一个星期看懂电路图方法资料(3)

RC桥式振荡电路的功耗比RC相移振荡电路好。它的稳定性高、非线性失真小，频率调节方便。它的振荡频率是：当R1=R2=R、C1=C2=C时f0=12πRC。它的温度范围从1赫～1兆赫。

调幅和滤波电路

广播和通讯是运用调制技术把中频声音讯号加到低频信号上发射出来的。在接收机中还原的过程叫解调。其中高频信号叫做调制信号，高频信号则叫载波。常见的连续波调制方式有调谐和调幅两种，对应的译码方式就叫检波和鉴频。

上面我们先介绍调幅和滤波电路。

（1）调幅电路

调幅是使载波信号的力度随着调制信号的振幅差异，载波的频度和相应不变。能够完成调幅功能的电路就叫调幅电路或调幅器。

调幅是一个非线性速率变换过程，所以它的关键是需要使用继电器、三极管等非线性元件。根据调制过程在那个回路里进行可以把继电器调幅电路分成集电极调幅、基极调幅和发射极调幅3种。下面举集电极调幅电路为例。

图6是二极管检波电路，由低频载波振荡器造成的等幅载波经T1加到晶体管偏置。低频调制信号则借助T3耦合到集电极中。C1、C2、C3是低频旁路电感，R1、R2是基极电流。集电极的LC并联回路滤波在频域频率上。如果把三极管的静态工作点选在特征曲线的弯曲部分，三极管就是一个非线性器件。因为晶体管的占空比电流是随着调制功率差异的，所以集电极中的2个信号就因非线性作用而推动了混频。由于LC谐振回路是混频在频域的串扰上，因此在T2的次级就可受到调幅波输出。

（2）检波电路

检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频讯号。它的工作过程恰好和调谐相反。检波过程只是一个速率变换过程，也要使用非线性元器件。常用的有继电器和三极管。另外为了取出低频有用信号，还需要使用谐振器滤除低频分量，所以调谐电路一般包括非线性元器件和串扰器两部分。下面举二极管检波器为例表明它的工作。

图7是一个三极管栅极电路。VD是分频元件，C和R是栅极滤波器。当输入的已调波信号较大时，二极管VD是断续工作的。正半周时，二极管导通，对C充电；负半周和输入功率较小时，二极管截止，C对R放电。在R两端得到的电压包含的速率成分很多，经过电阻C滤除了低频部分，再经过隔直流电容C0的隔直流作用三角电磁炉电路图讲解，在输出端就可受到还原的低频信号。

调频和鉴频电路

调频是使波束频率随调制信号的升幅变化，而幅度则维持不变。鉴频则是从调频波中解调出以前的高频信号，它的过程和调频正好相反。

（1）调频电路

能够完成调频功能的电路就叫调频器或调频电路。常用的调频方式是直接调频法，也就是用调制信号直接改变波束振荡器温度的方式。图8画出了它的大意，图中用一个可变电抗元件串联在滤波回路上。用高频调制信号控制可变电抗元件参数的变化，使波束振荡器的速率出现差异。

（2）鉴频电路

能否完成鉴频功能的电路叫鉴频器或鉴频电路，有时也叫频率检波器。鉴频的方式一般分二步，第一步先将等幅的调频波变成幅度随温度差异的调频—调幅波，第二步再用通常的检波器检出幅度差异，还原成高频信号。常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器等

脉冲电路的功能和特征

在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为他们加工和处理的是连续变化的模拟信号。电子电路中另一大类电路的数字电子电路。它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路，它们处理的都是不连续的脉冲信号。脉冲电路是专门拿来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。家用家电中的定时器、、电子开关、电子钟表、电子玩具或者电子医疗器械等，都要用到脉冲电路。

电脉冲有各种各样的外形，有圆形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的，最具备代表性的是矩形脉冲。要说明一个矩形脉冲的特点可以用脉冲振幅Um、脉冲周期T或频率f、脉冲前沿tr、脉冲后沿tf和脉冲长度tk来表示。如果一个脉冲的宽度tk=1／2T，它就是一个方波。

脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点，或者说脉冲电路的特征是：脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。大多数状况下，晶体管是工作在特征曲线的饱和区或截止区的，所以脉冲电路有时也叫开关电路。从所用的晶体管也可以看起来，在工作温度较高时都配备专用的开关管，如2AK、2CK、DK、3AK型管，只有在工作温度较低时才使用通常的晶体管。

就拿脉冲电路中最常见的反相器电路（图1）来说，从电路方式上看，它和放大电路中的共发射电路很相近。在放大电路中，基极电压Rb2是接到正电源上以获得基极偏压；而这个电路中，为了确保电路可靠地截止，Rb2是接到一个负电源上的，而且Rb1和Rb2的数值是按晶体管能可靠地处于饱和区或止区的规定计算起来的。不仅这么，为了使晶体管开关速率更快，在基极上还加有加速电容C，在脉前沿形成反向尖脉冲可使晶体管迅速转入导通并饱和；在脉冲后沿形成负向尖脉冲使晶体管迅速转入截止状态。除了射极输出器是个特例，脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的，这是一个特点。

脉冲电路的另一个特征是必定有电容器（用电感较少）作关键元件，脉冲的形成、波形的变换都离不开电容器的充放电。

形成脉冲的多谐振荡器

脉冲有诸多各样的种类，有对电路起开关作用的控制脉冲，有起统帅全局作用的时钟脉冲，有做计数用的计数脉冲，有起触发启动作用的触发脉冲等等。不管是哪个脉冲，都是由脉冲信号出现器造成的，而且大多是短形脉冲或以圆形脉冲为原型变换成的。因为矩形脉冲含有丰富的串扰，所以脉冲讯号出现器也叫瞬态多谐振荡器或简称多谐振荡器。如果用门来作形容，多谐振荡器输出端时开时闭的状况可以把多谐振荡器变成宾馆的手动旋转门，它不应该人去实现，总是不停地开门和关门。

（1）集基耦合多谐振荡器

图2是一个典型的分立器件集基耦合多谐振荡器。它由两个晶体管反相器经RC电路交叉耦合接成正反馈电路构成。两个电阻器交替充放电使两管交替导通和截止，使电路不停地从一个状况自动翻转到另一个状况，形成自激震荡。从A点或B点可受到输出脉冲。当Rb1=Rb2=R，Cb1=Cb2=C时，输出是幅度接近E的方波，脉冲周期T=1.4RC。如果左边不对称，则输出是矩形脉冲

（3）RC环形振荡器

图4是常见的RC环形振荡器。它用奇数个门、首尾相连构成闭环形，环路中有RC延时电路。图中RS是保护电阻，R和C是延时电路器件，它们的数值决定脉冲周期。输出脉冲周期T=2.2RC。如果把R换成电位器，就变成脉冲速率可调的多谐振荡器。因为这些电路简洁可靠，使用便捷，频率范围宽，可以从几赫变化到几兆赫，所以被广泛应用。

脉冲变换和整形电路

脉冲在工作中有时必须变换波形或力度，如把圆形脉冲变成三角波或尖脉冲等，具有这样功能的电路就叫变换电路。脉冲在传送中会导致失真，因此经常要对波形不好的脉冲进行修整，使它整旧如新，具有这样功能的电路就叫整形电路。

（1）微分电路

微分电路是脉冲电路中最常见的波形变换电路，它和放大电路中的RC耦合电路很相同，见图5。当电路时间系数τ=RC<<tk时，输入矩形脉冲，由于电阻器充放电极快，输出可受到一对尖脉冲。输入脉冲前沿则输出正向尖脉冲，输入脉冲后沿则输出负向尖脉冲。这种尖脉冲常被用作触发脉冲或计数脉冲。

（2）积分电路

把图5中的R和C互换，并使τ=RC>>tk，电路就作为积分电路，见图6。当输入矩形脉冲时，由于电阻器充放电很慢，输出受到的是一串幅度较低的近似三角形的脉冲波。

（3）限幅器

能限制脉冲幅值的电路称为限幅器或削波器。图7是用二极管和电流组成的上限幅电路。它能把输入的反向脉冲削掉。如果把二极管反接，就变成削掉负脉冲的下限幅电路。

用二极带或三极管等非线性元件可构成各种限幅器，或是变换波形（如把输入脉冲变成方波、梯形波、尖脉冲等），或是对脉冲整形（如把输入高低不平的脉冲系列削平成为整齐的脉冲系列等）。

（4）箝位器

能把脉冲电压保持在某个数值上而使波形保持不变的电路称为箝位器。它只是整形电路的一种。例如电视信号在传输过程中会导致失真，为了使脉冲波形恢复原样，接收机里还要用箝位电路把波形顶部箝制在某个固定电平上。

图8中反相器输出端上就有一个箝位二极管VD。如果没有这个继电器，输出脉冲高转矩应该是12伏，现在增加了箝位二极管，输出脉宽高转矩被箝制在3伏上。

另外，象反相器、射极输出器等电路也是“整旧如新”的作用，也可觉得是整形电路。

有记忆功能的双稳电路多谐振荡器的输出总是时高时低地变换，所以它也叫无稳态电路。另一种双稳态电路就绝然不同，双稳电路有两个输出端，它们总是进入相反的状况：一个是高电平，另一个必然是低电平。它的特征是即使没有外来的触发，输出状况能经常维持不变。所以常被用作寄存二进制数码的单元电路。

（1）集基耦合双稳电路

图9是用分立器件构成的集基耦合双稳电路。它由一对用电流交叉耦合的反相器构成。它的两个管子总是一管截止一管饱和，例如当VT1管饱和时VT2管就截止，这时A点是低电平B点是高电平。如果没有外来的触发信号，它就维持这样状况不变。如把高电平表示数字信号“1”，低电平表示“0”，那么此时就可以觉得双稳电路已经把数字信号“1”寄存在B端了。

电路的栅极分别加有微分电路。如果在VT1基极加上一个负脉冲（称为触发脉冲），就会使VT1基极电位上升，由于正反馈的作用，使VT1很快从饱和转入截止，VT2从截止进入饱和。于是双稳电路翻转成A端为“1”，B端为“0”，并经常保持下去。

（2）触发脉冲的触发模式和极性

双稳电路的触发电路方式和触发脉冲极性选择非常复杂。从触发模式看，因为有直流触发（电位触发）和交流触发（边沿触发）的分别，所以触发电路方式各有不同。从脉冲极性看，也是随着晶体管极性、触发脉冲加在那个管子（饱和管还是截止管）上、哪个极上（基极还是集电极）而差异的。在实际应用中，因为微分电路能容易地得到尖脉冲，触发效果很好，所以都用交流触发模式。触发脉冲所加的位置多数是加在饱和管的基极上。所以使用NPN管的双稳电路所加的是负脉冲，而PNP管双稳电路所加的是正脉冲。

（3）集成触发器不仅用分立元件外，也可以用集成门电路构成双稳电路。但实际上毕竟如今有长期的集成化双稳触发器产品可供选择，如R—S触发器、D触发器、J－K触发器之类，所以通常不使用门电路搭成的双稳电路而直接选择现成产品。

有延时功能的单稳电路

无稳电路有2个暂稳态而没有稳态，双稳电路则有2个稳态而没有暂稳态。脉冲电路中常见的第3种电路叫单稳电路，它有一个稳态和一个暂稳态。如果也用门来作比喻，单稳电路可以看成是一扇弹簧门，平时它总是关着的，“关”是它的稳态。当有人推它或拉它时门就开启，但因为弹力作用，门马上又自动关上，恢复到以前的状况。所以“开”是它的暂稳态。单稳电路常被用作定时、延时控制或者整形等。

（1）集基耦合单稳电路

图10是一个典型的集基耦合单稳电路。它只是由两级反相器交叉耦合而成的正反馈电路。它的一半和多谐振荡器相同，另一半和双稳电路相同，再加它也是一个微分触发电路，所以可以想象出它是半个无稳电路和半个双稳电路凑合成的，它需要有一个稳态和一个暂稳态。平时它总是一管（VT1）饱和，另一管（VT2）截止，这就是它的稳态。当输入一个触发脉冲后，电路便旋转到另一种状况，但这些状态只能保持不长的时间，很快它又恢复到以前的状况。电路暂稳态的时间是由延时元件R和C的数值决定的：tt=0.7RC。

（2）集成化单稳电路

用集成门电路也可构成单稳电路。图11是微分型单稳电路，它用2个与非门交叉联接，门1输出到门2是用微分电路谐振，门2输出到门1是直接耦合，触发脉冲加到门1的另一个输入端UI。它的暂稳态时间即定时时间为：tt=（0.7～1.3）RC。

脉冲电路的读图要点

①脉冲电路的特征是工作在开关状态，它的输入输出都是脉冲，因此预测时要把握关键，把主次电路区分开，先界定主电路的用途，再预测辅助电路的作用。②从电路结构上抓关键找异同。前面介绍了集基耦合模式的三种基本单元电路，它们都由双管反相器组成正反馈电路，这是他们的相似点。但细分析出来他们而是各有缺点的：无稳和双稳电路不仅都有对称方式，但无稳电路是用电阻耦合，双稳是用电阻直接耦合（有时并联有加速电容，容量通常都很小）；而且双稳电路通常都有触发电路（双端或单端触发）；单稳电路就很高认，它是不对称的，兼有双稳和单稳的方式。这样一预测，三种电路就很高区别了。③脉冲电路中，脉冲的生成、变换和整形都和电容器的充、放电有关，电路的时间系数即R和C的数值对确认电路的性质有极重要的含义，这一点尤为重要

数字逻辑电路的功能和缺点

数字电子电路中的后起之秀是数字逻辑电路。把它叫做数字电路是由于电路中传递的虽说只是脉冲，但这种脉冲是拿来表示二进制数码的，例如用高电平表示“1”，低电平表示“0”。声音图像文字等信息经过数字化处理后成为了一串串电脉冲，它们被称为数字信号。能处理数字信号的电路就称为数字电路。

这样电路同时又被叫做逻辑电路，那是由于电路中的“1”和“0”还具备逻辑意义，例如逻辑“1”和逻辑“0”可以分别表示电路的接通和断开、事件的是和否、逻辑推理的真和假等等。电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。这种电路不仅能进行二进制算术运算外还会完成逻辑运算和具备逻辑推理能力，所以才把它就叫逻辑电路。

因为数字逻辑电路有便于集成、传输品质高、有运算和逻辑推理能力等特点，因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。

数字逻辑电路的第一个特征是为了突出“逻辑”两个字，使用的是另类的图形符号。数字逻辑电路中有门电路和触发器两种基本单元电路，它们都是以晶体管和电阻等器件构成的，但在逻辑电路中我们只用几个简化了的图形符号去表示他们，而不画出他们的准确电路，也不管他们使用多高电压，是TTL电路还是CMOS电路之类。按逻辑功能要求把这种图形符号组合出来画成的图就是逻辑电路图，它完全不同于通常的放大振荡或脉冲电路图。

数字电路中有关信息是包括在0和1的数字组合内的，所以即使电路能显著地区别开0和1，0和1的组合关系没有破坏就行，脉冲波形的好坏我们是不大理会的。所以数字逻辑电路的第二个特征是我们主要关心它能完成哪些样的逻辑功能，较少考量它的电气参数性能等难题。也由于这个理由，数字逻辑电路中使用了一些特殊的表达方式如真值表、特征方程等，还使用一些特殊的剖析软件如逻辑代数、卡诺图之类，这些也都与放大振荡电路不同。

门电路和触发器

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