电子线路实验_数字电路ppt课件.ppt

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1、电子线路实验_数字电路数字电路的主要元件是开关元件，早期的开关元件是电子管。20世纪40年代末，体积小、重量轻、寿命长、耗电低的晶体管的出现，逐渐取代电子管，并为集成电路的发展提供了工艺基础。20世纪50年代末，开始制造出集成电路。今天已经由小规模、中规模发展到大规模和超大规模集成电路。其工作速度也越来越高，耗电量越来越低。元件集成度的提高，减少了设备的焊点，增强了整机工作的可靠性。总之，数字电路的发展与器件的改进密切相关，集成电路的出现，促进了数字电路的发展。数字电路的应用范围十分广泛，而且还在不断地发展。它不仅应用于计算机技术、雷达、电视、通讯、遥测和遥控等方面，并且在核物

2、理技术、航空技术、激光技术、医药技术等各种技术领域的控制设备和数字测量中，也发挥着重要的作用。可以预见，在国民经济许多部门中将大量应用数字电路。项目一脉冲电路基础知识脉冲电路就是脉冲波形的产生、整形和变换的电路。脉冲电路是由两部分组成:惰性电路和开关。开关的作用是破坏稳态,使电路出现暂态。在数字电路中分别以“1”状态和“0”状态表示高电平和低电平,此时电信号的波形是非正弦波。通常，把瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号，简称为脉冲。教学要点1.掌握脉冲的基本概念及波形。2.掌握RC微分电路和积分电路的组成形式、形成条件、工作原理及功能。3.掌握微分电路和积分电路的

3、作用。1.能正确选用测量仪器。2.会正确使用仪器进行测量。3.会根据要求连接电路完成实验并进行实验分析。技能目标任务一RC电路的应用脉冲技术是现代技术中一个重要的方面，已经广泛应用于电子计算机、自动控制、遥控遥测、电视、广播、通讯等许多领域中。1脉冲基础知识任务一RC电路的应用如图2-1-1所示，这种瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号，简称脉冲。在脉冲技术中最常使用的是矩形脉冲波，简称矩形波，其主要参数如图2-1-2所示：图2-1-1常见的脉冲波形任务一RC电路的应用任务一RC电路的应用图2-1-2矩形脉冲电压参数Vm：脉冲幅度tr:脉冲上升时间tf:脉冲下降时

4、间tP：脉冲宽度T：脉冲周期任务一RC电路的应用2微分电路微分电路是脉冲电路中常用的一种波形变换电路，能够把矩形波变换成一对正、负极性的尖峰脉冲波。微分电路的形式，如图2-1-3和图2-1-4所示。具体特点：任务一RC电路的应用(1)输出信号取自RC电路中的电阻R两端，即νo=νR。(2)电路的时间常数要远小于输入的矩形脉冲宽度tP。通常，当τ≤tP时，即认为满足上述条件。（3)能把矩形波变换成为正负相间的尖峰波。νiνo任务一RC电路的应用图2-1-3RC微分电路图2-1-4RC微分电路波形图3积分电路任务一RC电路的应用积分电路的形式如图2-1-5和2-1-6所示，具体特点

5、：(1)输出信号取自RC电路的电容两端。即νo=νc。(2)电路的时间常数应远大于输入的矩形波脉冲宽度tP，即τ>>tP。通常，当τ≥3tP时，即认为满足上述条件。(3)能把矩形波变换成为近似的三角波。νiνo任务一RC电路的应用图2-1-5RC积分电路图图2-1-6RC积分电路波形图任务二晶体管的开关特性在脉冲电路中，利用二极管和三极管的开关作用可以控制脉冲信号的产生、变换和传递。脉冲信号的变化频率往往是很高的，可达每秒百万次的数量级。因此，管子的导通和截止状态的相互转换速度愈快愈好。任务二晶体管的开关特性1.二极管的开关特性由于二极管具有单向导电性，故其开关特性表现在正向导

6、通与反向截止两种状态的转换过程。如图2-1-7所示，输入端加一方波激励信号Vi，由于二极管结电容的存在，因而有充电、放电和存贮电荷的建立与消散的过程。因此当加在二极管上的电压突然由正向偏置变为反向偏置时，二极管并不立即截止，而是出现一个较大的反向电流-V2/R，并维持一段时间ts后,电流才开始减小,再经tr后，反向电流才等于静态特性上的反向电Ｉo,将trr=ts+tf叫做反向恢复时间，trr与二极管的结构有关，PN结面积小，结电容小，存贮电荷就少，ts就短，同时与正向导通电流和反向电流无关。当管子选定后，减小正向导通电流和增大反向驱动电流，可加速电路的转换过程。任务二晶体管的开

7、关特性图2-1-7二极管的开关特性波形图2.三极管的开关特性晶体三极管的开关特性是指它从截止到饱和导通，或从饱和导通到截止的转换过程，而且这种转换都需要一定的时间才能完成如图2-1-8所示。任务二晶体管的开关特性(a)(b)(c)图2-1-8三极管开关特性图任务二晶体管的开关特性图2-1-8是说明三极管开关时间的示意图。如果在图（a）所示三极管的输入端加入如图（b）所示的理想矩形波，其幅度在-VG1和+VG2之间变化，则输出电流ic的波形将如图c不再是理想矩形波，ic的波形与输入波形vi相比