高级维修电工理论培训教材

高级维修电工理论培训教材 高级维修电工理论培训教材 ?1(半导体三极管: 一(基本结构:三层半导体(N、P、N或P、N、P);三个电极(基极B、发射 极E和集电极C);两个PN结(发射结、集电结)。 1(类别: 按频率可分为:高频管和低频管 按功率可分为:大功率管、中功率管和小功率管 按半导体材料可分为:硅管和锗管 按结构可分为:NPN型和PNP型。 目前国产的NPN型多为硅管(3D系列)，PNP型多为锗管(3A系列)。 2(放大器中晶体管的三种接线方式:以NPN型为例 (1)共发射极接法:将发射极作为输入与输出的公共端。如下图(a) (2)共集电极接法:将集电极作为输入与输出的公共端。如下图(b) (3)共基极接法:将基极作为输入与输出的公共端。如下图(c) 三种接法的性能比较见P.31表3-1 3(特性曲线: (1)输入特性曲线:是当集电极—发射极电压UCE为常数时，基极回路中基极 1 高级维修电工理论培训教材 电流IB与基极—发射极电压UBE之间的关系曲线。即: IB,f(UBE)|UCE=C 如下图(a)所示: 从图(a)中可以看出:三极管的输入特性曲线也有一段死区，只有 在发射结电压大于死区电压时，三极管才会导通，出现IB，硅管的死区电 压约为0.5,0.6V，锗管的死区电压约为0.2,0.3V。导通后，在正常工 作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE,0.6,0.7V，PNP型锗管的发射 结电压UBE,-0.2,-0.3V。 (2)输出特性曲线:是当基极电流IB为常数时，集电极回路中集电极电流IC 与集电极—发射极电压UCE之间的关系曲线。即 IC,f(UCE)|IB=C 如上图(b)所示。 在不同的IB下可以得到不同的曲线，所以三极管的输出特性曲线是 一曲线族。在输出特性曲线上可以划分三个区域: 1?截止区:IB,0以下的区域。对NPN型硅管而言，当UBE,0.5V时即已开 始截止。为了截止可靠，常使UBE?0，此时集电结和发射结都处于反向电 压下，称为反向偏置。但是由于温度影响，集电极回路中仍有很小的电流 ICEO(称为穿透电流)流过。硅管的穿透电流很小，常温下在微安以下。 特点:集电结和发射结都处于反向偏置。 2?放大区:当发射结正向偏置时，曲线较平坦的部分是放大区。对硅管来说， 当UBE,0.5V,而集电结又有一定的反向电压时,发射区扩散到基区的电子 绝大部分被集电极所收集,IC?IE,IB很小。此时IC只随着IB而改变，和 UCE的大小基本无关。从特性曲线和电流形成过程都可以看出，IC的变化 比IB的变化大得多，晶体管具有很强的电流放大作用。 特点:发射结正偏而集电结反偏。 3?饱和区:如果IC随IB增加时，使UCE下降为UCE?UBE，发射结和集电结都 2 高级维修电工理论培训教材 将处于正向偏置，此时如果IB再增大，IC也不会按IC,βIB增加，晶体 三极管失去放大作用，这种情况称为饱和。我们把UCE,UBE的状态称为临 界饱和，把UCE,UBE的状态称为过饱和。 特点:发射结和集电结皆正偏。 ?2(基本放大电路 一(共射极放大电路的组成:P(136图9-1(a)见下图 1(三极管V:放大电路的放大元件，是电流控制元件。 2(集电极电源U:直流电源，一般为几,几十伏。 GB 作用:(1)为输出信号提供能量。 (2)保证集电结处于反偏状态以及发射结处于正偏状态。这样才能 使三极管起到放大作用。 3(集电极负载电阻Rc:一般为几,几十千欧。 作用:将集电极电流变化成电压信号，以实现电压放大。 4(基极电阻Rb:为几十,几百千欧。 作用:提供适当的基极电流，使放大器有合适的工作状态。 5(耦合电容C与C:一般为几,几十微法。 12 作用:(1)隔直:C隔断放大器与信号源之间的直流通道; 1 C隔断放大器与负载之间的直流通道。 2 (2)通交(交流耦合):沟通信号源、放大器和负载三者之间的交 流通道，使交流信号畅行无阻。 二(直流通路与交流通路: 1(直流通路:即放大电路的直流等效电路。也就是在静态时，放大电路输入回 路和输出回路的直流电流流过的路径。如P(136图9-1(b)所示，放大电 3 高级维修电工理论培训教材 路进行静态分析时要用到直流通路。见下图(a) (1)静态——没有加入交流信号的放大电路。 (2)静态分析——求静态工作点Q，即分析静态时放大电路中各处的直流电 流和直流电压。即I ，I ，Uce三个值。 bQCQQ 3)直流通路的画法: ( 在直流通路中，所有的电容器作开路处理，其余的不变。 (4)直流通路的作用:用来求放大电路的静态工作点Q(即I ，I ，Uce)。 bQCQQ2(交流通路:即放大电路的交流等效电路。也就是在动态时，放大电路输入回 路和输出回路的交流电流流过的路径。如P(136图9-1(C)所示，放大电 路进行动态分析时要用到交流通路。见上图(b) (1)动态——加入交流信号后的放大电路。 (2)动态分析——求动态时(交、直流信号的迭加)的变化量。 (3)交流通路的画法: 在交流通路中，将电容器和直流电源都作短路处理(直流电源接地)。 (4)交流通路的作用: 交流通路用来计算放大电路的放大倍数，输入电阻，输出电阻等交 流电量。 三(近似估算法:以分压式偏置电路为例:P(137图9-2。 4 高级维修电工理论培训教材 1(静态工作点:由直流通路求，即求I ，I ，Uce三个值。 bQCQQ 其直流通路如下图(a)所示: 2(电压放大倍数、输入电阻与输出电阻:由交流通路求。如上图(b) A(求出三极管的输入电阻r: r,300，(1，β)26mV/IemA beQbe B(求出交流负载电阻R′: R′, Rc?RLLL C(求输入电阻Ri: Ri,Rb1?Rb2?r? r be be (?Rb1 ,, r，Rb2 ,, r， ?Ri ? r) be be be D(求输出电阻R:R?Rc 00 其中:R′, Rc?R LL “,”号表示UO与Ui反相位。 ? 计算放大电路的静态工作点时，应考虑电路的名称正确的是 A、C 。 A(直流通道 B(交流通道 C(直流电路 D(交流电路 ? 估算放大电路的电压放大倍数，原则上应考虑电路的名称正确的是 B、D 。 A(直流通道 B(交流通道 C(直流电路 D(交流电路 5 高级维修电工理论培训教材 四(图解分析法:运用三极管的输出、输入特性曲线簇，通过做图的，直观 的分析放大电路性能的方法，称为图解分析法。 1(静态分析:P(138图9-4为三极管的输出特性曲线。即图(a) (1)直流负载线:电路如P(137图9-3所示，即图(b)由Uce,U,IcRc GB 知，当Ic,0时，Uce,U，当Uce,0时，Ic,U,Rc，连接U与 GBGBGB U,Rc两点所作的直线称为直流负载线。见P(138图9-4，即图(b) GB (因为它是在静态时得到的而且又与集电极负载电阻Rc有关) 其斜率为tgα,1,Rc。 (2)静态工作点Q:直流负载线与三极管输出特性曲线的交点即为静态工作 点。它与基极电流I 的大小有关。 b Q点在两个坐标轴上所对应的点即为其静态值I与U，再加上CQCEQ I ，即为Q值。 bQ 2(动态分析: (1)交流负载线:放大器加入交流信号后，交流信号迭加在直流信号上，如 P(138图9-5所示。 当电路接入负载R后，反映交流电压uce、交流电流ic之间关系的L 直线称为交流负载线。其斜率为tgα′,1,R′。(而R′, Rc?R) LLL ( 2 ) 直流负载线与交流负载线的比较:见图(b) ?R′, Rc?R， ?R′, Rc，?1,R′, 1,Rc， tgα′, tgα LL LL 交流负载线比直流负载线要陡一些(即其斜率要大一些)。也就是说， 放大器带的负载R 越小，R′就越小，其交流负载线的斜率tgα′就越大，LL 而电压放大倍数Au就越小。交流放大器带负载后，电压放大倍数会降低。 6 高级维修电工理论培训教材 ?3(多级放大电路: 一(耦合——多级放大电路中，每两个单级放大电路之间的连接方式叫耦合。 二(多级放大器的耦合方式:三种。 1(阻容耦合:如P(139图9-8所示。 (1)电路组成:第一级和第二级之间用耦合电容C和第二级的输入电阻连接，2 即为阻容耦合。主要用于交流放大电路的前置级。 (2)电路特点: A(由于电容的“隔直”作用，前后级的静态工作点各自独立，互不影响， 便于设置和调整各级的静态工作点。 B(由于电容的“通交”作用，并不影响前后级交流信号的传递。 C(结构简单，体积小，成本低。 D(耦合电容的容量对交流信号的传输有一定的影响——缺点。 (3)电压放大倍数:电路总的电压放大倍数等于各个单级放大器电压放大倍 数的乘积。即Au,Au?Au?Au„„ 123 2(直接耦合:如P(144图9-19所示。 (1)电路组成:把前一级的输出端直接接到后一级的输入端，即为直接耦合。 主要用于放大直流信号。 (2)电路特点: A(前后级静态工作点的相互影响:其解决方法为: 1?提高后一级的发射极电位:即在后一级三极管发射极中接入电阻或硅稳 压管即可。如P(144图9-20(a)(b)所示。 2?采用NPN—PNP管直接耦合:利用两只三极管的极性不同，使得两级 都能获得合适的静态工作点。如P(145图9-21所示。 B(零点漂移的影响: 1?零点漂移——指放大器的输入端短路(即无输入信号)时，其输出端仍 有变化缓慢而无规则的输出电压。 2?引起零点漂移的原因: 电源电压波动;电路元件的参数和晶体管特性的变化;温度的变化。 3?零漂的种类:时漂和温漂。 4?零漂的抑制:输入级采用差动放大电路。 7 高级维修电工理论培训教材 3(变压器耦合:前后级之间采用变压器连接。主要用于交流放大器的功率输出 级。 ? 多级放大器的级间耦合方式一般有 A、D、E 。 A(阻容耦合 B(电容耦合 C(电感耦合 D(变压器耦合 E(直接耦合 ?4(差动放大电路: 一(电路组成:P(145图9-22所示。 1(两只三极管V与V的型号、特性、参数完全相同。 12 2(电路结构对称，各电阻元件的参数也对称。 3(两只三极管的静态工作点相同。即Ic,Ic，Uce,Uce， 1212 4(发射极电流为两管发射极电流之和。即Ie,Ie，Ie12 二(差动放大电路的特点:静态时(无输入信号，即Ui,0)，输出电压Uo,0， (?RcIc,RcIc，?Uo,RcIc,RcIc,0) 11221122 三(共模输入与差模输入: 1(共模信号与差模信号: 共模信号——差动放大器的两输入信号ui与ui的大小相等，极性相同，12 则称为共模信号。这种输入方式称为共模输入方式。 差模信号——差动放大器的两输入信号ui与ui的大小相等，极性相反，12 则称为差模信号。这种输入方式称为差模输入方式。 2(放大电路对共模信号抑制能力的大小，反映了它对零漂的抑制水平，而对差 模信号则进行放大。 3(若输入的两个信号既非共模信号又非差模信号，则差动放大器只对其中的差 模信号进行放大，同时又对共模信号进行抑制。 ? 差动放大器的输入信号方式可分为 A、B 。 8 高级维修电工理论培训教材 A(共模输入 B(差模输入 C(同向输入 D(反向输入 四(对零漂的抑制: 1(利用电路的对称性来抑制零漂:P(145图9-22 由于电路完全对称，?输出电压Uo,0，零漂被抑制。有时还可加一 调零电位器RP，通过调整以确保输出电压Uo,0。如下图所示。 * 注意:差动放大电路中利用电路的对称性，只能抑制零漂，而不能完全消除 零漂。所以差动放大电路中并不是没有零漂。 2(利用发射极电阻Re的深度负反馈来抑制零漂。 五(共模抑制比:放大电路的差模信号放大倍数Ad与共模信号放大倍数Ac之 比。即KCMRR,Ad,Ac 它反映了放大器质量的好坏，即对零漂的抑制水平。 六(差动放大电路的输出方式与电压放大倍数的关系: 1(双端输出:电压放大倍数与每个单管放大器的电压放大倍数相等。 2(单端输出:电压放大倍数是每个单管放大器的电压放大倍数的一半。 ?5(放大电路中的反馈: 一(反馈:将放大器输出信号的一部分或全部，经一定的电路送回到输入端， 与输入信号合成的过程，称为反馈。 其中:Xi ——原输入信号; Xd ——净输入信号 9 高级维修电工理论培训教材 Xf ——反馈信号; Xo ——输出信号 二(反馈的分类: 正反馈——引回的反馈信号加强输入信号，使放大器能力上升。 负反馈——引回的反馈信号削弱输入信号，使放大器能力下降。 直流反馈——对直流量起反馈作用。 交流反馈——对交流量起反馈作用。 电压反馈——反馈信号与输出电压成正比。 电流反馈——反馈信号与输出电流成正比。 串联反馈——放大器的净输入信号由原输入信号和反馈信号串联而成。 并联反馈——放大器的净输入信号由原输入信号和反馈信号并联而成。 由反馈网络与放大器的输入、输出信号的不同而组成以下四种负反馈: 1(串联电压负反馈 2(并联电压负反馈 3(串联电流负反馈 4(并联电流负反馈 三(反馈的判断:——瞬时极性法 1(正反馈与负反馈的判断: 2(并联负反馈与串联负反馈的判断:——从输入端判断。 3(电流负反馈与电压负反馈的判断:——从输出端判断。 四(负反馈对放大电路性能的影响: 1(使电路的放大倍数降低。 2(使电路放大倍数的稳定性得到提高。 3(使放大信号的非线性失真减小。 4(改变输入、输出电阻。输入电阻Ri的变化与反馈的串联或并联有关;输出 电阻RO的变化与电压反馈或电流反馈有关。 5(展宽通频带。 五(射极输出器:见下图 10 高级维修电工理论培训教材 1(组成:输出信号由发射极取出，实际上为共集电极电路。 2(特点:(1)放大电路的反馈系数为1，具有深度负反馈。 (2)电压放大倍数略小于1，而接近于1。 (3)具有电流放大作用。 (4)输出电压与输入电压同相位。 (5)输入电阻大，输出电阻小。 (6)属于串联电压负反馈。 ?6(正弦波振荡电路: 一(振荡的基本概念: 1(自激振荡:放大器的输入端不接入外加信号时，其输出端可以出现一定频 率和幅度的交流信号的现象叫自激振荡。 或者说，能够自动地将直流电能转换成具有一定频率和一定幅度的交变振 荡的电路，称为自激振荡。 2(自激振荡产生的原因:主要是在电路中引入了正反馈。 3(产生自激振荡的条件: (1)相位平衡条件:反馈信号必须与输入信号同相位(电路必须有正反馈性 质)。 (2)振幅平衡条件:反馈信号的幅值必须等于输入信号的幅值。 4(正弦波振荡器的组成: (1)放大部分:利用晶体管的放大作用，使电路有较大的输出电压。 (2)反馈部分:把输出信号反馈到输入端，让电路产生自激振荡。 (3)选频部分:使电路只对某种频率的信号能满足自激振荡和条件。 二(LC正弦波振荡器:用LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器。 11 高级维修电工理论培训教材 1(变压器反馈式振荡器: 通过互感实现耦合和反馈，很容易实现阻抗匹配和达到起振要求，效 率高，应用普遍。但频率稳定度不高，输出波形不够理想。 如P(143图9-15(a) 2(电感三点式振荡器: 采用Lb和Lc紧耦合方式，容易起振，频率调整范围较宽。但输出电 压中含有高次谐波，波形较差，频率稳定度不高。如P(143图9-15(b) 3(电容三点式振荡器: 电容Cb和Cc的容量可以选得很小，使电路的振荡频率较高，输出波 形较好。如P(143图9-15(c) 三(RC正弦波振荡器:用RC谐振回路作为选频网络的振荡器。 用于较低频率(几赫兹到几千赫兹)的振荡信号。 1(RC桥式正弦波振荡器:P(143图9-16(a) 2(RC移相式正弦波振荡器:P(143图9-16(b) 四(石英体振荡器:用石英晶体作为选频网络。其频率稳定性较高。 1(并联型石英体振荡器:P(144图9-17 2(串联型石英体振荡器:P(144图9-18 ? 石英体振荡器可分为 A、C 两种。 A(串联 B(串并联 C(并联 D(混联 ?7(集成运算放大器: P(255 一(概述: 51(运算放大器的定义:是一种具有深度负反馈的、高增益(10以上)的多 级直流放大器。 集成运算放大器是一种集成电路，它是将电阻器、电容器、二极管、 三极管以及它们的连线等全部集成在一小块半导体基片的完整电路，具有 体积小、质量轻、功耗小、外部接线少等优点，从而大大提高了设备的可 靠性，降低了成本。集成电路可分为数字集成电路和模拟集成电路两大类， 集成运算放大器是模拟集成电路中应用最广泛的一种，由于最初用于数值 12 高级维修电工理论培训教材 运算，所以称为集成运算放大器，简称集成运放或运放。如下图: 2(集成运放的基本结构:见下图: 3(集成运放的特点: 5(1)具有很高的开环电压增益，一般在10以上。 (2)具有深度负反馈。 (3)可进行比例、加法、减法、微分和积分等数学运算。 二(运算放大器的输入端与输出端: 1(输入端:运算放大器有两个输入端。 (1)反相输入端u,:当输入电压由反相输入端u,输入时，输出电压u 0与输 入电压u,反相位。 (2)同相输入端u+:当输入电压由同相输入端u+输入时，输出电压u 0与输入 电压u+ 同相位。 2(输出端u 0: 三(集成运算放大器的内部结构: 1(输入级:采用差动放大电路，有两个输入端。要求Ri较大，为了抑制零漂。 2(中间级:由一级或多级放大器组成，主要用于电压放大，要求Au较高。 3(输出级:有一个输出端，与负载相连。要求R较小，以提高带负载能力。 O ? 集成运算放大器的内部电路主要由 B、C、D 组成。 A(差动级 B(中间级 C(输入级 D(输出级 四(主要技术参数:P(255(1)~(9) 集成运算放大器的输入失调电压和输入失调电流愈小愈好。(判断) 衡量一个集成运算放大器的内部电路对称程度的高低，是用输入失调 电压来进行判断。(单项选择) 13 高级维修电工理论培训教材 ? 运算放大器的 A、B 随温度改变而发生变化的漂移叫温度漂移。 A(输入失调电压 B(输入失调电流 C(输出失调电压 D(输出失调电流 ? 运算放大器的 A、B 所能承受的最高电压值称为最大差模输入电压。 A(反相输入端 B(同相输入端 C(输出端 D(接地端 五(分析理想运算放大器的两条规则: 1(理想运算放大器: (1)电压放大倍数AV ? (2)输入电阻Ri ? (3)输出电阻R0 O 2(分析理想运算放大器的两条规则: (1)两输入端电流近似为零，即i+,0，i-,0 ——虚断路 (2)两输入端电压近似相等，即u+,u- ——虚短路 若为反相输入，则u-,0 ——虚地 六(几种典型的运算电路:将运算放大器接上一定的反馈电路和外接元件。 主要是求输出电压U与输入电压Ui的关系。 0 方法:若信号从反相输入端输入，应利用虚地的概念; 若信号从同相输入端输入或从双端输入，则应利用虚短路的概念。 1(反相比例运算: (1)电路构成: 1?输入信号Ui由反相输入端经电阻R1输入。 2?同相输入端接地。 3?输出信号经反馈电阻Rf反馈到反相输入端。 (2)输出电压U与输入电压Ui的关系: 0 ? 反相比例运算放大器输出电压Uo与输入电压Ui的关系为 A、B 。 14 高级维修电工理论培训教材 RRRR，UU1fffOO ; ; CA(,,;B(U,,Ui(,OURURR11i1i RR，U1fO D(,,UR1i 2(同相比例运算: (1)电路构成: 1?输入信号Ui由同相输入端输入。 2?反相输入端经电阻R1接地。 3?输出信号经反馈电阻Rf反馈到反相输入端。 (2)输出电压U0与输入电压Ui的关系: ? 同相比例运算放大器输出电压Uo与输入电压Ui的关系为 B、C 。 RRRR，UUU1fffOOO ; ; CA(,,;B(,1，(,URURUR111iii RR，U1fO D(,,UR1i 3(加法运算: (1)电路构成: 1?所有的输入信号U1、U2、U3由反相输入端输入。 2?同相输入端接地。 3?输出信号经反馈电阻Rf反馈到反相输入端。 (2)输出电压U0与输入电压Ui的关系: 15 高级维修电工理论培训教材 已知:Ui1,0.5V，Ui2,1V，Ui3,,1V，则UO, C、E 。 ? A. 12.5V B. 2.5V C.-2.5V D. -1V E.-5/2 4(减法运算: (1)电路构成: 1?输入信号U1、U2分别由反相输入端和同相输入端经电阻R1和R2输入。 (为双端输入，又称差动输入) 2?输出信号经反馈电阻Rf反馈到反相输入端。 (2)输出电压U与输入电压Ui的关系: 0 ?8(直流稳压电源: 16 高级维修电工理论培训教材 一(整流电路: 1(单相半波整流: (1)电路构成及工作原理:P(28图3-8(a)电路图与波形图如下图所示: 只有一只二极管，利用二极管的单向导电性——正向导通，反向截止。 (2)输出直流电压平均值:UL,0.45U2 其中:U2为变压器副边交流电压的有效值。 (3)二极管承受最高反向电压:URm,U2 2(单相全波整流: (1)电路构成及工作原理:P(28图3-9 利用两只二极管在一个周期内轮流导通，(正半周V1导通，负半周 17 高级维修电工理论培训教材 V2导通)，故负载上可得到较高的输出电压。 (2)输出直流电压平均值:UL,0.9U2 其中:U2为变压器副边交流电压的有效值。 (3)二极管承受最高反向电压:URm,2U2 3(单相桥式整流: (1)电路构成及工作原理:P(29图3-10 利用四只二极管在一个周期内两两轮流导通，(正半周V1、V2导通， 负半周V3、V4导通)，故负载上可得到较高的输出电压。 (2)输出直流电压平均值:UL,0.9U2 其中:U2为变压器副边交流电压的有效值。 (3)二极管承受最高反向电压:每只管子:URm,U2 ? 单相桥式整流电路中，输出直流电压平均值UL和变压器副边交流电压有效 值U2的关系是 B、D 。 A(UL=0.45U2 B(UL=0.9U2 C(UL=0.7U2 D(UL=1/1.11U2 二(滤波电路: 滤波—把脉动的直流电变为平滑的直流电，保留脉动电压的直流成分，尽 量滤除它的交流成分称为滤波。 1(电容滤波电路: (1)电路构成及工作原理:P(29图3-12 18 高级维修电工理论培训教材 利用电容的充、放电作用，使输出电压的平均值得到提高，并且脉 动系数减小。 (2)输出直流电压平均值:UL,(1.1,1.4)U2 一般地:UL,1.2U2，所以提高了输出直流电压平均值。 波形见P.29图3—12(b) (3)适用场合:只适用于负载电流较小并保持不变的场合。 2(电感滤波电路: (1)电路构成及工作原理:P(30图3-13 利用电感元件对交流的“阻碍”作用，使流过电感元件的电流的变 化变慢，达到减小脉动电流的脉动程度的目的。 (2)输出直流电压平均值:UL,(0.7,0.8)U2 虽然降低了输出电压，但波形平滑了。见上图 (3)适用场合:适用于负载电流较大且经常变化的场合。 3(复式滤波电路:将电容滤波和电感滤波结合在一起。 (1)LC滤波:P.30图3—14(a) (2)π型滤波:分LC-π型滤波和RC-π型滤波两种。P.30图3—14(b)(c) 4(电子滤波电路: 三(稳压电路: 1(硅稳压管稳压电路:P.31图3—17 19 高级维修电工理论培训教材 2(串联型晶体管直流稳压电路:由以下四部分组成: (1)取样环节 (2)基准环节 (3)比较放大环节 (4)调整环节 晶体管串联反馈式稳压电源中的调整管起调整管压降来保证输出电压 稳定的作用。(单选) 3(开关型直流稳压电路:效率最高。 ? 串联型晶体管直流稳压电路的四个组成部分是 B、C、D、E 。 A(变压器环节 B(取样环节 C(基准环节 D(比较放大环节 E(调整环节 4(三端集成稳压器: 就是把调整管、取样放大、基准电压、启动和保护电路全部集成在一 个半导体芯片上，对外只有三个端头的集成稳压电路。 (1) 分类:1?三端固定电压输出稳压器:分为正极输出和负极输出。 2?三端可调电压输出稳压器:分为正极输出和负极输出。 (2)主要参数:P(256 (3)使用注意事项:有金属封和塑料封两种结构，引脚的排列顺序不尽相同， 使用时须加以认清，应按要求装上散热片。 ? 三端集成稳压器可分为 A、B 稳压器两类。 A(三端固定电压输出 B(三端可调电压输出 C(三端固定电流输出 D(三端可调电流输出 ?9(晶闸管及其应用: 一(晶闸管的构造和工作原理: 1(结构和符号:P(146图9-23(b)、(c) (1)结构:为三端四层元件。四层半导体(P1、N1、P2、N2);三个PN结(P1N1、 20 高级维修电工理论培训教材 N1P2、P2N2);三个电极(阳极A、阴极K、门极G)。 见P(146图9-23 (2)符号:见P(146图9-23(C) 2(工作原理:有电流流过晶闸管时称为导通;反之称为截止。 (1)晶闸管阳极接直流电源正极，阴极接电源负极，此时晶闸管承受正向电 压。而门极电路开关S断开， 如图(a)所示，此时电灯不亮，说明晶闸管不导通。 (2)晶闸管阳极接直流电源正极，阴极接电源负极，而门极电路开关S接通， 即门极也加正向电压，如图(b)所示，此时电灯亮，说明晶闸管导通。 (3)晶闸管一旦导通后，如果去掉门极上的电压，(即将开关S断开，如图 (b)所示)，电灯仍然亮，这表明晶闸管仍然导通。即晶闸管一旦导通 后，门极就失去了控制作用。 (4)在晶闸管阳极和阴极之间加反向电压，如图(c)所示，无论门极加不 加电压，晶闸管都不导通。 (5)在门极加反向电压，而阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管 都不导通。 3(晶闸管导通的条件: (1)晶闸管主电路必须加正向电压。 (2)门极加上适当的正向电压。 (3)流过晶闸管的阳极电流必须大于擎住电流。 擎住电流——晶闸管导通后去掉控制信号，要保持元件维持通态所需要 的最小电流。约为维持电流的2,4倍。 ? 使晶闸管导通必须具备的条件是 A、B、C 。 A(晶闸管主电路必须加正向电压 B(门极加上适当的正向电压 21 高级维修电工理论培训教材 C(流过晶闸管的阳极电流必须大于擎住电流 D(晶闸管主电路必须加反向电压 4(晶闸管的特点: (1)晶闸管不仅具有反向阻断能力，还具有正向阻断能力，其正向导通受门 极控制。 (2)晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。要重新关断晶闸管，必须让阳 极电流减小到低于其维持电流。 维持电流——晶闸管导通后，从较大的通态电流下降到维持通态所必须 的最小电流。 二(晶闸管的主要参数:P.145 三(晶闸管型号:P.146 四(晶闸管可控整流电路:以接电阻性负载为例。 1(单相半波可控整流电路: (1)电路结构及工作原理:P(147图9-24 (2)输出电压平均值:UL,0.45U2(1，COSα),2 其中:α——控制角，即晶闸管在正向阳极电压下的不导通范围。 θ——导通角，即晶闸管在正向阳极电压下的导通范围。 且α，θ,180? 22 高级维修电工理论培训教材 (3)每只晶闸管承受的最大峰值电压为:U2 2(单相全波可控整流电路: (1)电路构成及工作原理:如下图P.147图9-25(a) (2)输出电压平均值:UL,0.9U2(1，COSα),2 (3)每只晶闸管承受的最大峰值电压为:2U2 3(单相半控桥式整流电路: (1)电路构成及工作原理:见上图(b) (2)输出电压平均值:UL,0.9U2(1，COSα),2 (3)每只晶闸管承受的最大峰值电压为:U2 4(三相半波可控整流电路: (1)电路构成及工作原理:如下图P.147图9-27 (2)输出电压平均值:UL,2.34U2(1，COSα),2 (3)每只晶闸管承受的最大正反向峰值电压为:×U2,U2 其中:U2为变压器副边(二次侧)相电压的有效值。 每只晶闸管流过的平均电流是负载电流的1/3。 (4)每只晶闸管的最大导通角为120?。 (5)当负载为电感性时，负载电感量越大，导通角θ越大。 ? 单相半波可控整流电路中，输出直流电压平均值UL和变压器副边交流电 压有效值U2的关系是 A、D 。 A(UL=0.45U2(1+COSα)/2 B(UL=0.9U2(1+COSα)/2 C(UL=0.7U2 (1+COSα)/2 D(UL=1/2.22U2(1+COSα)/2 23 高级维修电工理论培训教材 5(三相桥式半控整流电路: (1)电路构成及工作原理:如下图P.256图15-2 二极管V4、V5、V6的阳极接在一起，阴极分别与对应的晶闸管阳极 相连，并接到三相电源上;三只晶闸管V1、V2、V3的阴极接在一起，对 外为正极，在三相电源作用下，任何时刻都有一只二极管的阴极电位最 低而处于导通状态，当三只晶闸管中阳极电位最高者又加上合适的触发 脉冲而导通时，整流电路就有整流电压UL输出。改变触发脉冲出现的角 度(即控制角α)，就可以改变整流输出电压的高低。 (2)输出电压平均值:UL,2.34U2(1，COSα),2 (3)每只晶闸管承受的最大峰值电压为线电压的最大值，即: URM,×U2,2.45U2 其中:U2为变压器副变相电压的有效值。 (4)每只晶闸管流过的平均电流是负载电流的1/3。 6(晶闸管可控整流电路接电感性负载时，必须加接续流二极管。 因为电感性负载中自感电动势的作用，使电流总是滞后于电压的变化， 当电压下降到零时，电流却并不到零，在电压过零变负后，只要电流大于 维持电流，晶闸管便不能关断，即当负载上出现了负电压后，晶闸管仍然 导通，只有当电流下降到维持电流以下时，晶闸管才能关断。这种现象称 为“失控”。为防止“失控”的出现，必须加接续流二极管。如下图: 24 高级维修电工理论培训教材 注意:加接的续流二极管一定不能接反，否则会引起短路。 ? 对称三相半控桥式整流电路带大电感负载时，为防止失控，并接了续流二 极管。已知:U2=100V，RL=10Ω，求α=120?时输出的平均电压UL及负载 的平均电流IL，分别为 B、C 。 A(585V B(58.5V C(5.85A D(0.585A 五(带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路: 1(电路构成与工作原理:见下图。 变压器二次侧有两个绕组，都接成星形(同名端相反)。平衡电抗器 LP中心抽头作为输出电压的负极，使两组三相半波可控整流以180?相位 差并联，使得两组可控整流电路中各有一只晶闸管导通且并联工作(即每 时刻都有两只晶闸管导通)，同时向负载供电。 2(输出电压平均值(两组输出电压相加的平均值): UL,1/2(ULI，UL?),1.17U2 当控制角为0?,α?60?时，UL,1.17U2COSα 当控制角为60?,α?120?时，UL,1.17U2[1，COS(α，60?)] 3(每只晶闸管承受的最高正反向电压为线电压的最大值，即URM,2.45U2 每只晶闸管流过的平均电流为负载电流的1/6。 25 高级维修电工理论培训教材 4(应用:主要应用在需要直流低压大电流的电工设备中。 ? 带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路一般应用在需要 A、C 的电工 设备中。 A(直流电压较低 B(直流电压较高 C(电流较大 D(电流较小 六(斩波器:将直流电源的恒定电压UG变换为可调直流电压Ud的装置称为直流 斩波器。 1(电路组成与工作原理:P.257图15-4 斩波器内以晶闸管作为直流开关，控制其接通与关断，在负载上可得 到大小可调的直流平均电压Ud，其方框图如下，其控制电路可改变斩波器 的输出脉冲宽度τ和通断时间T(1/f)。 2(输出电压平均值:Ud,(τ/T)UG 其中:τ/T ——为电路的导通比 τ——为输出脉冲电压的宽度 T ——为通断时间 3(直流斩波器的作用:把直流电源的电压由固定的电压变为可调的电压。 七(逆变器:把直流电变换成交流电的过程称为逆变。逆变器是变频器的一种。 晶闸管逆变器是一种将直流电能转变为交流电能的装置。 可分为以下两种: A(电源逆变:由直流电逆变器交流电交流电网 B(无源逆变:由直流电逆变器交流电(频率可调)用电器 1(负载谐振式逆变器:是利用负载回路谐振特性来实现逆变器中的换流。在 国内生产的晶闸管中频电源等装置中多采用负载谐振式逆变器。 (1)电路构成:下图为并联谐振逆变器主电路:P.257图15-5 26 高级维修电工理论培训教材 V1、V4和V2、V3两对晶闸管构成单相全控桥式电路。Ud为整流电路 提供的直流电源，Ld为滤波电抗器，可使输出直流Id保持连续，减小电 流波纹，并限制中频电流进入电网。电感线圈L是负载，电容C是偿电 容，为了使负载呈容性。 (2)工作原理:四只晶闸管中，V1和V4，V2和V3分别被同时触发导通，使得 负载上得到与交替触发脉冲频率相等的交变电压ua，改变两组晶闸管的 导通、截止时间，就可改变交变电压ua的频率。 2(脉冲换流式逆变器: (1)电路构成:下图为单相电流型脉冲换流式逆变器的主电路图。 P.258图15-6 电抗器Ld的作用是使输入电流Id维持恒定;C1与C2相等，称为换 流电容;V1,V4为两对晶闸管构成单相全控桥式电路;V5,V8为隔离二 极管。RL为负载电阻。 (2)工作原理:V1、V4同时被触发导通，V2、V3也是同时被触发导通。在这 两组晶闸管被轮流触发导通时，利用换流电容的作用，在负载RL上获得 频率可调的交流电压。 (3)特点:逆变器输出的波形由负载性质决定。负载为电阻性R L时其波形接 27 高级维修电工理论培训教材 近正弦波，只要改变触发脉冲的频率即可改变输出电压的频率。目前， 在笼型异步电动机的变频调速器中多采用这种逆变器。 ? 常用逆变器根据换流方式的不同，分为 A、B 。 A(负载谐振式 B(脉冲式 C(电源波动 D(斩波式 ?10(数字电路基础: 模拟信号——信号随时间连续变化 数字信号——信号不连续变化的脉冲信号 数字电路——用来处理数字信号的电路 脉冲信号——变化不连续，持续时间可短至几个微秒甚至几个纳秒。 如:矩形波，锯齿波，三角波，尖峰波等。 一(晶体管的开关特性: 1(二极管:正向导通(相当于开关接通)，反向截止(相当于开关断开)。 如P(149图9-31所示。 二极管由截止到导通所需的时间极短，可以忽略，但由导通转为截止 过程(称反向恢复过程)所需的时间(反向恢复时间)则不可忽略。 2(三极管:以NPN管共射极接法为例，如P(149图9-32所示。 (1)饱和状态:发射结与集电结皆处于正偏。 当基极输入一定幅值的正脉冲时，三极管进入饱和导通状态。此时 Ube,0.7V，而Uces?0.3V，c、e极之间近似短路，相当于一个开关的 接通，电路中有稳定的电流流过。 (2)截止状态:发射结与集电结皆处于反偏。 当基极输入负脉冲时，三极管进入截止状态。此时Ube,0.5V，而 Ib?0，Ic?0，Uce?UGB，c、e极之间近似开路，相当于一个开关的断 开。 ? 在数字电路中，三极管主要工作在 A、B 区。 A(饱和 B(截止 C(放大 D(快速转换 ? 在数字电路中，三极管主要在 A、B 两个区域之间进行快速转换，经过 放大区的时间是很短的。 A(饱和 B(截止 C(放大 D(基区 28 高级维修电工理论培训教材 二(基本逻辑门电路: 1(“与”门电路: (1)逻辑“与”:只有当条件都具备时，事件才能实现。表示为:P,A?B?C ? 在正逻辑中，以“1”表示 A ，以“0”表示 B 。 A(高电平 B(低电平 C(升高 D(降低 (2)“与”门电路:由二极管组成。P(150图9-33(a) 当输入端A与B与C全为高电平“1”(+3V)时，电源UGB(+5V) 经电阻R向这三个输入端流通电流，三个管子都导通，输出端P的电位 比3V略高，(因二极管的管压降硅管为0.7V，锗管为0.3V，此处一般 采用锗管)但仍属于“3V左右”这一范围，因此输出端P为“1”，即 其电位被钳制在3V左右。 当输入端不全为“1”，而有一个或两个为“0”(电位为0V)时， 例如A端为“0”，因为“0”电位比“1”电位低，正电源将经电阻R 向处于“0”态的A端流通电流，V1优先导通。这样，二极管V1导通后， 输出端P的电位与处于“0”态的A端电位近似相等。因此P端为“0”。 二极管V2与V3因承受反向电压而截止，把B、C端的高电位与输出端P 隔离开了。 A(逻辑关系:输入全“1”出“1”，有“0”出“0”。 B(逻辑符号:P(150图9-33(b) 2(“或”门电路: (1)逻辑“或”:只要有一个条件具备，事件便可实现;只有条件全不具备 29 高级维修电工理论培训教材 时，事件才不能实现。表示为:P,A，B，C (2)“或”门电路:见P(150图9-34 由二极管组成。 如果A端为“1”(设其电位为3V)，则A端电位比B、C(电 位为“0”)高，电流从A端经V1和R流向电源负极，V1优先导通， 输出端P电位近似等于A端电位3V(略低，因有管压降)，因此输出 为“1”。P端的电位比其它两输入端B与C为高，V2、V3因承受反向 电压而截止。 如果有一个以上的输入端为“1”时，输出端P也为“1”。只有 当三个输入端全部都为“0”时，输出端P才为“0”。 A(逻辑关系:输入全“0”出“0”，有“1”出“1”。 B(逻辑符号:P(150图9-34(b) “非”门电路: 3( (1)逻辑“非”:输出总是输入的否定。表示为:P, (2)“非”门电路:见P(151图9-35 由三极管组成。 30 高级维修电工理论培训教材 当输入端A为高电平“1”(3V)时，三极管饱和，其集电极即输 出端P为低电平(0V);当A为低电平“0”(0V)时，三极管截止， 输出端P为高电平“1”(其电位接近于UGB)。加负电源-UGB是为了使 三极管可靠的截止。 A(逻辑关系:入“1”出“0”，入“0”出“1”。 B(逻辑符号:P(151图9-35(b) 4(复合门电路:把基本的“与”、“或”、“非”门电路分别组合在一起， 可以构成许多复杂的门电路。 (1)“与非”门电路:由“与”门和“非”门组合而成。 此图即选择题-19——为一“与非门” A(逻辑关系:输入全“1”出“0”，有“0”出“1”。 表示为: B(逻辑符号:P(151图9-36(a) (2)“或非”门电路:由“或”门和“非”门组合而成。 31 高级维修电工理论培训教材 A(逻辑关系:输入全“0”出“1”，有“1”出“0”。 表示为 B(逻辑符号:P(151图9-36(b) ? n个逻辑变量，共有 B 个最小项。 n2 n+1 A(n B(2 C(n D(2三(逻辑代数基础:逻辑代数又称为布尔代数。 1(三种基本的逻辑运算: (1)“与”运算:亦称逻辑乘，P,A?B (2)“或”运算:亦称逻辑加，P,A，B (3)“非”运算:亦称逻辑非，P, 2(逻辑代数的基本定律:P(151 (1)自等律:A，0,A， A?1,A (2)0-1律:A，1,1， A?0,0 (3)互补律:A，,1， A?,0 (4)重叠律:A，A,A， A?A,A (5)还原律:,A (6)交换律:A，B,B，A，A?B,B?A (7)分配律:A(B，C),AB，AC，A，BC,(A，B)(A，C) (8)结合律:(A，B)，C,A，(B，C),(A，C)，B， (A?B)?C,A?(B?C),(A?C)?B (9)反演律(摩根定律): (10)吸收律:A，A?B,A， A?(A，B),A， A，?B,A，B， (A，B)?(A，C),A，BC (11)其他常用恒等式:AB，C，BC,AB，C，AB，C，BCD,AB，C 3(逻辑代数的基本规则: (1)代入规则。 (2)反演规则。 (3)对偶规则。 32 高级维修电工理论培训教材 4.逻辑代数的化简: (1)代数化简法: 1?并项法:将两项合并为一项，并消去一个因子。如: [根据互补律: 2?吸收法:将多余乘积项吸收。如: [根据吸收律:A，AB,A] 3?消去法:消去乘积中多余因子。如: [根据吸收律: 4?配项法:用该式乘其一项，可使其变为两项，再与其它项合并化简。 (2)卡诺图化简法:一个逻辑函数的卡诺图就是将函数的最小项表达式中的各 最小项相应地填入一个特定的方格内，此方格图称为卡诺 图。 P(259 四(集成逻辑门电路: 1(TTL集成“与非”门电路 (1)TTL集成“与非”门电路的组成: TTL集成“与非”门电路的输入端和输出端采用的都是三极管，因 此又称为晶体管—晶体管逻辑电路。其英文简称为TTL。 因为晶体管是双极型元件，故称为双极型集成门电路。 下图(a)为CT54/74H系列的典型电路图，(b)为其逻辑图。 1?输入级V3:为多发射极三极管，它相当于发射极独立而基极和集电极分 别并在一起的三极管。其发射结和集电结均可近似地看作二 极管，起到二极管“与”门电路的作用。 33 高级维修电工理论培训教材 当集成逻辑“与非”门某一输入端接地，而其余输入端悬空时，流 入这个输入端的电流称为输入短路电流。 2?倒(反)相级V4:V4的集电极和发射极输出两个相位相反的信号，起着 直流放大的作用，驱动V5和V7。 3?输出级V5、V6、V7:V5和V6组成复合管，输入信号从V3管发射极加入， 输出信号从V7管集电极引出。使得当V5、V6饱和导 通时，V7截止;当V5、V6截止时，V7饱和导通。 ? TTL集成逻辑门电路内部大多是由 A、B、D 组成。 A(输入级 B(输出级 C(同相级 D(反相级 ? TTL集成逻辑门电路的 A、B、D 都是采用三极管结构。 A(输入端 B(输出端 C(同相级 D(反相级 (2)逻辑功能: 当输入端全为“1”时，输出为“0”;当输入端不全为“1”时，输 出为“1”。 (3)主要参数:P(260(1),(8) TLL“与非”门电路参数中的扇出系数N0表示“与非”门的输出端最 多能接几个同类的“与非”门。(判断) 2(CMOS集成逻辑门电路: (1)MOS门电路的组成: 由金属—氧化物—半导体场效应管构成的集成电路简称MOS电路。 MOS管作为开关元件，因为MOS管是一种单极型元件，故称为单极型集成 门电路。 (2)分类: 1?N沟道——增强型和耗尽型 2?P沟道——增强型和耗尽型 (3)CMOS门电路:又称为互补对称式门电路，它兼有N型和P型两种沟道的 MOS管。其优点是工作速度高，静态功耗低。 1?CMOS集成电路的特点:(与TTL集成电路相比较) 优点:静态功耗低，电源电压范围宽，输入阻抗高，扇出能力强，抗干 扰能力强，逻辑摆幅大，温度稳定性好。 34 高级维修电工理论培训教材 缺点:工作速度低于TTL电路，功耗随频率的升高显著增大。 2?CMOS“非”门电路:又称为CMOS反相器。由两个场效应管组成互补工作 状态。如P.261图15-9所示。 逻辑功能:当输入端全为“1”时，输出为“0”;当输入端为“0”时， 输出为“1”。——实现反相。 3?CMOS“与非”门电路:有两个以上CMOS反相器P沟道增强型MOS管源极 和漏极分别并接，N沟道增强型MOS管串接而成。 如P.261图15-10所示。 逻辑功能:当两个输入端全为“1”时，输出为“0”;当输入端中有一 个或全部为“0”时，输出为“1”。 4?CMOS“或非”门电路:将两个CMOS反相器的开关管部分并联，负载管部 分串联构成。如P.261图15-11所示。 逻辑功能:当两个输入端全为“1”或其中一个输入端为“1”时，输出 为“0”;只有当两个输入端全为“0”时，输出才为“1”。 (4)NMOS门电路: 1?NMOS“非”门电路 2?NMOS“与非”门电路 3?NMOS“或非”门电路 五(组合逻辑电路: 1(组合逻辑电路的特点:在任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态， 而与输入信号作用前电路所处的状态无关。 即组合逻辑电路的输入与输出之间的关系具有即时性。 在组合逻辑电路中，数字信号是单向传递的，即只有从输入到输出的 传递，而没有从输出到输入的传递。 2(组合逻辑门电路的分析方法:步骤如下: 已知逻辑图 写出逻辑式 运用逻辑代数进行化简或变换 列逻辑状态表(真值表) 分析逻辑功能 ? 写出下图电路的逻辑表达式P, A、C 。 35 高级维修电工理论培训教材 A?B B(A，B C((A?B)?(A?B) D(A，B?A，B A( [例1]写出下图电路的逻辑表达式。 [例2]写出下图电路的逻辑表达式。 3(组合逻辑电路的设计方法:步骤如下: 已知逻辑要求 列出逻辑状态表 写出逻辑表达式 运用逻辑代数进行化简或变换 画出逻辑图 [例3]设计一个有A、B、C三个输入端，一个输出端P的逻辑电路(用“与 非”门组成)。它的逻辑功能是:A和B都是1或A和C都是0时，P为 1，否则P为0。 解:1?按逻辑要求列出逻辑状态表(真值表)如下: A B C P 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 36 高级维修电工理论培训教材 1 1 1 1 2?由逻辑状态表写出逻辑表达式: 3?按要求运用逻辑代数进行变换或化简:(变换为最简形式的“与非”门) 4?画出逻辑图。(用“与非”门) 六(集成触发器: A(触发器——是一种基本逻辑元件。它具有“记忆”功能，可作储存和计 数之用。 B(触发器的分类:单稳态触发器;双稳态触发器;无稳态触发器(亦称为 多谐振荡器)。 双稳态触发器原先处于“1”态，想让它翻转为“0“态，可采用的 触发方式是单边触发;若触发脉冲过窄，将会使电路出现触发而不翻转 的后果。 以下讨论的皆为双稳态触发器，按其逻辑功能可作如下分类: 1(基本RS触发器: (1)逻辑电路及逻辑符号:P(262图15-12 基本RS触发器由两个“与非”门作正反馈闭环连接而构成。 它有两个输入端为R和S，有两个输出端为Q与，Q与在正常状态 37 高级维修电工理论培训教材 下总能保持相反，即当一个输出端为“0”时，另一个必定为“1”。 (2)逻辑表达式: (3)置位与复位:触发器Q端的状态作为触发器的状态。 当Q,1，,0时称为置位状态(亦称“1”态); 当Q,0，,1时称为复位状态(亦称“0”态)。 (4)置“1”端与置“0”端: 当S,0，R,1时使触发器置“1”(亦称置位)，故称S端为置“1”端; 当S,1，R,0时使触发器置“0”(亦称复位)，故称R端为置“0”端。 2(时钟脉冲控制的RS触发器:亦称为同步RS触发器。 时钟脉冲: (1)逻辑电路及逻辑符号:P(262图15-13 (2)触发沿:前沿(即上升沿)。 n 其中:Q表示时钟脉冲到来之前触发器的输出状态，即初态; n+1 Q表示时钟脉冲到来之后触发器的输出状态，即次态; SR,0 ——指不允许将R和S同时取为“1”。 3(D触发器:具有锁存数据的功能。 (1)逻辑电路及逻辑符号:P(263图15-14 (2)触发沿:前沿(即上升沿)。 (3)逻辑功能:输出端Q的状态随着输入端D的状态而变化，但总比输入端 状态的变化晚一步。即某个时钟脉冲到来之后输出端Q的状 态和该脉冲到来之前输入端D的状态一样。 38 高级维修电工理论培训教材 (4)特征方程: ? D触发器具有锁存数据的功能，即 C、D 的功能。 A(存储 B(译码 C(置1 D(置0 4(T触发器: (1)逻辑电路及逻辑符号:P(263图15-15 (2)触发沿:前沿(即上升沿)。 (3)逻辑功能:每来一个时钟脉冲，触发器就翻转一次。具有计数功能。 (4)特征方程: ? T触发器广泛应用于 A、B 。 A(计数电路 B(分频电路 C(存储电路 D(译码电路 5(JK触发器: (1)逻辑电路及逻辑符号:P(264图15-17 (2)触发沿:主从型JK触发器为后沿(即下降沿)触发。 (3)特征方程: 七(时序逻辑电路: 数字电路的分类: (1)组合逻辑电路:它的输出变量状态完全由当时的输入变量的组合状态 来决定，而与电路原来的状态无关，也就是组合电路 不具有“记忆”功能。 组合逻辑电路的基本单元是门电路。如:加法器(包括半加器和 全加器)、编码器、译码器和数码显示器等。 (2)时序逻辑电路:它的输出状态不仅决定于当时的输入状态，而且还与 电路的原来状态有关，也就是时序电路具有“记忆” 功能。 时序逻辑电路的基本单元是触发器。如:寄存器、计数器和集成 定时器等。 1(寄存器:由具有存储功能的触发器组成，其功能是存储二进制代码。 寄存器按其存放数码的方式有并行和串行两种。并行方式就是数码各 位从各对应位输入端同时输入到寄存器中;串行方式就是数码各位从一个 39 高级维修电工理论培训教材 输入端逐一输入到寄存器中。 寄存器取出数码的方式也有并行和串行两种。在并行方式中，被取出 的数码各位在对应于各位的输出端上同时出现;而在串行方式中，被取出 的数码在一个输出端逐一出现。 (1)数码寄存器:只有寄存数码和清除原有数码的功能，而无移位功能。 其内部电路主要是由触发器组成。 A(双拍工作方式:P(264图15-18 优点:电路简单。 缺点:每次接受数据必须给两个脉冲，操作不方便。 B(单拍工作方式:P(264图15-19 优点:当CP正脉冲接受指令到达时，触发器同步翻转，寄存数据不需 要清除原来数据的过程，只要CP,1信号一到，新的数据就会存 入。 缺点:电路较双拍复杂。 (2) 移位寄存器:不仅有存放数码而且有移位的功能。 即可以将数码向左移，也可以将数码向右移。 移位——每当来一个时钟脉冲，触发器的状态便向左或向右移一位。 也就是寄存器的数码可以在移位脉冲的控制下依次进行移 位。P(265图15-20为一个四位左移位寄存器。 2(计数器:是一种能够记录脉冲数目的装置。其内部电路主要由双稳态触发 器构成。 按进位制分:有二进制计数器和十进制计数器两种。 按运算功能分:有加法计数器、减法计数器和可逆计数器三种。 按各个触发器是否同时翻转分:有同步计数器和异步计数器两种。 (1)二进制计数器:只有“1”和“0”两个数码，“逢二进一”。 由于双稳态触发器有“1”和“0”两个状态，所以一个触发器可以 表示一位二进制数。若要表示n位二进制数，就得用n个触发器。 凡具有两个稳定状态的器件，都可以构成二进制计数器。 A(同步加法计数器:(亦称同步递增计数器)P.265图15-22 同步——计数脉冲同时加到各位触发器的CP端，它们的状态变换和计 40 高级维修电工理论培训教材 数脉冲同步。因此计数器的速度较快。 利用时钟脉冲去触发计数器中所有触发器，使之发生状态变换 的计数器，称为同步计数器。 加法计数器——计数前先清零，每输入一个脉冲，就进行一次加一运算。 B(同步减法计数器:(亦称同步递减计数器) 减法计数器——计数前先置1，每输入一个脉冲，就进行一次减一运算。 C(异步加法计数器:P.265图15-21 异步——计数脉冲不是同时加到各位触发器的CP端，而只加到最低位 触发器，其它各位触发器则由相邻低位触发器输出的进位脉冲 来触发，因此它们的状态变换有先有后，是不同步的。它的计 数速度较同步计数器慢。 D(异步减法计数器: E(可逆计数器:同时兼有加法和减法功能的计数器。P.266图15-23 其逻辑功能为:当控制信号(加法/减法选择)X,1时，进行递增计数; 当X,0时，进行递减计数。 (2)十进制计数器:由四个触发器组成，每到第10个脉冲就进一位。 即“逢十进一”。 A(同步加法计数器 B(同步减法计数器 C(异步加法计数器 D(异步减法计数器 八(脉冲波形的产生、整形及分配电路 1(多谐振荡器:又称为无稳电路，主要用来产生各种方波或时钟信号。 (1)用CMOS反相器组成的自激多谐振荡器:P.266图15-25 (2)石英晶体多谐振荡器:P.267图15-26 (3)用555定时器组成的多谐振荡器:P.267图15-27 ? 多谐振荡器主要用来产生各种 B、C 信号。 A(正弦波 B(方波 C(时钟 D(脉冲 2(数字显示电路:由译码器、驱动器和显示器等组成。 ? 数字显示电路通常由 B、C、D 等部分组成。 A(存储器 B(译码器 C(驱动器 D(显示器 (1)译码器:将一组代码为相应的逻辑信号、具有译码功能的电路。 41 高级维修电工理论培训教材 把寄存器中所存储的代码(0、1)转换成输出通道相应状态的过 程称为译码。完成这种功能的电路称为译码器。 A(通用译码器:输入二进制代码，输出与之对应的一组高、低电平信号。 B(BCD—七段显示译码器:把机器中运行的二—十进制的BCD代码直接译成 十进制数并显示出来。它有七个输出端和四个输 入端。 BCD码:用二进制表示的十进制方法，称为二—十进制编码，简称BCD码。 (2)数码显示器(简称数码管):用来显示数字、文字或符号的器件。 A(显示方式:字形重叠式;分段式;点阵式三种。 B(按发光物质可分为四类: 1?气体放电显示器:如辉光数码管、等离子体显示板等。 优点:显示字形清晰，工作电流小，稳定可靠。 缺点:工作电压高(150V以上)。 2?荧光数码显示器:如荧光数码管、场致发光数字板等。 优点:驱动电流较小，字形清晰，工作电压不高。 缺点:需加热灯丝，功率消耗较大，寿命、可靠性及机械强度都较差。 3?半导体显示器:(发光二极管显示器) 优点:工作电压低，体积小，寿命长，响应时间短，可靠性高，亮度也 较高。 缺点:工作电流比较大。(即耗电量大) 4?液晶数字显示器:如液晶显示器、电泳显示器等。 优点:工作电压低，功耗极小。 缺点:亮度较差，响应速度慢。 ? 数码显示器按发光物的不同，可分为 A、B、C、D 。 A(气体放电显示器 B(荧光数码显示器 C(半导体显示器 D(液晶数字显示器 E(电泳显示器 F(场致发光数字板 ?11(磁路基础知识 一(磁路: 1(磁性——凡具有吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。 42 高级维修电工理论培训教材 2(磁体——具有磁性的物体称为磁体。 3(磁极——磁体两端磁性最强的区域称为磁极。 每个物体都有两个磁极，一个是南极(S)，一个是北极(N)。 4(磁体的特性——两个磁体之间具有同极性相排斥，异极性相吸引的特性。 磁极间的这种相互作用力也叫磁力。 5(磁场——磁体周围存在的磁力作用的空间称为磁场。 6(磁力线——用来直观、形象地表示磁场的强弱和磁力的方向的闭合曲线。 在磁体外部，磁力线由N极指向S极;在磁体内部，磁力 线由S极指向N极。 7(磁通——通过与磁场方向垂直的某一面积上磁力线的总数，叫通过该面积 的磁通量。简称磁通，用“Ф”表示，单位为Wb(韦伯)。 8(磁路——磁力线所通过的闭合路径称为磁路。或者说磁通的通路。 (1)磁力线主要被限制在由铁磁材料制成的铁心中，称为主磁通Ф;另外有 少量通过铁心之外的空气形成闭合回路，称为漏磁通ФS。 (2)磁路的分类:按其结构可分为无分支磁路和分支磁路。分支磁路又可分 为对称分支磁路和不对称分支磁路。 9(磁压——某段磁路长度与其磁场强度的乘积，称为该段磁路的磁压。 10(磁通势——铁心线圈的匝数与其通过的电流乘积，通常称为磁通势。 ? 根据磁通的路径不同，一般可以把磁路分为 A、B 两大类。 A(有分支 B(无分支 C(环形 D(直线形 二(磁路的计算: 1(安培环路定律: 磁场强度矢量H沿任何路径的线积分等于贯穿由此路径所围成的面的 电流的代数和。即 其中:H —— 磁场强度矢量; L —— 闭合路径，一般指磁力线; I —— 电流。它的正、负由它的方向与所选路径的方向是否符 合右手螺旋定则而定。 ? 安培环路定律反映了 A、B 之间的关系。 43 高级维修电工理论培训教材 A(磁场强度 B(产生磁场的电流 C(磁力线 D(磁通势 2(磁路的基本定律: (1)磁路的欧姆定律:如下图P(14图2-17即为一无分支磁路。 其中: NI——磁路中的磁通势(亦称磁动势)。对应于电路中的电动势。 N为线圈匝数;I为通过线圈的电流。NI,F(磁动势) Ф——主磁通。对应于电路中的电流。 ——磁路中的磁阻。对应于电路中的电阻。 Rm 在实际应用中，磁阻Rm往往由几种物质所具有的磁阻串联而成，因此 磁路的欧姆定律适用于多种媒介质的磁路。 (2)磁路的基尔霍夫定律: 1?基尔霍夫第一定律:P(252图14-1 磁路中任一节点所连各支路磁通的代数和等于零。即?Ф,0 2?基尔霍夫第二定律: ? 每段磁路中心线的磁位差(磁压)Um等于其磁场强度与长度的乘积。 即:Um,HL ? ?(HL),?(NI) 或 ?Um,?F 其中:F,NI 3(恒定磁通磁路的计算: (1)无分支磁路中，已知磁通求磁通势:采用分段法。 (2)无分支磁路中，已知磁通势求磁通:一般采用试算法进行计算。 (3)对称分支磁路的计算: ?12(仪表与仪器 一(常用电工仪表: 1(电压表——用来测量电路中两点间电压的仪表。 (1)分类:A(直流电压表:测量直流电压 44 高级维修电工理论培训教材 B(交流电压表:测量交流电压 (2)使用注意事项: A(必须将电压表与被测电压并联，并且要求电压表的内阻尽可能大。 B(测量直流电路的电压时，应注意极性的选择，以免指针反偏而损坏仪表。 2(电流表——用来测量电路中电流大小的仪表。 (1)分类:A(直流电流表:测量直流电流 B(交流电流表:测量交流电流 (2)使用注意事项: A(必须将电流表串联在被测电路中，并且要求电流表的内阻尽可能小。 B(测量直流电路的电流时，应注意极性的选择，以免指针反偏而损坏仪表。 (3)钳形电流表——是一种不需断开电路即可测量电流的电工仪表。 A(交流钳形电流表:其工作原理为: 由电流互感器和整流系电流表组成， 只能测量交流电流。电流互感 器的铁心在握紧扳手时钳形开口可以张开，被测电路的导线不必断开就 可以穿过铁心的缺口，然后再松开扳手，使铁心闭合，这时位于铁心中 间的载流导线就相当于电流互感器的一次线圈，导线中的交流电流产生 交变磁场，在电流互感器的二次线圈中产生感应电流。二次线圈是与测 量机构连接的，所以感应电流就流经整流系电流表，使指针发生偏转， 指示出被测电流的数值。 B(交、直流两用钳形电流表: C(使用注意事项: 1?根据被测对象正确选择不同类型的钳形电流表。 2?被测线路电压不得超过钳形电流表所的使用电压。以防止绝缘击 穿，导致触电事故的发生。 3?若不清楚被测电流的大小，应由大到小逐级选择合适的档位进行测量， 不能用小量程档去测量大电流。 4?测量过程中，不得转动量程开关，需要转换量程时，应先脱离被测线路， 再转换量程。 5?为提高测量值的准确度，被测导线应置于钳口中央，钳口必须闭紧。 6?不允许用钳形电流表去测量高压电路的电流，以免发生事故。 45 高级维修电工理论培训教材 3(万用表——是一种多用途、多量限的可携带式仪表。 (1)结构: A(表头:一般采用磁电系测量机构，并以该机构的满度偏转电流表示万用表 的灵敏度。满度偏转电流越小，表头的灵敏度越高，测量电压时表 的内阻也越大。一般地，万用表表头的满度偏转电流为几微安到几 百微安。由于万用表是多用途仪表，测量各种不同电量时都合用一 个表头，所以在标度盘上有几条标度尺，使用时可根据不同的测量 对象进行相应的读数。 B(测量线路:万用表的关键部分。其作用是将各种不同的被测电量转换成磁 电系表头能接受的直流电流。一般万用表包括多量程直流电流 表、多量程直流电压表、多量程交流电压表、多量程欧姆表等 几种测量线路。而测量范围越广，测量线路就越复杂。 C(转换开关:也称为功能与量限选择开关。用于选择万用表的测量种类及其 量程。转换开关中有固定触点和活动触点。当转换开关转到某 一位置时，活动触点就和某个固定触点闭合，从而接通相应的 测量线路。一般转换开关都安装在万用表的面板上，操作很方 便。 (2)万用表的使用:P(79 A(表棒的插接: 1?测量时将红表棒短杆插入“，”插孔，黑表棒短杆插入“,”插孔。 2?测量高压时，应将红表棒短杆插入2500V插孔，黑表棒短杆仍插入 “,”插孔。 (交流电压的测量:将板面的转换开关置于位置的相应量程，表棒不分正B 负。 C(直流电压的测量:将板面的转换开关置于位置的相应量程，用红表棒金 属头接触被测电压的正极，黑棒金属头接触被测电压的 负极。应注意:表棒不能接反。 (直流电流的测量:将板面的转换开关置于位置的相应量程，将两表棒串D 联在电路中，串联时应注意按电流从正到负的方向。 E(电阻的测量:将板面的转换开关置于Ω位置所需的某一档次，再将两表棒 46 高级维修电工理论培训教材 金属头短接，使指针向右偏转，调节调零电位器，使指 针到零，然后用两表棒分别接触被测电阻两端。应注意: 每转换一次量程时需要进行一次欧姆调零，以保证测量 的准确性。 (3)使用注意事项: 1?使用万用表时，应仔细检查转换开关位置的选择是否正确，若误用电流 档或电阻档测量电压，会造成万用表的损坏。 2?万用表在测量过程中不能旋转转换开关，需要旋转时，应将表棒离开被 测电路，以保证转换开关接触良好。 3?电阻测量必须在断电状态下进行。 4?为提高测量精度，倍率选择应使指针所指示被测电阻之值尽可能指示在 标尺中间段，电压、电流的量限选择，应使仪表指针得到最大的偏转。 5?为确保安全，测量交、直流2500V量限时，应将测试表棒一端固定在电 路地电位上，另一测试表棒去接触高压电源，测试过程中应严格执行高 压操作规程，双手必须带高压绝缘手套，地板上应铺置高压绝缘胶板。 6?万用表在携带时或每次用完后，最好将转换开关旋转至“?”位置上， 使万用表内部电路呈开路状态。 二(常用仪器: 1(示波器:示波器是一种利用电子射线的偏转来复现电信号瞬时图象的仪器。 (1)通用示波器:是采用单束示波管、应用示波器原理构成的示波器。 A(通用示波器由示波管、Y轴偏转系统、X轴偏转系统、扫描系统、整步系 统及电源等部分组成。 B(使用注意事项:P(134 (1)—(8) (2)多束示波器:是采用多束示波管的示波器。内部具有多个独立的Y轴信 道，能同时接受并显示出两个以上被测信号的波形，能较方便地对这些 信号进行观察和比较。 (3)取样示波器:采用取样技术，把高频信号模拟转换成低频信号，然后再 用类似通用示波器的原理进行显示。 (4)记忆、存储示波器:有记忆示波管组成并具有保留信号波形功能的示波 器称为记忆示波器。采用数字存储器并具有存储波形信息功能的示波器 47 高级维修电工理论培训教材 称为存储示波器，它们都能将单次瞬变过程、非周期现象、重复的低频 信号或慢速信号长时间的保留在屏幕上或存储在电路中，供随时分析、 比较、研究、观测用。 (5)专用示波器:是一种能满足某些特殊用途或具有特殊装置的示波器，如: 电视示波器、矢量示波器、电压示波器、超频示波器等。 (6)智能示波器:是一种在内部引入了微处理器，具有智能化功能的新型示 波器，其智能表现为:不仅能对波形信息进行数字化处理，而且具有自 动操作、自动校准、数字存储及将测量结果通过字符进行显示功能等。 2(晶体管特性图示仪:晶体管特性图示仪是一种能在示波器荧光屏上观察晶体 管特性曲线的专用仪器。通过仪器的标尺度可直接读得 被测晶体管的各项参数。 使用时操作步骤如下: (1)开启电源、预热。 (2)示波管部分的调整: A(调整标尺亮度，一般观察时用红色标尺，摄影时用黄色标尺。 B(调整聚焦和辅助聚焦旋钮，以线条或辉点清晰为宜。 (3)集电极扫描调整:将集电极扫描的全部旋钮(峰值电压范围、极性、峰 值电压、功耗限制电阻)都调到预见需要的范围。 (4)Y轴作用调整:将毫安——伏/度与倍率调到待读测的范围。 (5)X轴作用调整:将伏/度调整到需读测的范围。 (6)基极阶梯信号调整:将极性、串联电阻、阶梯选择、伏/级调到需读测的 范围。 (7)测试台使用:测试选择置于中间位置，插上待测晶体管后将测试选择拨 到测试处，即有曲线显示，再经Y轴、X轴和阶梯三部分的适当修正， 就能进行有关的测试。 48