件很多，

如偏置電路中的溫度補償元件，穩(wěn)壓穩(wěn)

流元器件，防止自激振蕩的防振元件、

去耦元件，保護電路中的保護元件等。

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，特別是多級放大器，往往

以后級將負反饋加到前級，因此更要細

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是一個助聽器電路，實際

上是一個4級低頻放大器。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的本級有

并聯(lián)電壓負反饋（R2和R7）。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)。R6、C2

是去耦電路，C6是電源濾波電容。

例2收音機低放電路

圖15是普及型收音機的低放

電路。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。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，使用低阻揚聲器。

此外，VT1本級有并聯(lián)電壓負反饋

（RI）,T2次級經(jīng)R3送回到VT2

有串聯(lián)電壓負反饋。電路中C2的作用

是增強高音區(qū)的負反饋，減弱高音以增

強低音。R4、C4為去耦電路，C3為

電源的濾波電容。整個電路簡單明了。

振蕩電路的用途和振蕩條件

不需要外加信號就能自動地把

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?；?/p>

者說，能夠產(chǎn)生交流信號的電路就叫做

振蕩電路。

一個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。正反

饋電路保證向振蕩器輸入端提供的反

饋信號是相位相同的，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

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Uf和輸入電壓Ui

要相等，這是振幅平衡條件。二是uf和

ui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椒T）、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

振蕩器有很高的頻率穩(wěn)定度，只在要求

很高的場合使用。在一般家用電器中，

大量使用著各種LC振蕩器和RG振蕩

W才O

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

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的初級是起選頻作用的

LC諧振電路，變壓器T的次級向放大

器輸入提供正反饋信號。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f0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LI、L2的耦

合又送回到晶體管V的基極。從圖1

(b)看到，只要接法沒有錯誤，這個

反饋信號電壓是和輸入信號電壓相位相

同的，也就是說，它是正反饋。因此電

路的振蕩迅速加強并最后穩(wěn)定下來。

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。它的振蕩頻率是：f0=1

/2nLCo常用于產(chǎn)生幾十千赫到幾

十兆赫的正弦波信號。

(2)電感三點式振蕩電路

②

圖2(a)是另一種常用的電

感三點式振蕩電路。圖中電感LI、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，滿足

相位平衡條件的，因此電路能起振。由

于晶體管的3個極是分別接在電感的

3個點上的，因此被稱為電感三點式振

蕩電路。

電感三點式振蕩電路的特點是：

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：fO=1/2幾LC，其中L=LI+L2

+2Mo常用于產(chǎn)生幾十兆赫以下的正

弦波信號。

(3)電容三點式振蕩電路

③

還有一種常用的振蕩電路是電

容三點式振蕩電路，見圖3(a)o

圖中電感L和電容Cl、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，滿足相位平衡條件，因此

電路能起振。由于電路中晶體管的3個

極分別接在電容Cl、C2的3個點

上，因此被稱為電容三點式振蕩電路。

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：f0=1/2nLC,其

中C=C1C2C1+C2。

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：因為是單級共發(fā)射

極放大電路，晶體管VT的輸出電壓Uo

與輸出電壓Ui在相位上是相差

180°o當輸出電壓經(jīng)過RC網(wǎng)絡(luò)后，

變成反饋電壓Uf又送到輸入端時，由

于RC網(wǎng)絡(luò)只對某個特定頻率f0的電

壓產(chǎn)生180°的相移，所以只有頻率為

f0的信號電壓才是正反饋而使電路起

振。可見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是：電

路簡單、經(jīng)濟，但穩(wěn)定性不高，而且調(diào)

節(jié)不方便。一般都用作固定頻率振蕩器

和要求不太高的場合。它的振蕩頻率是:

當3節(jié)RC網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)相同時：f0=

12n6RCo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串并聯(lián)電路就是它的選頻網(wǎng)絡(luò)。這

個選頻網(wǎng)絡(luò)又是正反饋電路的一部分。

這個選頻網(wǎng)絡(luò)對某個特定頻率為f0的

信號電壓沒有相移(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級從V2輸出端取出的

反饋電壓Uf是和放大器輸入電壓同相

的(2級相移360°=0。)o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f0的電壓

才能滿足相位平衡條件而起振?？梢奟C

串并聯(lián)電路同時起到了選頻和正反饋的

作用。

實際上為了提高振蕩器的工作

質(zhì)量，電路中還加有由Rt和RE1組

成的串聯(lián)電壓負反饋電路。其中Rt是

一個有負溫度系數(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。從圖5(b)的等效電路

看到，這個振蕩電路是一個橋形電路。

R1C1、R2C2、Rt和RE1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。

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。它的振蕩頻

率是：當R1=R2=R、C>C2=C時f0=

12JiRC。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)把低頻聲音信號加到高頻信號上發(fā)

射出去的。在接收機中還原的過程叫解

調(diào)。其中低頻信號叫做調(diào)制信號，高頻

信號則叫載波。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)幅是使載波信號的幅度隨著

調(diào)制信號的幅度變化，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

萱等非線性器件。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。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)制信號則通過T3

耦合到集電極中。Cl、C2、C3是

高頻旁路電容，RI、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)工作點選在特

性曲線的彎曲部分，三極管就是一個非

線性器件。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。由于LC諧振回路是調(diào)諧在載波的

基頻上，因此在T2的次級就可得到調(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。它的工作過程

正好和調(diào)幅相反。檢波過程也是一個頻

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，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是一個二極管檢波電路。

VD是檢波元件，C和R是低通濾波

器。當輸入的已調(diào)波信號較大時，二極

管VD是斷續(xù)工作的。正半周時，二極

管導(dǎo)通，對C充電；負半周和輸入電壓

較小時，二極管截止，C對R放電。

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co的隔直流作用，在

輸出端就可得到還原的低頻信號。

調(diào)頻和鑒頻電路

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。鑒頻

則是從調(diào)頻波中解調(diào)出原來的低頻信

號，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，圖中用一個可變電抗元件并

聯(lián)在諧振回路上。用低頻調(diào)制信號控制

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。

?----------1

低及調(diào)可變

制信號電抗密-值號

⑧I______I

(2)鑒頻電路

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。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

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。電子電路中另一大類電路的數(shù)字

電子電路。它加工和處理的對象是不連

續(xù)變化的數(shù)字信號。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。脈沖電路

是專門用來產(chǎn)生電脈沖和對電脈沖進

行放大、變換和整形的電路。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。

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tr、脈沖后沿tf和脈沖寬

度tk來表示。如果一個脈沖的寬度t

k=1/2T,它就是一個方波。

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。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

電路有時也叫開關(guān)電路。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。

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，基極電阻R

b2是接到正電源上以取得基極偏壓；而

這個電路中，為了保證電路可靠地截止,

Rb2是接到一個負電源上的，而且Rbl

和Rb2的數(shù)值是按晶體管能可靠地進

入飽和區(qū)或

止區(qū)的要求計算出來的。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

入導(dǎo)通并飽和；在脈沖后沿產(chǎn)生負向尖

脈沖使晶體管快速進入截止狀態(tài)。除了

射極輸出器是個特例，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

特點。

-Kb

脈沖電路的另一個特點是一定

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，有對電

路起開關(guān)作用的控制脈沖，有起統(tǒng)帥全

局作用的時鐘脈沖，有做計數(shù)用的計數(shù)

脈沖，有起觸發(fā)啟動作用的觸發(fā)脈沖等

等。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。因為矩形

脈沖含有豐富的諧波，所以脈沖信號發(fā)

生器也叫自激多諧振蕩器或簡稱多諧

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。

(1)集基耦合多諧振蕩器

圖2是一個典型的分立元件集

基耦合多諧振蕩器。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。兩個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

狀態(tài)自動翻轉(zhuǎn)到另一個狀態(tài)，形成自激

振蕩。從A點或B點可得到輸出脈沖。

當Rbl=Rb2=R,Cbl=Cb2=C時,

輸出是幅度接近E的方波，脈沖周期

T=l.4RCo如果兩邊不對稱，則輸出是

矩形脈沖

(3)RC環(huán)形振蕩器

圖4是常用的RC環(huán)形振蕩

器。它用奇數(shù)個門、首尾相連組成閉環(huán)

形，環(huán)路中有RC延時電路。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。輸出脈沖周

期T=2.2RCo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

為這種電路簡單可靠，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。脈沖在傳送中會造成失真，因

此常常要對波形不好的脈沖進行修整，

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5o當電路時間

常數(shù)T=RC?tk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。輸入脈沖前沿則輸出正向尖

脈沖，輸入脈沖后沿則輸出負向尖脈沖。

這種尖脈沖常被用作觸發(fā)脈沖或計數(shù)

脈沖。

(2)積分電路

把圖5中的R和C互換，并

使T-RC?tk,電路就成為積分電路,

見圖6o當輸入矩形脈沖時，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。

?~CR=3-------,⑥

UiVo

_TLn_

(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

削掉負脈沖的下限幅電路。

VD

TK]??「，?⑦

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)。

(4)箝位器

能把脈沖電壓維持在某個數(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

信號在傳輸過程中會造成失真，為了使

脈沖波形恢復(fù)原樣，接收機里就要用箝

位電路把波形頂部箝制在某個固定電平

上。

圖8中反相器輸出端上就有一

個箝位二極管VDo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。

4-Ec

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

為是整形電路。

有記憶功能的雙穩(wěn)電路多諧振

蕩器的輸出總是時高時低地變換，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)電路有兩個輸出端，

它們總是處于相反的狀態(tài)：一個是高電

平，另一個必定是低電平。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。所以常被用作寄存二進制數(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。它由一對用電阻交叉耦

合的反相器組成。它的兩個管子總是一

管截止一管飽和，例如當VT1管飽和時

VT2管就截止，這時A點是低電平B

點是高電平。如果沒有外來的觸發(fā)信號,

它就保持這種狀態(tài)不變。如把高電平表

示數(shù)字信號“1”，低電平表示“0”，

那么這時就可以認為雙穩(wěn)電路已經(jīng)把數(shù)

字信號“1”寄存在B端了。

4心

電路的基極分別加有微分電路。

如果在VT1基極加上一個負脈沖（稱為

觸發(fā)脈沖），就會使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。從脈沖極性看，也

是隨著晶體管極性、觸發(fā)脈沖加在哪個

管子（飽和管還是截止管）上、哪個極

上（基極還是集電極）而變化的。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。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。但實際上因為目前有大量的集成

化雙穩(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。

有延時功能的單穩(wěn)電路

無穩(wěn)電路有2個暫穩(wěn)態(tài)而沒有

穩(wěn)態(tài)，雙穩(wěn)電路則有2個穩(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，它有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(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，平時它總是關(guān)著的，

“關(guān)”是它的穩(wěn)態(tài)。當有人推它或拉它

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)。所以

“開”是它的暫穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)電路常被用

作定時、延時控制以及整形等。

（1）集基耦合單穩(wěn)電路

圖10是一個典型的集基耦合

單穩(wěn)電路。它也是由兩級反相器交叉耦

合而成的正反饋電路。它的一半和多諧

振蕩器相似，另一半和雙穩(wěn)電路相似，

再加它也有一個微分觸發(fā)電路，所以可

以想象出它是半個無穩(wěn)電路和半個雙穩(wěn)

電路湊合成的，它應(yīng)該有一個穩(wěn)態(tài)和一

個暫穩(wěn)態(tài)。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)。當輸入一個觸發(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

持不長的時間，很快它又恢復(fù)到原來的

狀態(tài)。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：tt=0.7RCo

(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UIo它的暫穩(wěn)態(tài)時間即定時

時間為：tt=(0.7?1.3)RCo

脈沖電路的讀圖要點

①脈沖電路的特點是工作在開

關(guān)狀態(tài)，它的輸入輸出都是脈沖，因此

分析時要抓住關(guān)鍵，把主次電路區(qū)分開,

先認定主電路的功能，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。但細

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?。?；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，它是不對稱的，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

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

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“I”，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

變成了一串串電脈沖，它們被稱為數(shù)字

信號。能處理數(shù)字信號的電路就稱為數(shù)

字電路。

這種電路同時又被叫做邏輯電

路，那是因為電路中的“I”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。

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。一般家電產(chǎn)品

中，如定時器、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特點是

為了突出“邏輯”兩個字，使用的是獨

特的圖形符號。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。按邏輯功能

要求把這些圖形符號組合起來畫成的圖

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

壞我們是不大理會的。所以數(shù)字邏輯電

路的第二個特點是我們主要關(guān)心它能完

成什么樣的邏輯功能，較少考慮它的電

氣參數(shù)性能等問題。也因為這個原因，

數(shù)字邏輯電路中使用了一些特殊的表達

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=Ao與門有2個以上輸入,

它的功能是當輸入都是1時，輸出才是

1O這種功能也叫邏輯乘，如果輸入是

A、B,輸出寫成P=A-Bo或門也有

2個以上輸入，它的功能是輸入有一個

1時，輸出就是1。這種功能也叫邏輯

加，輸出就寫成P=A+Bo

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

是它們的圖形符號和真值表。此外還有

與或非門、異或門等等。

X?與?4靜Mir

ABAA?BATB

Q01001i

01I0II0

100011Q

110I100

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

不同，但只要它們有相同的邏輯功能，

就用相同的邏輯符號。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)器有一個輸入端D和一

個時鐘信號輸入端CP,為了區(qū)別在CP

端加有箭頭。它有兩個輸出端，一個是Q

一個是Q,加有小圈的輸出端是Q端。

另外它還有兩個預(yù)置端RD和SD,

平時正常工作時要RD和SD端都加

高電平1,如果使RD=0(SD仍

為1),則觸發(fā)器被置成Q=0；如果

使SD=0(RD=1),貝冊成Q=1o

因此RD端稱為置0端，SD端稱為

置1端。D觸發(fā)器的邏輯符號見圖

2,圖中Q、D、SD端畫在同一側(cè);

Q、RD畫在另一側(cè)。RD和SD都

帶小圓圈，表示要加上低電平才有效。

0

D觸發(fā)器是受CP和D端雙重

控制的，CP加高電平1時，它的輸出

和D的狀態(tài)相同。如D=0,CP來到

后，Q=0；如后1,CP來到后，Q=1o

CP脈沖起控制開門作用,如果CP=O,

則不管D是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持原

來狀態(tài)不變。這樣的邏輯功能畫成表格

就稱為功能表或特性表，見圖2。表中

Qn+1表示加上觸發(fā)信號后變成的狀態(tài),

Qn是原來的狀態(tài)?！癤”表示是0或

1的任意狀態(tài)。

有的D觸發(fā)器有幾個D輸入

端：D1、D2…它們之間是邏輯與

的關(guān)系，也就是只有當DI、D2…都

是1時，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。它有兩個輸入端：J端

和K端，一個CP端，兩個預(yù)置端：R

D端和SD端，以及兩個輸出端：Q和

Q端。它的邏輯符號見圖3oJ-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端畫一個小媽圈以示區(qū)

別。圖中，J、SD、Q畫在同一側(cè),

K、RD、Q畫在另一側(cè)。

J-K觸發(fā)器的邏輯功能見圖

3。有CP脈沖時（即CP=1）：J、

K都為0,觸發(fā)器狀態(tài)不變；Qn+1

=Qn,J=0、K=1,觸發(fā)器被置0:

Qn+1=0；J=1、K=0,Qn+1=1；

J=1、K=1,觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一下：Qn+

l=Qn。如果不加時鐘脈沖，即CP=0時,

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：Qn+1=Qno

有的J—K觸發(fā)器同時有好幾個J端

和K端，JI、J2-??和K1、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，這時它的邏輯符號圖的CP端就不

帶小圓圈。也有的時候為了使圖更簡潔,

常常把RD和SD端省略不畫

編碼器和譯碼器

能夠把數(shù)字、字母變換成二進制

數(shù)碼的電路稱為編碼器。反過來能把二

進制數(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)是一個能把十進制

數(shù)變成二進制碼的編碼器。一個十進制

數(shù)被表示成二進制碼必須4位，常用的

碼是使從低到高的每一位二進制碼相當

于十進制數(shù)的1、2、4、8,這

種碼稱為8—4—2—1碼或簡稱

BCD碼。所以這種編碼器就稱為“10線

-4線編碼器”或“DEC/BCD編碼

W-O

DEC/BCD

------D

------C

—B

-----A(b)④

從圖看到，它是由與非門組成

的。有10個輸入端，用按鍵控制，平

時按鍵懸空相當于接高電平1。它有4

個輸出端ABCD,輸出8421碼。如果

按下“1”鍵，與“1”鍵對應(yīng)的線

被接地，等于輸入低電平0、于是門D

輸出為1,整個輸出成0001o

如按下“7”鍵，則B門、C

門、D門輸出為1,整個輸出成

0111o如果把這些電路都做在一個集成

片內(nèi)，便得到集成化的10線4線編碼

器，它的邏輯符號見圖4(b)。左

側(cè)有10個輸入端，帶小圓圈表示要用

低電平，右側(cè)有4個輸出端，從上到下

按從低到高排列。使用時可以直接選用。

(2)譯碼器

要把二進制碼還原成十進制數(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4線一10線譯碼器。它的左側(cè)為4

個二進制碼的輸入端，右側(cè)有10個輸

出端，從上到下按0、1、…9排列

表示10個十進制數(shù)。輸出端帶小圓圈

表示低電平有效。平時10個輸出端都

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。

BCD/DEC

如果要想把十進制數(shù)顯示出來，

就要使用數(shù)碼管。現(xiàn)以共陽極發(fā)光二極

萱（LED）七段數(shù)碼顯示管為例，見圖

6o它有七段發(fā)光二極管，如每段都接

低電平0,七段都被點亮，顯示出數(shù)字

“8”；如b、c段接低電平0,

其余都接1,顯示的是“1”?？梢?/p>

要把十進制數(shù)用七段顯示管顯示出來還

要經(jīng)過一次譯碼。如果使用“4線一7

線譯碼器”和顯示管配合使用，就很簡

單，輸入二進制碼可直接顯示十進制數(shù),

見圖6。譯碼器左側(cè)有4個二進制碼

的輸入端，右側(cè)有7個輸出可直接和數(shù)

碼管相連。左上側(cè)另有一個滅燈控制端

IB,正常工作時應(yīng)加高電平1,如不

需要這位數(shù)字顯示就在IB上加低電平

0,就可使這位數(shù)字熄滅。

BCD/7-SEG

⑥

寄存器和移位寄存器

(1)寄存器

能夠把二進制數(shù)碼存貯起來的

的部件叫數(shù)碼寄存器，簡稱寄存器。圖7

是用4個D觸發(fā)器組成的寄存器，它

能存貯4位二進制數(shù)。4個CP端連

在一起作為控制端，只有CP=1時它才

接收和存貯數(shù)碼。4個RD端連在一

起成為整個寄存器的清零端。如果要存

貯二進制碼1001,只要把它們分別加

到觸發(fā)器D端，當CP來到后4個觸

發(fā)器從高到低分別被置成1、0、0、

1,并一直保持到下一次輸入數(shù)據(jù)之前。

要想取出這串數(shù)碼可以從觸發(fā)器的Q

端取出。

(2)移位寄存器

有移位功能的寄存器叫移位寄

存器，它可以是左移的、右移的，也可

是雙向移位的。

圖8是一個能把數(shù)碼逐位左移

的寄存器。它和一般寄存器不同的是：

數(shù)碼是逐位串行輸入并加在最低位的D

端，然后把低位的Q端連到高一位的D

端。這時CP稱為移位脈沖。

雉入

先從RD端送低電平清零，使

寄存器成0000狀態(tài)。假定要輸入的數(shù)

碼是1001,輸入的次序是先高后低逐

位輸入。第1個CP后，1被打入第1

個觸發(fā)器，寄存器成0001；第2個CP

后，Qo的1被移入Q1,新的0打

入D1,成為0010；第3個CP后,

成為0100；第4個CP后