维修电工(高级)第一章ppt课件.ppt

电子技术基础,第一章,第一章电子技术基础,培训学习目标,了解集成运算放大器和线性集成直流稳压电源应用知识；熟悉开关稳压电源的原理及应用；熟悉常用集成门电路；掌握典型组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析与设计；掌握数字电路设计方法和步骤。,第一章 电子技术基础,第二节 数字电子技术 一、集成门电路 二、组合逻辑电路 三、时序逻辑电路 四、数字电路的设计方法复习思考题,第一节 模拟电子技术 一、集成运算放大电路 二、线性集成稳压电源 三、开关稳压电源,目 录,集成运算放大器（简称集成运放）是一个高电压增益、高输入阻抗和低输出阻抗的直接耦合多级放大电路。,第一节 模拟电子技术,一、集成运算放大电路,定义：,（1）开环差模电压放大倍数（2）输入失调电压 （3）输入失调电流 （4）输入偏置电流 （5）最大差模输入电压 （6）最大共模输入电压 （7）差模输入电阻（8）输出电阻 （9）共模抑制比,1.集成运算放大器主要参数,在能够满足设计要求时，应尽量选择通用型集成运放，然后再挑选开环增益、输入阻抗、共模抑制比高且输出电阻、输入失调电流、输入失调电压小的集成运放。,2.集成集成运算放大器的选择,第一节 模拟电子技术,一、集成运算放大电路,在能够满足设计要求时，应尽量选择通用型集成运放，然后再挑选开环增益、输入阻抗、共模抑制比高且输出电阻、输入失调电流、输入失调电压小的集成运放。,2.集成集成运算放大器的选择,（1）集成运算放大器性能的扩展 1）提高输入电阻。,3.集成运算放大器的使用,图1-1,第一节 模拟电子技术,一、集成运算放大电路,3.集成运算放大器的使用,2）提高带负载能力, 同时扩大输出电压和输出电流,扩大输出电流,图1-2,图1-3,第一节 模拟电子技术,一、集成运算放大电路,第一节 模拟电子技术,一、集成运算放大电路,（2）集成运算放大器的保护1）电源接反保护。,3.集成运算放大器的使用,2）输入保护。,图1-4,图1-5,第一节 模拟电子技术,一、集成运算放大电路,第一节 模拟电子技术,一、集成运算放大电路,3）输出保护。,3.集成运算放大器的使用,4.集成运算放大器的典型应用,（1）比例积分调节器,图1-6,图1-7,第一节 模拟电子技术,一、集成运算放大电路,第一节 模拟电子技术,（2） 电压比较器,4.集成运算放大器的典型应用,如果参考电压UR=0，则输入电压ui每次过零时，输出就要产生突变，这种比较器称为过零比较器。,图1-9,图1-10,第一节 模拟电子技术,二、线性集成稳压电源,第一节 模拟电子技术,1.三端固定输出集成稳压器,三端固定输出集成稳压器有CW7800系列（正电压）和 CW7900系列（负电压）。,（1）内部电路结构,图1-13,图1-14,第一节 模拟电子技术,二、线性集成稳压电源,第一节 模拟电子技术,1.三端固定输出集成稳压器,（2）集成稳压电路的应用1）基本应用电路。,2）输出正、负电压的电路。,图1-15,图1-16,第一节 模拟电子技术,二、线性集成稳压电源,1.三端固定输出集成稳压器,3）恒流源电路。,2.三端可调输出集成稳压器,集成电路加少量外部元器件即可组成输出电压可调的稳压电路。常用的型号有CW117/CW217/CW317系列（正电压），CW137/CW237/CW337系列（负电压）。,图1-17,图1-18,2.三端可调输出集成稳压器,第一节 模拟电子技术,二、线性集成稳压电源,三端可调输出集成稳压器基本应用电路。,图1-19,1.开关稳压电源的特点和分类,第一节 模拟电子技术,三、开关稳压电源,（1）开关稳压电源的特点1）效率高。2）电源体积小，重量轻。3）稳压范围宽。4）纹波和噪声较大。5）线路结构比较复杂。,（2）开关稳压电源的分类 1）按开关调整管与负载之间的连接方式分为：串联型开关稳压电源、并联型开关稳压电源。 2）按开关器件的励磁方式分为：自励式开关稳压电源和他励式开关稳压电源。 3）按稳压控制方式分为：脉冲宽度调制（PWM）方式，即周期恒定，改变脉冲宽度。,第一节 模拟电子技术,三、开关稳压电源,2.开关稳压电源的工作原理,（1）串联型开关稳压电源,图1-20,图1-21,第一节 模拟电子技术,三、开关稳压电源,2.开关稳压电源的工作原理,（2）并联型开关稳压电源,3.集成开关稳压电源的应用特点,目前开关稳压电路有两种方式：一种是单片的脉宽调制器，和外接开关功率管组成开关稳压电路，应用比较灵活，但电路较复杂；另一种是脉宽调制器和开关功率管集成在同一芯片上，组成单片集成开关稳压电路，电路集成度高，使用方便。,图1-22,第一节 模拟电子技术,三、开关稳压电源,3.集成开关稳压电源的应用特点,图1-23,第二节 数字电子技术,一、集成门电路,数字集成电路按其内部有源器件的不同可以分为两大类： 一类为双极型晶体管集成电路（TTL电路）；另一类为单极型集成电路（MOS管组成的电路）。,1.TTL集成逻辑门电路,（1）TTL与非门1）TTL与非门的工作原理,2）TTL与非门的工作速度,图1-25,图1-26,第二节 数字电子技术,一、集成门电路,1.TTL集成逻辑门电路,（2） 集电极开路与非门（OC门）1）集电极开路与非门的工作原理,图1-27,第二节 数字电子技术,一、集成门电路,1.TTL集成逻辑门电路,2）OC门的应用,用OC门实现线与 驱动显示器 OC门实现电平转换,图1-28,图1-29,图1-30,第二节 数字电子技术,一、集成门电路,1.TTL集成逻辑门电路,（3）与或非门,（4） 三态输出门,图1-31,图1-32,第二节 数字电子技术,一、集成门电路,2. CMOS集成逻辑门,（1）CMOS反相器,（2）CMOS与非门,图1-33,图1-34,第二节 数字电子技术,一、集成门电路,2. CMOS集成逻辑门,（3）CMOS或非门,（4）CMOS传输门,图1-35,图1-36,第二节 数字电子技术,一、集成门电路,2. CMOS集成逻辑门,（5）CMOS三态门,（6）CMOS异或门,图1-37,图1-38,第二节 数字电子技术,一、集成门电路,3.复合门电路,除了上述介绍的逻辑门电路外，还有或非门、异或门、同或门等，表1-3是基本门和常用复合门的逻辑符号、逻辑表达式、及逻辑功能。,第二节 数字电子技术,二、组合逻辑电路,1. 组合逻辑电路的分析方法,（1）分析步骤1）根据给定的逻辑电路写出输出逻辑表达式。2）列出逻辑函数的真值表3）根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。,（2）分析举例1）写出输出逻辑表达式。2）列出逻辑函数的真值表。3）分析逻辑功能。,图1-39,第二节 数字电子技术,二、组合逻辑电路,2.组合逻辑电路的设计方法,（1）设计步骤 1）分析设计要求，列出真值表。 2）根据真值表写出输出逻辑表达式。 3）对输出逻辑函数进行化简。 4）根据最简输出逻辑表达式画逻辑图。,（2）设计举例 设计一个A、B、C三人表决电路。当表决某个提案时，多数人同意，提案通过，同时A具有否决权。用与非门实现。 1）分析设计要求，列出真值表。设A、B、C同意提案用1表示，不同意用0表示，Y为表决结果，提案通过为1，通不过为0。 2）将输出逻辑函数化简，变换为与非表达式。 3）根据输出逻辑表达式画逻辑图。,第二节 数字电子技术,二、组合逻辑电路,3.组合逻辑电路中的竞争冒险,（1）竞争冒险现象及其产生的原因,（2）冒险现象的判别（3）消除冒险现象的方法1）增加多余项。2）加封锁脉冲。3）加选通脉冲。4）接入滤波电容。5）修改逻辑设计。,图1-42,第二节 数字电子技术,三、时序逻辑电路,1.同步时序逻辑电路的分析方法,（1）分析步骤 1）写出电路输出、驱动及状态方程。 2）列出状态转换真值表。 3）说明逻辑功能。根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。 4）画出状态图和时序图。,（2）分析举例1）写出电路输出、驱动及状态方程。2）列出状态转换真值表。3）说明逻辑功能。4）画出状态转换图和时序图。,图1-43,第二节 数字电子技术,三、时序逻辑电路,2.同步时序逻辑电路的设计方法,（1）设计步骤1）根据设计要求，设定状态，画出状态转换图。2）进行状态化简，即合并重复状态。3）状态分配，列出状态转换编码表。4）选择触发器的类型，求出状态方程、驱动方程和输出方程。5）画出最简逻辑电路图。6）检查电路有无自启动能力。,第二节 数字电子技术,三、时序逻辑电路,2.同步时序逻辑电路的设计方法,（2）设计举例 设计一个脉冲序列为10100的序列脉冲发生器。 1）根据设计要求可推断出电路应有5个状态，它们分别用 S0，S1，S2，S3，S4表示 2）状态分配，列出状态转换编码表。 3）选择触发器类型，求输出方程、状态方程和驱动方程。 4）画出产生脉冲序列为10100的序列脉冲发生器。 5）检查电路有无自启动能力。,第二节 数字电子技术,四、数字电路的设计方法,1.设计方法和步骤,（1）明确电路的总体方案（2）把总体方案分割成若干独立的子功能部件（3）设计各子功能部件（4）将各功能部件组装成数字电路,第二节 数字电子技术,四、数字电路的设计方法,2.设计举例,（1）设计要求 1）当接通电源时指示灯立即亮。 2）比赛开始时，参赛双方应轮流掀动2个按钮，规定每次最少掀1次，最多掀3次，并使两个参赛者所掀的次数累计起来，显示器应随时显示累计的数值，谁先抢到21谁就得胜。当显示器显示21时，电子玩具应立即发出鸣叫声。 3）鸣叫电路可根据自己的兴趣设计。 4）要求具体复位功能。,第二节 数字电子技术,四、数字电路的设计方法,2.设计举例,（2）总体方案设计1）计数电路。2）代码变换电路。3）译码及显示电路。4）计数脉冲源。5）门控电路。6）鸣叫电路。,（3）各独立功能部件的设计1）计数电路的设计。2）计数脉冲电路的设计。3）代码变换电路的设计。5）鸣叫电路的设计。6）门控电路的设计。,图1-48,第二节 数字电子技术,四、数字电路的设计方法,2.设计举例,（4）总体线路设计组装,图1-53,第一章 电子技术基础,复习思考题,1.集成运算放大器在应用上有哪些特点？2.比例积分器（PI）的原理是什么？3.线性稳压电源在应用上有哪些特点？4.开关稳压电源和线性稳压电源相比有什么优点？5.使用TTL电路和CMOS电路时应注意哪些问题？6.组合逻辑电路的设计方法和步骤是什么？7.时序逻辑电路的设计方法和步骤是什么？,