S005_清华大学_电子电路与系统基础
课件数字电技术基础第五版教学课件清华大学阎石王红.ppt
0 0
1 1
0 1
0 1
0 0
1 1
2.特性方程 : Q* D
3.状态转换图
4.符号
。。。。
《数字电子技术基础》第五版
逻辑功能： 是 Q * 与输入及 Q 在CLK作用后稳态之间的关系 （RS, JK, D, T）
电路结构形式： 具有不同的动作特点（转换状态的动态过程） （同步，主从，边沿）
《数字电子技术基础》第五版
( 5 )有异步置1，置0端
二、动作特点 Q * 变化发生在 clk的上升沿（或下降沿） ， Q * 仅取决于上升沿到达时 输入的状态，而与此前 、后的状态无关
《数字电子技术基础》第五版
5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法
5.6.1 触发器按逻辑功能的分类 时钟控制的触发器中 由于输入方式不同（单端，双端输入）、次态（ Q * ）随输 入变化的规则不同
J K CLK
Q S 主 R Q’ 从
Q Q’
《数字电子技术基础》第五版
J Q S 主 R Q’ 从 Q
K
CLK
Q’ (1)若J 1, K 0则clk 1时，
Q* 1 “主”保持 , 1 * Q 0，“主” 1
Q* 1，“主” 0 * Q 0，“主”保持 0
1. 主从 SR 触发器 ( 1 )clk 1时，“主”按 S , R翻转，“从”保持 ( 2 )clk下降沿到达时，“主” 保持， “从”根据“主”的状 态翻转 所以每个 clk周期，输出状态只可能 改变一次
0
1
1 1
1 0
0
1*
1
1 1
1*
《数字电子技术基础》第五版
2. 主从 JK触发器 为解除约束 即使出现 S R 1的情况下， Q * 也是确定的
清华大学电路原理课件1
电路原理Principle of Electric Circuits于歆杰yuxj@Tel: 62771944西主楼1区308第一讲绪论，电压电流和功率第一部分：绪论Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005什么是电路？a电路（electric circuits）就是由若干电气元件（electrical elements）相互连接构成的电流的通路。
a本课程中要接触的电气元件有`电阻、电容、电感、二极管、MOSFET、理想运算放大器（Operational Amplifier）、互感线圈、理想变压器等Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005为什么要学习电路？a从学术的观点来看`电路是电气工程（Electrical Engineering）的基础。
`电路是计算机科学（Computer Science）的基础。
a从实际情况来看`电路原理是许多高级课程的先修课程。
`熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。
Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005t q t q t i t d d ∆∆lim )(0∆def ==→d d BABA Weq=AI110ΩU1U2t w p d d =uit qq w ==d dd d q wu d d =t qi d d =。
数字电子技术基础第五版第九章-阎石、王红、清华大学
10.3.2 集成单稳态触发器 电路结构与工作原理 (74 121)
《数字电子技术基础》第五版 微分型单稳
控制附加电路
《数字电子技术基础》第五版
使用外接电阻
使用内接电阻
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
10.4 多谐振荡器（自激振荡, 不需要外加触发信号） 10.4.1 对称式多谐振荡器 一、工作原理（TTL） (1)静态（未振荡） 时应是不稳定的
通过调整R、C改f（R不能太大） RC常数远大于Tpd ,因此周期主要计算RC环节
《数字电子技术基础》第五版
10.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器
T
T1
+ T2
RC
ln VDD VDD
-VT -VT +
+
RC ln VDD VDD
-VT + -VT -
T
T1
+ T2
R2C
ln
VDD VDD
充电至VI 2 VTH时,VI 2 又引起正反馈 VI 2 VO VO1
电路迅速返回稳态VO 0,VO1 VDD, C放电至没有电压，恢复稳态。
2.性能参数计算 输出脉冲宽度 输出脉冲幅度 恢复时间 分辨时间
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
tw
RC lnV() -V(0) V() -V(t)
TD
0 X X 0 导通
1
2 3 VCC
1 3VCC
0
导通
1
2 3
VCC
1 3 VCC
不变
不变
1
2 3
VCC
1 3
VCC
1
清华大学电机系电气工程及其自动化专业所有课程
清华大学电机系电气工程及其自动化专业所有课程本科专业核心课本专业核心课为：电路原理、电磁场、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、信号与系统、自动控制原理、计算机程序设计基础、微机原理与应用、电机学、电力电子技术基础、电力系统分析、高电压工程。
共 12 门。
前 8 门为学科核心课，后 4 门为专业核心课。
3.6 课程设置与学分分布3.6.1 公共基础课程 26 学分3.6.23.6.3 数学和自然科学基础课程 36学分(1) 数学课 7门，24学分10421075 微积分B(1) 5学分10421084 微积分B(2) 4学分10421094 线性代数(1) 4学分10421102 线性代数(2) 2学分10420252 复变函数引论2学分10420854 数学实验4学分10420803 概率论与数理统计3学分(2) 物理课 4门，10学分10430484 大学物理B(1) 4学分10430494 大学物理B(2) 4学分10430344 大学物理(1)(英) 4学分10430354 大学物理(2)(英) 4学分10430801 物理实验B(1) 1学分10430811 物理实验B(2) 1学分可选修高档(数学、物理等理科系)课代替低档课。
大学物理B(1)和大学物理(1)(英)二选一，大学物理B(2)和大学物理(2)(英)二选一。
(3) 生物/化学 1门，２学分10440012 大学化学B 2学分10440111 大学化学实验B 1学分10450012 现代生物学导论2学分10450021 现代生物学导论实验1学分3.6.4 专业相关课程 67学分(1) 学科核心课 12门 34 学分20130412 工程图学基础2学分30220392 计算机程序设计基础2学分20220174 电路原理A(1) 4学分20220332 电路原理A(2) 2学分20250064 模拟电子技术基础4学分20250103 数字电子技术基础3学分40220653 信号与系统3学分20220353 电磁场3学分20220124 微机原理与应用4学分30220343 自动控制原理3学分，限选(2选1)30220363 自动控制原理(英) 3学分，限选(2选1)20220162 电路原理实验2学分(跨学期课)21550022 电子电路实验2学分(跨学期课)(2) 专业核心课 5门，15 学分30220334 电机学4学分30220351 电机学实验1学分30220414 电力电子技术基础4学分，限选(2选1) 30220414 电力电子技术基础(英文) 4学分，限选(2选1) 40220723 电力系统分析3学分30220323 高电压工程3学分专业选修课 18 学分A 组通用：40220921 电气工程导论1学分(大一秋)40220502 电气工程技术发展讲座2学分(大三春)信号控制课组：40220862 数字信号处理2学分(大三秋)30220403 通信系统原理3学分(大三秋)电力系统课组：00220092 理解稳定性2学分(大一春)40220802 电力系统预测技术2学分(大三春)40220882 智能电网概论2学分(大三春)40220072 发电厂工程2学分(大三春)40220442 电力系统稳定与控制2学分(大四秋)40220392 电力系统调度自动化2学分(大四秋)40220063 电力系统继电保护2学分(大四秋)电力系统继电保护实验1学分(大四秋) 40220692 电力市场概论2学分(大四秋) 40220901 电能质量基础2学分(大四秋)40220821 新能源发电与并网1学分(大四秋)40220782 信息论与电力系统2学分(大四秋)电网企业组织管理2学分(大四秋) 40220341 电力系统实验2学分(大四春)高电压课组：00220081 我们身边的高电压1学分(大一秋)40220812 输配电技术2学分(大三春)40220102 现代电气测量2学分(大三春)40220472 电气设备在线监测2学分(大三春)40220891 大电流能量技术1学分(大三春)40220462 电器原理及应用2学分(大四秋)40220432 过电压及其防护2学分(大四秋)40220762 电介质材料与绝缘技术2学分(大四秋)40220793 直流输电技术3学分(大四秋)40220872 数字化变电站2学分(大四秋)声光电磁测量技术1学分(大四秋) 40220941 高电压工程与数值计算1学分(大四秋) 电机与电力电子课组：00220072 超导体在电气工程中的应用2学分(大一秋)40220742 电机分析2学分(大三秋)40220732 电力传动与控制2学分(大三春)40220452 电力电子仿真设计2学分(大三春)40220682 电子电机设计与分析2学分(大三春)40220831 可再生能源与未来电力技术1学分(大三春)40220912 太阳能光伏发电及其应用2学分(大三春)40220482 电力电子技术专题2学分(大四秋)40220712 微特电机2学分(大四秋)40220842 电力传动系统设计2学分(大四秋)40220932 智能电网中的储能技术2学分(大四秋)B组不少于2学分计算机课组：20220262 面向对象程序设计2学分(大三春)40220412 单片机技术与实验2学分(大三春)40220422 数字信号处理DSP实验2学分(大三春)00220132 可编程控制器及变频器系统2学分(大三春/大四秋) 注：SRT可替代最多2学分专业课。
清华大学电气工程(专硕)考研 招生人数 参考书 报录比 复试分数线 考研真题 考研经验 招生简章
爱考机构考研－保研－考博高端辅导第一品牌电机工程与应用电子技术系电气工程专业招生目录院系所、专业及研究方向招生人数考试科目备注022 电机工程与应用电子技术系6 含深圳研究生院2名080800电气工程01电机与电器①101思想政治理论②201英语一③301数学一④827电路原理复试时专业综合考试内容：电机学02电力系统及其自动化同上复试时专业综合考试内容：电力系统分析03高电压与绝缘技术同上复试时专业综合考试内容：高电压工程04电力电子与电力传动同上复试时专业综合考试内容：电力电子技术05电工理论与新技术同上复试时专业综合考试内容：电工理论基础085207电气工程10 专业学位，含深圳研究生院10名01电气工程领域①101思想政治理论②201英语一③301数学一④827电路原理复试时专业综合考试内容：电机学或电力系统分析或高电压工程或电力电子技术或电工理论基础工程管理硕士招生简章工程管理硕士（Master of Engineering Management，简称MEM）是2010年国家新设置的一种专业学位，是为适应我国经济社会发展对高层次工程管理人才的迫切需求，完善专门人才培养体系，创新工程管理人才培养模式，提高工程管理人才培养质量而设置的。
培养目标：培养具备良好的政治思想素质和职业道德素养，掌握系统的管理理论、现代管理方法，以及相关工程领域的专门知识，能独立担负工程管理工作，具有计划、组织、协调和决策能力的高层次、应用型工程管理专门人才。
报考条件：大学本科毕业后有3年或3年以上工作经验的人员；获得国家承认的高职高专毕业学历后，有5年或5年以上工作经验，达到与大学本科毕业生同等学力的人员；已获硕士学位或博士学位并有2年或2年以上工作经验的人员。
学习经历一般应具有理、工科背景。
同等学力考生还须满足：在核心期刊上以第一或第二作者发表过文章；辅修过本科专业主干课程；外语达到本科水平的证明。
学历教育硕士研究生报考方式：与报考全校其它硕士生专业一样，拟报考我校工程管理硕士专业学位的考生必须在全国硕士研究生招生报名期间（10月10日至31日）在全国研招网（/）报名并交费，交费成功24小时后（遇节假日、周末顺延）必须登录清华大学研招网（）上传电子照片并通过照片审核方可参加初试，上传照片截止时间2012年11月8日。
清华大学827电路原理考研参考书目、考研真题、复试分数线
（第三版）
7-121-00863-7
阎石 (美) Donald A. Neamen 著; 赵毅强, 姚素英, 谢晓东等译
《理论力学》
清华大学出版社
李俊峰
833 理论力学及材 《材料力学》
料力学
《材料力学》
高等教育出版社，2002 年 高等教育出版社
范钦珊等 刘鸿文
《材料力学》
高等教育出版社
孙训方
834 工程热力学 《工程热力学》
中国建筑工业出版社
潘谷西
《外国建筑史》
中国建筑工业出版社
陈志华
《外国近现代建筑史》中国建筑工业出版社
罗小未
603 数学分析
《数学分析新讲》 《数学分析》
北京大学出版社 上海科学技术出版社
张筑生 周民强，方企勤
604 普通物理
《大学物理》(第二版) 清华大学出版社
第一册至四册
张三慧
《无机化学》(上下册) 高等教育出版社，2004
Linguistics 》
//166.111.107.7 下载）
616 艺术美学
《现代艺术哲学》 四川人民出版社 《美学与艺术欣赏》 高等教育出版社
H.G.布洛克 肖鹰
《新闻学概论》
中国传媒大学出版社，2007
刘建明
《转型中的新闻学》 南方日报出版社，2005
李希光
618 新闻与传播史 论
《麦奎尔大众传播理 论》 《中国新闻传播史》 《全球新闻传播史》
四版） 816 环境微生物学
《微生物学教程》 高等教育出版社
《环境微生物学》 高等教育出版社
《环境规划学》
高等教育出版社
《环境与资源经济学 高等教育出版社
817 环境系统与管 概论》
清华大学—电路原理(完全版)
2
e
jt
)
Im(
•
2U1
e jt
2
•
U
2
e
jt
)
Im(
2
•
(U
1
•
U
2
)e
jt
)
Im 2Ue jt
•
•
•
U U1U2
故同频旳正弦量相加减运算就变成相应旳相量相加减运算。 i1 i2 = i3
例． + u -
I1 I2 I3
+ u1
+
u1(t) 3 2sin314t V u2(t) 4 2sin(314t 90o ) V
解：
•
I
10030o
A
•
U 220 60o V
试用相量表达i, u .
例2.
已知
•
I
5015
A,
f 50Hz .
试写出电流旳瞬时值体现式。
解： i 50 2sin(314t 15 ) A
相量图 (Phasor Diagram )
•
U
•
I
i(t) 2Isin(ω t ) I I u(t) 2Usin(ωt θ ) U Uθ
为 的旋转相量。
正弦时间函数 i Imsin(t ) 2Isin(t )
是旋转向量 2Ie j(t ) 在虚轴上旳投影。
取虚部
i(t) Im[ 2Ie jt ]
相量 正弦量
例1. 已知
i 141.4sin(314t 30o )A u 311.1sin(314t 60o )V
Im[ A(t)] 2sin(ωt Ψ ) 是一种正弦量，
Imaginary(取虚部) 对于任意一种正弦时间函数都能够找到唯一旳与其相应 旳复指数函数：
《数字电子技术基础》第五版教学课件清华大学阎石王红.pdf
一、基本结构
1. IOB 2. CLB 3. 互连资源 4. SRAM
1. IOB
《数字电子技术基础》第五版
可以设置为输入/输出； 输入时可设置为：同步（经触发器）
异步（不经触发器）
2. CLB
《数字电子技术基础》第五版
本身包含了组合电路和触发器，可构成小的时序电路 将许多CLB组合起来，可形成大系统
8.4.3 GAL的输入和输出特性
GAL是一种较为理想的高输入阻抗器件
GAL输出缓冲级
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
8.5 可擦除的可编程逻辑阵列EPLD
一、结构特点 相当于 “不-或”阵列（PAL） + OLMC
二、采用EPROM工艺 集成度提高
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
isp器件的编程接口（Lattice）
开发 环境
• 使用ispPLD的优点：
• *丌再需要与用编程器 • *为硬件的软件化提供可能 • *为实现硬件的远程构建提供可能
3. “装载”结束后，进入编程设定的 工作状态
！！每次停电后，SRAM中数据消失 下次工作仍需重新装载
《数字电子技术基础》第五版
8.8 在系统可编程通用数字开关（ispGDS）
ispGDS22的 结构框图
《数字电子技术基础》第五版
8.9 PLD的编程
以上各种PLD均需离线进行编程操作，使用开发系统
3. 互连资源
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
4. SRAM 分布式 每一位触发器控制一个编程点
二、编程数据的装载
《数字电子技术基础》第五版
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itest
R1 || R2 R3 || R4
R4
P
R1 R3 R R R3 R4 2 1
v s
• 内部无源的单端口线性电阻网络，其等效电路必然 是一个线性电阻
违反KCL
is 2
换句话说：这种连接情况下，等效电路已经错了6
i
is 2
v s1
电 源 化 简
理想恒 压源可 具有任 意电流
is 2 is 2
理想恒流源可具有任意电压
v
O
v s1
支路电流 替代定理
串联同一电流下电压相加
i
is 2
v s1
is 2
v s1
端口电压 替代定理
v
O
v s1
并联同一电压下电流相加
i3
R4
i1 itest
i3 itest
R1 R3 vtest R R R Rห้องสมุดไป่ตู้2 3 4 1 vs ,eq Rs ,eq itest
R1 R2 R3 R4 vs R R R R 2 3 4 1
itest R1 || R2 R3 || R4
电桥平衡条件
满足电桥平衡条件时，R5支路电压为0（等效短路，短路替代），电流为0（等效开路， 开路替代） 此时R5取任意值，均不影响AB端口看入电阻：R5支路短路和R5支路开路等效电阻相同
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 12
课堂练习：平衡桥
2k
3k
6k
10V
R2
v
is1
is 2
清华大学电子工程系
is is1 is 2
2013年春季
李国林 电子电路与系统基础
并联同一电压下电流相加 4
线 性 内 阻 电 源 的 串 并 联
i
v s1 Rs1 vs 2 Rs 2
vs vs1 vs 2
Rs Rs1 Rs 2
O
Rs Rs1 Rs 2
vtest i1 R1 i3 R3 R1 R3 R R R3 R4 2 1 RR RR vs 1 2 3 4 itest R R R3 R4 15 2 1
等效电路
R1 vs R2
P
R3
i1 i3 vs
i1
R1 i R3 test R2 vtest R4
v v s1 v s 2 vs1 vs 2
串联同一电流下电压相加
i
源的串并联可实现两个信号相加
is1 is 2 is 2 is1
O
Gs Gs1 Gs 2
is1 Gs1 is 2 Gs 2
i s Gs
v
李国林 电子电路与系统基础
清华大学电子工程系
2013年春季
并联同一电压下电流相加 5
i1 i3
1 R2 vs itest R1 R2 R1 R2 1 R4 vs itest R3 R4 R3 R4
i3 R3 i3 itest R4 vs
i1 R1 i3 R3 vtest 0
李国林 电子电路与系统基础
请同学自行练习用 叠加定理计算获得 最终结果
– 受控源的引入：多端口网络 – 受控源为放大器模型的核心元件 – 含线性受控源的戴维南-诺顿定理
本节重点理解单端口线性网络的单 端口等效：戴维南-诺顿定理
加压求流和加流求压法是端口测量 方法，是一般网络等效的基本方法 同时引入描述多端口网络端口之间 作用关系的受控源元件
• 电路中的对偶关系
李国林 电子电路与系统基础
itest
单端口 线性 网络
vtest
• 加流求压法
– 在单端口网络的端口上加一测试电流 itest，考察端口电压vtest，如果vtest=itest， 该单端口网络则等效为一个线性电阻， 电阻阻值R=
– 加压求流法或加流求压法脱胎于测量方 法，根据端口测量结果进行电路等效
• 对已知电路进行手动电路等效时，加流求 压法用的更多一些
R4
非简单串并联关系如何获得端口等效电阻？
R2
B
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 8
加压求流法/加流求压法（1）
• 加压求流法
– 在单端口网络的端口上加一测试电压 vtest，考察端口电流itest，如果itest=vtest， 该单端口网络则等效为一个线性电阻， 电阻阻值R=1/
理想电源连接中的禁忌
v s1 vs 2 is1 is1 is 2
vs1 vs 2
违反KVL
实际源由于存在内阻，理论上可以串并联，但内 阻很小的两个电压源的并联（内阻很大的两个电 流源的串联）仍然是需要尽量避免的连接情况： 电源极有可能因而烧毁，或者进入非正常工作区
李国林 电子电路与系统基础
itest
vtest
李国林 电子电路与系统基础
P
R1 R3 R R R3 R4 2 1
v s
16
解的解析（1）
R1 vs R2
P
R3
vtest
itest
R1 || R2 R3 || R4
R4
P
R1 R3 R R R3 R4 2 1
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 9
itest
vtest 单端口
线性 网络
A
R1 itest
B
i1 R5
R3
itest i1
例1：加流求压
vtest R2 i5 R 4 i1 i5
itest i1 i5
i1 R1 i1 i5 R2 vtest
清华大学电子工程系 2013年春季 7
李国林 电子电路与系统基础
二、非简单串并联连接关系
A R1
R6
R7
R3 R5
RAB R1 || R6 R2 || R3 R4 || R7 || R5
简单串并联关系很容易获得端口等效电阻
R2
B
R4
A R1 R5 R3
RAB f R1 , R2 , R3 , R4 , R5 ?
Wheatstone Bridge 惠斯通电桥
R2 R3 R1 R4 R2 R3 R1 R4 i5 itest 0 R1 R3 R2 R5 R5 R1 R2 R3 R4
R2 R3 R1 R4
v5 i5 R5
0
R2 R3 R1 R4
i1 R1 itest i1 R3 i5 R5 0
vtest
R5 R1 R2 R3 R4 R2 R4 R1 R3 R1 R3 R2 R4 itest R5 R1 R2 R3 R4 R2 R4 R1 R3
本周4下午系大会，周四答疑取消：其他时间，预约答疑
下周5清明放假，习题课改在哪天上？班长email回复确认新时间
电子电路与系统基础
理论课第五讲 单端口线性网络的等效电路
（加压求流/加流求压法，戴维南-诺顿定理）
李国林 清华大学电子工程系
单端口线性网络等效电路法
• 简单串并联 • 加压求流/加流求压法
2k 9k 18k
每个元件上的电压电流大小？
李国林 电子电路与系统基础
清华大学电子工程系
2013年春季
13
加压求流法/加流求压法（2）
• 加压求流法
– 在单端口网络的端口上加一测试电压vtest， 考察端口电流itest，如果itest=vtest+ ，该 单端口网络则等效为一个诺顿电流源， vtest 源电流is= ，源内阻RS=1/
B
A R1 R5 R3
解的解析2
R2 R4 R3 R5 R3 R4 R R R R i1 2 3 1 4 itest i 5 R1 R3 R2 R5 R5 R1 R2 R3 R4
R2
R4
B
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季
itest
vtest 单端口
线性 网络
14
例2：带源单端口网络等效电路
R1 vs R2
P
R3
i1 i3 vs
i1
R1 i R3 test R2 vtest R4
i3
R4
i1 itest
i3 itest
加 流 求 压
i1 R1 i1 itest R2 vs
清华大学电子工程系
2013年春季
2
一、简单串并联：电阻串并联
i
v v1 v 2
i
v1 v R1 R R1 R2 i0 O
iR iR1 iR2
v i0 R1 i0 R2 i0 R
v2
R2
串联同一电流下电压相加
i
i
i1 v G1
i2 G2 G G1 G 2
i i1 i2 v vG vG1 vG 2
B
A
R1
R3 R5 0 R4
R2
Req
R5
R5 R1 R2 R3 R4 R1 R2 || R3 R4 R5 R1 R2 R3 R4
R1
R3
R5
R2 R4
11
在两个极端情况下，解都是正确无误的；解应该没有问题
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季
v s
R3 R1 R1 R2 R3 R4