电子技术基础第四章
大学本科电子技术基础教案
教学目标：1. 理解电子技术的基本概念和原理，为后续课程打下坚实基础。
2. 掌握电路元件、基本电路、信号分析等基础知识。
3. 学会使用电子测量仪器和电路仿真软件。
4. 培养学生分析问题和解决问题的能力。
教学内容：一、第一章：电子技术概述1. 电子技术的基本概念和原理2. 电子技术的应用领域3. 电子技术的未来发展二、第二章：电路元件1. 电阻、电容、电感等基本元件的特性2. 元件参数的测量与计算3. 元件的选择与应用三、第三章：基本电路1. 基本电路的组成与特点2. 电路分析方法（节点电压法、回路电流法）3. 电路的等效变换与简化四、第四章：信号分析1. 信号的基本概念和分类2. 信号的时域分析3. 信号的频域分析五、第五章：电子测量仪器1. 电子测量仪器的基本原理2. 常用电子测量仪器的使用方法3. 测量误差与数据处理六、第六章：电路仿真软件1. 电路仿真软件的基本功能2. 常用电路仿真软件的使用方法3. 仿真结果的分析与处理教学过程：一、导入1. 引入电子技术的基本概念，激发学生的学习兴趣。
2. 介绍电子技术的应用领域，让学生认识到电子技术在现代社会的重要性。
二、讲解1. 详细讲解电路元件、基本电路、信号分析等基础知识。
2. 结合实际案例，讲解电子测量仪器和电路仿真软件的使用方法。
三、实践1. 学生分组进行实验，巩固所学知识。
2. 教师巡回指导，解答学生疑问。
四、总结1. 对本节课所学内容进行总结，强调重点和难点。
2. 布置课后作业，巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂表现：学生的出勤率、参与度、课堂提问等。
2. 实验报告：学生的实验操作、数据处理、问题分析等。
3. 课后作业：学生的完成情况、质量等。
教学资源：1. 教材：《电子技术基础》2. 教学课件3. 实验指导书4. 电子测量仪器5. 电路仿真软件教学课时：共6课时备注：1. 教师应根据学生的实际情况调整教学内容和进度。
2. 鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
数字电子技术基础 第4章
在将两个多位二进制数相加时，除了最低位以外，每一 位都应该考虑来自低位的进位，即将两个对应位的加数 和来自低位的进位3个数相加。这种运算称为全加，所用 的电路称为全加器。
图4.3.26
全加器的卡诺图
图4.3.27 双全加器74LS183 （a）1/2逻辑图 （b）图形符号
二、多位加法器
1、串行进位加法器（速度慢）
数字电子技术基础 第四章 组合逻辑电路
Pan Hongbing VLSI Design Institute of Nanjing University
4.1 概述
数字电路分两类：一类为组合逻辑电路，另一类 为时序逻辑电路。 一、组合逻辑电路的特点
任何时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原 来的状态无关。 电路中不能包含存储单元。
例4.2.1 P162
图4.2.1
例3.2.1的电路
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
最简单逻辑电路：器件数最少，器件种类最少， 器件之间的连线最少。 步骤：
1、进行逻辑抽象 2、写出逻辑函数式 3、选定器件的类型 4、将逻辑函数化简或变换成适当的形式 5、根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路 的连接图 6、工艺设计
通常仅在大规模集成电 路内部采用这种结构。 图4.3.7 用二极管与门阵列组成的3线－8线译码器
最小项译码器。
图4.3.8
用与非门组成的3线－8线译码器74LS138
例4.3.2 P177
图4.3.10
用两片74LS138接成的4线－16线译码器
二、二-十进制译码器
拒绝伪码功能。
图4.3.11
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
电路与电子技术基础第四章习题答案
解：本题是求零输入响应，即在开关处于 a 时，主要是电感储能，当开关投向 b 后， 讨论由电感的储能所引起的响应。所以对图(a)t≥0 时的电路可列出 di L L + Ri L = 0 t≥0 dt 及 iL(0)=i(t)=10(mA) 其解为： i L (t ) = 10e
而
t≥0
i R (t ) = −i L (t ) = −10e −10 t (mA)
7
t≥0
其波形图见图(b)、图(c)所示。 4-5 电路如题图 4-4 所示，开关接在 a 端为时已久，在 t=0 时开关投向 b 端，求 3Ω电 1Ω a b 阻中的电流。 i (t ) 解：因为 u c (0) = 3 × 2 = 6(V ) （注意：当稳态以后电容为开路，所以流过 1 3A Ω和电容串联支路的电流为零， 因此电容两端的电 压就是并联支路 2Ω支路两端的电压） 当开关投向 b 时电流的初始值为
S 12Ω + 24V iL 4H 6Ω
题图 4-1
习题 4-2 电路
解：由于电路原已达稳态，电感两端电压为 0，合上开关 S 后，加在 6Ω电阻两端电压也为 0，该电阻中电流为 0，电路直接进入稳态，故电感电流为合上开关 S 前的稳态电流，即： iL(t)=24V/12Ω=2A。 用三要素公式可以得到同样的结果，电感电流初始值 iL(0+)=2A，稳态值 iL(∞)=2A，时间常 数τ=L/R=4/(12//6)=1s，所以：
当 t=0 时，开关打开，由于电感电流、电容电压均不跃变，有： i L (0 + ) = i L (0 − ) = 0.03( A) 1k u c (0 + ) = u c (0 − ) = 120(V ) 当 t≥0 时，根据基尔霍夫定律有
《电子技术基础》第4至7章试题及答案
《电子技术基础》（中职电工类第5版）第4至7章试题及答案一．填空题：1.将交流电变换成直流的过程叫整流。
2.在单相桥式整流电路中，如果负载电流是20A,则流过每只晶体二极管的电流是10 A。
3.在输出电压平均值相等的情况下，三相半波整流电路中二极管承受的最高反向电压是三相桥式整流电路的2倍.4.整流二极管的冷却方式有自冷、风冷和水冷三种。
5.检查硅整流堆正反向电阻时，对于高压硅堆应用兆欧表。
6.三端可调输出稳压器的三端是指输入、输出和调整三端。
7.三端固定输出稳压器CW7812型号中的12表示为+12 V。
8.并联型稳压电路是直接利用稳压管电流的变化，并通过限流电阻的调压作用，达到稳压的目的。
9.用“1”表示低电平，“0”表示高电平，称为负逻辑。
10.由与、或、非三种基本门电路可以组合成复合门电路。
11.集电极开路门的英文编写为OC 门.12. TTL门电路输出端不允许直接接电源或接地。
13. CMOS 集成电路的多余输人端不能悬空_。
14.为有良好的静电屏蔽，CMOS集成电路应存在密闭容器中。
15.十进制数有16个数码，基数为16 。
16.将十进制数175转换成二进制数为（10101111）217.在数字电路中，逻辑变量的值只有 2 个。
18.四位二进制编码器有十个输入端2个输出端。
19. BCD码编码器能将二进制数码编成十进制代码。
20. 优先编码器当多个信号同时输入时，只对优先级别最高位的一个进行编码。
21. 8线-3线优先编码74LS148,有 8 个输入端，3个输出端。
22. 触发器有 2 个稳定状态。
23. JK触发器的逻辑功能为置1，置0，保持和翻转。
24. JK触发器中，若J=1 ，K= 1 则实现计数功能。
25.计数器还可以用来统计，定时、分频或者进行数字运算等。
26.计数器按计数趋势不同可分为加法、减法和可逆计数器。
27.模数转换器通常要经过采样、保持、量化和编码四步完成。
28.晶闸管的电流参数有通态平均电流和维持电流等。
数字电子技术基础教材第四章答案
习题44－1 分析图P4－1所示得各组合电路,写出输出函数表达式,列出真值表,说明电路得逻辑功能。
解:图(a):;;真值表如下表所示:其功能为一位比较器。
A>B时,;A=B时,;A<B时,图(b):真值表如下表所示:功能:一位半加器,为本位与,为进位。
图(c):真值表如下表所示:功能:一位全加器,为本位与,为本位向高位得进位。
图(d):;;功能:为一位比较器,A<B时,＝1;A=B时,＝1;A>B时,＝14－2 分析图P4－2所示得组合电路,写出输出函数表达式,列出真值表,指出该电路完成得逻辑功能。
解:该电路得输出逻辑函数表达式为:因此该电路就是一个四选一数据选择器,其真值表如下表所示:,当M＝1时,完成4为二进制码至格雷码得转换;当M＝0时,完成4为格雷码至二进制得转换。
试分别写出,,,得逻辑函数得表达式,并列出真值表,说明该电路得工作原理。
解:该电路得输入为,输出为。
真值表如下:由此可得:完成二进制至格雷码得转换。
完成格雷码至二进制得转换。
4－4 图P4－4就是一个多功能逻辑运算电路,图中,,,为控制输入端。
试列表说明电路在,,,得各种取值组合下F与A,B得逻辑关系。
解:,功能如下表所示,两个变量有四个最小项,最多可构造种不同得组合,因此该电路就是一个能产生十六种函数得多功能逻辑运算器电路。
4－5 已知某组合电路得输出波形如图P4－5所示,试用最少得或非门实现之。
解:电路图如下:4－6 用逻辑门设计一个受光,声与触摸控制得电灯开关逻辑电路,分别用A,B,C表示光,声与触摸信号,用F表示电灯。
灯亮得条件就是:无论有无光,声信号,只要有人触摸开关,灯就亮;当无人触摸开关时,只有当无关,有声音时灯才亮。
试列出真值表,写出输出函数表达式,并画出最简逻辑电路图。
解:根据题意,列出真值表如下:由真值表可以作出卡诺图,如下图:C AB 00 10 11 100 1由卡诺图得到它得逻辑表达式为: 由此得到逻辑电路为:4－7 用逻辑门设计一个多输出逻辑电路,输入为8421BCD 码,输出为3个检测信号。
【2024版】电子技术基础-第4章
（ a）
（ b）
（ c）
非线性集成电路
3
（ d）
（ e）
（a）为圆壳式
（b）为双列直插式 （c）为扁平式 （d）为单列直插式 （e）为菱形式
（ a）
（ b）
（ c）
（ d）
（ e）
4
4.1 直接耦合放大电路
两级直接耦合放大电路如图4-1所示
图4 –1 两级直接耦合放大器电路
5
4.1.1 直接耦合放大器和组成及其零点漂移现 象
KCMR20lgAuddB Au c
15
4.2 集成运算放大电路概述
1．集成运放电路的组成及各部分的作用
集成运算放大器实质上是一种双端输入、单端输出，具有高 增益，高输入阻抗、低输出阻抗的多极直接耦合放大电路。
当给他施加不同的反馈网络时，就能实现模拟信号的多种数 学运算功能（如比例、求和、求差、积分、微分……），故被称 为集成运算放大电路，简称集成运放。
1．零点漂移现象 当输入电压为0时，由于温度等原因，输出电压uo≠0。 并且随温度的变化而变化。 输入信号为0，而输出信号不为0的现象称为零点漂移简称 零漂 ( zero drift )。
图４-２ 直接耦合放大电路的零点漂移
6
２.产生零点漂移的原因
产生零点漂移的原因很多，如温度的变化（包括环境温 度的变化及三级管工作时由于管耗引起的结温变化），电源 电压的波动以及电路元件以及电路元件参数的变化等，都会 引起放大电路的零点漂移。其中又以温度的变化使三级管参 数随之变化引起的漂移最为严重。当温度上升时，将引起 ICBO及β增大，Ube减小。从而使静态工作点Q上移，集电极电 流IC增加，产生零点漂移现象。
(3)输出信号的响应参数 在书的69页，不再列出。
电子课件电子技术基础第六版第四章正弦波振荡电路
§4-2 LC正弦波振荡电路
学习目标
1. 了解 LC 并联谐振电路的选频特性，会计算谐振频 率。 2. 认识变压器反馈式与 LC 三点式正弦波振荡电路， 判断其是否满足幅度条件和相位条件。 3. 能分析三种 LC 正弦波振荡电路的工作原理。 4. 了解三种 LC 正弦波振荡电路的特点及适用场合。
LC 正弦波振荡电路采用 LC 并联谐振电路作选频网络， 主要用来产生 1 MHz 以上的高频正弦波信号。LC 正弦波振 荡电路按反馈电路的形式不同，分为变压器反馈式、电感三 点式和电容三点式三种。
1. 相位条件 用瞬时极性法，设基极加一瞬时为正的信号，集电极输出 为负，LC 回路谐振时另一端瞬时为正，反馈回基极的瞬时极 性为正，与原假设信号相位相同，电路满足相位平衡条件， 所以电路能够起振。 2. 振荡频率 电路的振荡频率等于 LC 并联谐振电路的谐振频率，即
式中，
3. 电路特点 电容三点式振荡电路的特点如下： （1）由于反馈电压取自电容 C2 两端，电容对高次谐波 阻抗很小，反馈电压中的高次谐波分量很小，所以输出波形 较好，频率稳定度较高。 （2）因为电容 C1、C2 的容量可以选择较小，若将放大 管的极间电容也计算进去，则振荡频率较高，一般可以达到 100 MHz 以上。 （3）调节电容可以改变振荡频率，但同时会影响起振条 件，故频率调节范围较小，因此这种电路适用于产生固定频 率的振荡电路。
当给石英晶片两侧加上交变电压时，石英晶片会产生与所 加交变电压相同频率的机械振动，但是这种振动的幅度一般 很小；但当外加交变电压的频率为某一特定值时，石英晶片 的振动幅度将会突然增大，这种现象称为石英晶片的压电谐 振。这一特定频率就是石英晶片的固有频率，也称谐振频率 。
2. 石英晶体谐振器 在石英晶片的两侧喷涂金属层，然后将石英晶片夹在两金 属板之间，再分别从两金属板上引出电极，并按一定形式封 装就构成了一个石英晶体谐振器，简称晶振。
第4章-电子技术基础(第2版)-虞文鹏-清华大学出版社
信号产生电路>>> 4.1 正弦波振荡电路
4.1.1 振荡产生的基本原理
正弦波振荡电路由放大器和反馈网络等组成，其电路原理如图所示。
正弦波振荡电路的原理框图
信号产生电路>>> 4.1 正弦波振荡电路
4.1.2 振荡的平衡条件和起振条件
1．振荡的平衡条件 当反馈信号Uf等于放大器的输入信号Ui时，振荡电路的输出电压不再发生变化，电路达 到平衡状态，因此将Uf=Ui称为振荡的平衡条件。需要强调的是，这里Uf和Ui都是复数，所 以两者相等是指大小相等而且相位也相同。 根据上页图可知
信号产生电路>>> 4.2 非正弦波信号产生电路
1．单门限电压比较器 最简单的电压比较器如图 (a)所示，图中，uI为待比较的输入电压。这时同相端电压为 零，即参考电压UR=0，由于集成运算放大器工作在开环状态，具有很高的开环电压增益， 所以，当uI>0时，运算放大器输出为负的最大值，即低电平电压UOL=-Uo(sat)，当uI<0时，运 算放大器输出为正的最大值，即高电平电压UOH=Uo(sat)，其传输特性如图 (b)所示。
电子技术基础 (第2版)
虞文鹏 主 编 喻 嵘 赵 安 王艳庆 副主编
清华大学出版社
北京
第四章
信号产生电路
信号产生电路>>>
本章学习目标本章主要介绍RC正 Nhomakorabea振荡电路、非正弦振荡电路及8038集成函数发生器。通过对本章 的学习，读者应掌握和了解以下知识。 熟练掌握正弦振荡电路的振荡条件和RC桥式振荡电路的组成、振荡频率的计算，了解稳
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一、电路组成
(1)输入级 该电路的输入级由晶体管V1、V2、电阻R1和R 2、调零电位器RP、晶体管V9和电阻R11等组成具有恒流源的差 动放大电路。
(2)中间级 由V4和R4等组成共发射极放大电路，将V2集 电极的输出电压加到V4基极，经放大后，再从V4的集电极输出， 送到下一级V5的基极。
(3)输出级 由V5、V6、V7和R5、R6、R7等组成。 (4)偏置电路 由V8、R9、R10组成，V7、V9组成的两个 恒流源电路的偏置电路，由V8、R10来确定。
第三节 集成运放的线性应用
一、集成运放的理想化条件
①开环电压放大倍数Aod→∞。 ②差模输入电阻rid→∞。 ③开环输出电阻ro→0。 ④共模抑制比KCMR→∞。 1)输入端a、b间电压为零，Uab=Ua-Ub=0。 2)两个输入端的电流均为零，即Ia=Ib=0。
一、集成运放的理想化条件
图4-12 理想运算放大器的等效电路
2.同相输入运算放大器
经A1放大后，输出一个与ui同相的uo1，uo1作为反相输入运算放大 器的输入信号，经A2再次放大后输出uo，uo与uo1由式(4-3)、式(4-5) 得
3.加法运算放大器
4.积分运算放大器
图4-17 积分运算放大器
4.积分运算放大器
5.微分运算放大器
图4-18 微分运算放大器图4-Fra bibliotek 双端输入双端输出
三、差动放大电路的输入输出方式
图4-5 双端输入单端输出
三、差动放大电路的输入输出方式
图4-6 单端输入双端输出
三、差动放大电路的输入输出方式
图4-7 单端输入单端输出
第二节 集成运算放大器
集成电路按其功能可分为模拟集成电路和数字集成电路。 前者主要用来产生、放大和加工各种模拟信号，电路的输入输 出端通常为连续变化的电压或电流模拟信号；而后者主要用于 处理数字信息，广泛应用于计算机技术和自动控制电路中。
二、基本运算电路
1.反相输入运算放大器 2.同相输入运算放大器 3.加法运算放大器 4.积分运算放大器 5.微分运算放大器 6.减法运算放大器
1.反相输入运算放大器
图4-13 反相输入运算放大器
例4-1图4-13中，若R1=1kΩ，Rf=36kΩ，Ui＝0.1V。
1.反相输入运算放大器 试求：Auf、Uo及R2的值。 解 由式(4-3)得
5.微分运算放大器
图4-19 减法运算放大器
6.减法运算放大器
1.恒压源 2.恒流源
三、典型应用
三、典型应用
图4-20 电流-电压变换电路
1.恒压源
图4-21 电压-电流变换电器
2.恒流源
第四节 集成运放的非线性应用
一、集成运放非线性应用重要结论
1)当u+-u-＞0时，uo=+Uom。 2)当u+-u-＜0时，uo=-Uom。
1.静态参数
(6)最大差模输入电压UIdmax 集成运放两输入端能承受的最大差模 输入电压称为最大差模输入电压。 (7)最大共模输入电压UIcmax 在保证集成运放正常工作的条件下， 共模输入电压的最大值称为最大共模输入电压。
2.动态参数
(1)开环电压放大倍数 Aod 在输出端负载开路且无反馈的条件下， 集成运放对差模输入信号的放大倍数称为开环电压放大倍数。 (2)共模抑制比KCMR (3)差模输入电阻rid 输入差模信号时，集成运放的输入电阻叫做 差模输入电阻。 (4)开环输出电阻ro 集成运放为开环且不带负载时输出端对地的 动态电阻叫做差模输入电阻。 (5) -3dB带宽fH 集成运放差模电压放大倍数在高频段下降3dB(0.7 07倍)所定义的带宽称为fH。 (6)单位增益带宽fc 集成运放开环差模增益Aod下降到1时所对应的 频率定义为单位增益带宽fc。 (7)转换速率SR 集成运放输出电压的变化率称为转换速率。
图4-14 同相输入运算放大器
2.同相输入运算放大器 例4-2试求图4-15所示电路的输出电压uo与输入电压ui之间的关系。
图4-15 例4-2图
2.同相输入运算放大器
图4-16 加法运算放大器
解 分析电路可知，它是由一个同相输入运算放大器和一个反相 输入运算放大器串联而成，输入信号ui加在同相输入端，
2.动态分析 (1)输入差模信号 当ui1=-ui2时，即两输入信号大小相等、极性相 反，输入信号称为差模信号。 (2)输入共模信号 当ui1=ui2时，即两输入信号大小相等、极性相同， 输入信号称为共模信号。
图4-2 典型差动放大电路
二、带恒流源的差动放大电路
图4-3 带恒流源的差动放大电路
三、差动放大电路的输入输出方式
一、电路组成
图4-8 集成运放的组成
一、电路组成
图4-9 BG301型集成运放的外形
一、电路组成
4-10.TIF
图4-11 集成运放的电路符号
1.静态参数 2.动态参数
二、性能指标
1.静态参数
(1)输入失调电压UIO 输入电压为零时，输出电压与电压增益的比 值称为失调电压。 (2)输入失调电压温漂 dUIO/dT 在规定工作温度范围内，输入失调 电压随温度的变化量与温度变化量之比值称为输入失调电压温漂。 (3)输入失调电流IIO 在零输入时，差分输入级的差分对管基极电 流之差称为输入失调电流。 (4)输入失调电流温漂dIIO/dT 在规定工作温度范围内，输入失调 电流随温度的变化量与温度变化量之比值称为输入失调电流温漂。 (5)输入偏置电流IB 我们把集成运放两个输入端偏置电流的平均 值称为输入失调电流。
一、集成运放非线性应用重要结论 二、信号处理电路 三、信号产生电路 第五节 集成运放的选用、调零与消振 一、集成运放的选用 二、集成运放的调零与消振
第一节 差动放大电路
图4-1 基本差动放大电路
1.静态分析 2.动态分析
一、基本差动放大电路
1.静态分析
基本差动放大电路具有较强的抑制零点漂 移的作用。
电子技术基础
第四章集成运算放大电路及其应用
第一节 差动放大电路 一、基本差动放大电路 二、带恒流源的差动放大电路 三、差动放大电路的输入输出方式
第二节 集成运算放大器 一、电路组成 二、性能指标
第三节 集成运放的线性应用 一、集成运放的理想化条件 二、基本运算电路
三、典型应用 第四节 集成运放的非线性应用