电子技术绪论

电子技术教材：电子技术实用教程（工科类）主编：李飞实验：共16学时查询网址：dgdz.csu.edu.cn作业:习题册课程学时安排第1章绪论（4）第2章基本电子器件（4）第3章基本放大电路（10）第4章放大电路中的反馈（4）第5章门电路及触发器（6）第6章信号运算及处理电路（6）第7章直流电源（4）第8章组合逻辑电路（4）第9章时序逻辑电路（10）第9章数字系统及应用（8）另外：机动复习4学时、实验安排16学时第1章绪论1.1信号与系统1.2模拟信号及放大小结1.3数字信号及逻辑代数1.1信号与系统1、信号：电信号形式---电压信号和电流信号。分为确定信号、随机信号、周期信号合肥周期信号、模拟信号和数字信号。2、电子系统：由若干相互关联的单元电子电路组成，用来实现信号产生、传输和信号处理的电路整体。什么是“模拟”？世界的连续性信号与信息信号的采集、发生与处理课程特点：工程性实践性学习方法：“三基”的掌握——基本概念、基本电路、基本分析方法全面、辩证分析问题——外部环境与内部系统基本定理、定律的应用2.1.1放大电路的基本概念放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。2.1概述2.1.2.放大电路的主要技术指标1.放大倍数——表征放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。（1）电压放大倍数定义为:AU=UO/UI（重点）（2）电流放大倍数定义为:AI=IO/II（3）互阻增益定义为:Ar=UO/II（4）互导增益定义为:Ag=IO/UI2.输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻输入电阻：Ri=ui/ii一般来说，Ri越大越好。（1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时，Ri越大，ui就越接近uS。输入端iiuiRiuSRS信号源Au输出端3.输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻。输出端Rou’o输出端Au~uS输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。0,.o.ooSL==∞=URI’U’R输出电阻的定义：4.通频带通频带：fBW=fH–fL放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线fAAm0.7AmfL下限截止频率fH上限截止频率3dB带宽1.3数字信号及逻辑代数基础四、逻辑函数的化简一、逻辑变量与逻辑运算三、逻辑函数及其表示方法二、逻辑代数的公式和定理1.3.2逻辑代数一、基本逻辑运算与逻辑举例：设1表示开关闭合或灯亮；0表示开关不闭合或灯不亮，则得真值表。与运算——只有当决定一件事情的条件全部具备之后，这件事情才会发生。我们把这种因果关系称为与逻辑。1．与运算BAL=若用逻辑表达式来描述，则可写为2．或运算——当决定一件事情的几个条件中，只要有一个或一个以上条件具备，这件事情就发生。我们把这种因果关系称为或逻辑。或逻辑举例：若用逻辑表达式来描述，则可写为：L＝A+B3．非运算——某事情发生与否，仅取决于一个条件，而且是对该条件的否定。即条件具备时事情不发生；条件不具备时事情才发生。非逻辑举例：若用逻辑表达式来描述，则可写为：AL=其他常用逻辑运算2．或非——由或运算和非运算组合而成1．与非——由与运算和非运算组合而成AB000011111110&ABL=A·B(a)(b)L=A·B01AB1011L=A+BA00B1(a)(b)000L=A+B≥1异或是一种二变量逻辑运算，当两个变量取值相同时，逻辑函数值为0；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为1。异或的逻辑表达式为：BABABAL==1100(b)BA0AB10101(a)01L=A=1+AB+B3．异或(a)1001(b)BA0AB0010111L=L4．同或同或是一种二变量逻辑运算，当两个变量取值相同时，逻辑函数值为1；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为0。同或的逻辑表达式为：L=A⊙B==BABAA⊙BA⊙B=BABA5.与或非只有AB或者CD同时具备时,结果才不会发生DCBAY=&ABY与或非门的符号CD≥1与或非门真值表ABCDYABCDY00000001001000110100010101100111111011101000100110101011110011011110111111100000DCBAY=二、逻辑代数的公式与定理1、逻辑代数的基本公式2、逻辑等式的证明例如：证明BABAA=证明：等式的左边))((BAAA=分配律=A+B=等式的右边等式得证互补律例如：证明BCAACAAB)(=证明：等式的左边CAABBCCAAB=BCAABCCAAB=CAAB==等式的右边等式得证互补律分配律吸收律例如：证明BAAB=000011111001110110111100BAABBAAB对偶规则的基本内容是：如果两个逻辑函数表达式相等，那么它们的对偶式也一定相等。基本公式中的公式l和公式2就互为对偶式。CBABCAABC==对于任何一个逻辑等式，以某个逻辑变量或逻辑函数同时取代等式两端任何一个逻辑变量后，等式依然成立。将一个逻辑函数Y进行下列变换：·→＋，＋→·0→1，1→0所得新函数表达式叫做L的对偶式，用表示。1.代入定理2.对偶定理逻辑代数的基本定理'Y将一个逻辑函数Y进行下列变换：·→＋，＋→·；0→1，1→0原变量→反变量，反变量→原变量。所得新函数表达式叫做Y的反函数，用表示。在应用反演规则求反函数时要注意以下两点：（1）保持运算的优先顺序不变，必要时加括号表明;（2）变换中，几个变量（一个以上）的公共非号保持不变。DBCAY=)()(DBCAY=DCBAY=DCBAY=利用反演规则，可以非常方便地求得一个函数的反函数:解：例6.2：求以下函数的反函数：解：例6.1：求以下函数的反函数：Y3.反演定理1、逻辑函数的建立如果以逻辑变量作为输入,以运算结果作为输出,那么当输入变量的取值确定后,输出的取值便唯一确定,输出与输入之间乃是一种函数关系,写作:Y=F(A,B,C,·····)逻辑网络ABCY输入逻辑变量输出逻辑变量三、逻辑函数及其表示方法一般地说，若输入逻辑变量A、B、C…的取值确定以后，输出逻辑变量Y的值也唯一地确定了，就称Y是A、B、C的逻辑函数，写作：Y=F（A，B，C…）逻辑函数与普通代数中的函数相比较，有两个突出的特点：（1）逻辑变量和逻辑函数只能取两个值0和1。（2）函数和变量之间的关系是由“与”、“或”、“非”三种基本运算决定的。例三个人表决一件事情，结果按“少数服从多数”的原则决定，试建立该逻辑函数。第三步：根据题义及上述规定列出函数的真值表如表。解第一步：设置自变量和因变量。第二步：状态赋值。对于自变量A、B、C设：同意为逻辑“1”，不同意为逻辑“0”。对于因变量Y设：事情通过为逻辑“1”，没通过为逻辑“0”。2、逻辑函数的表示方法1）逻辑真值表2）逻辑函数式3）逻辑图4）卡诺图5）几种表示方法之间的相互转换ABCCABCBABCAY=1．真值表——将输入逻辑变量的各种可能取值和相应的函数值排列在一起而组成的表格。2．逻辑函数表达式——由逻辑变量和“与”、“或”、“非”三种运算符所构成的表达式。由真值表可以转换为函数表达式。例如，由“三人表决”函数的真值表可写出逻辑表达式：反之，由函数表达式也可以转换成真值表。解：该函数有两个变量，有4种取值的可能组合，将他们按顺序排列起来即得真值表。例列出下列函数的真值表：BAABY=由函数表达式可以画出其相应的逻辑图。例画出下列函数的逻辑图：3．逻辑图——逻辑图是由逻辑符号及它们之间的连线而构成的图形。BABAL=由逻辑图也可以写出其相应的函数表达式。例6.6写出如图所示逻辑图的函数表达式。解：可由输入至输出逐步写出逻辑表达式：ACBCABL=解：可用两个非门、两个与门和一个或门组成。4.几种表示方法之间的相互转换1)已知逻辑函数式求真值表：把输入逻辑变量所有可能的取值的组合代入对应函数式算出其函数值例：CBACBAY=ABCY000000110100111001011101111011112）已知真值表写逻辑函数式ABCY00000011010101101000101111001111CBACBAABCABCCBACBACBAY=CBA步骤：1、找出使Y＝1的输入变量取值的组合；2、每个组合对应一个乘积项，其中取值为1的写成原变量，取值为0的写成反变量；3、将这些乘积项相加，即得Y的逻辑函数式ABCY00000010010001101000101111011111CBACABABCABCCABCBAY=3）已知逻辑函数式画逻辑图ABCCABCBAY=&&&≥111ABCY4）已知逻辑图写逻辑函数式≥1≥1≥111ABYABABBABABAY=BAAB=BA=逻辑函数的两种标准形式（一）最小项1、最小项：在n变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘积项，而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在m中出现一次，则称m为该组变量的最小项Y=F(A,B,C)ABCCABCBACBABCACBACBACBAm0=m1=m2=m3=m4=m5=m6=m7=Y=F(A,B,C,D)CDBAm11=m9=DCBADECBAm19=Y=F（A，B，C，D，E）①在输入变量的任何取值下必有一个最小项,而且仅有一个最小项的值为1②全体最小项之和为1③任意两个最小项的乘积为0④相邻两个最小项之和可合并为一项并消去一个不同的因子两个最小项只有一个因子不同m0+m1=CBACBABA=2、最小项的性质（二）逻辑函数的最小项之和的形式推论：任一逻辑函数都可以用唯一最小项之和的形式表示BCCBABACBAFY==),,(BCAACBACCBA)()(=BCAABCCBACBABCA=7423mmmm==)7,4,3,2(m==)7,4,3,2(imi逻辑函数式的常见形式四、逻辑函数的公式化简法其中，与—或表达式是逻辑函数的最基本表达形式。逻辑函数的最简“与—或表达式”的标准（1）与项最少，即表达式中“+”号最少。（2）每个与项中的变量数最少，即表达式中“·”号最少。（4）配项法)()()()(CCBACCABCBACABCBAABCCBCBACBBCAL===ABBABAAB===)(BADECBABAL==)(EBAEBBAEBABAL===CAABBCDAABCDCAABAABCDCAABBCDCAABL====)(（1）并项法（2）吸收法（3）消去法运用公式，将两项合并为一项，消去一个变量。如1=AA运用吸收律A+AB=A，消去多余的与项。如（一）用代数法化简逻辑函数运用公式BABAA=消除多余因子，如先通过乘以AA或加上AA增加必要的乘积项，再用以上方法化简，解：例：化简逻辑函数EFBEFBABDCAABDAADL=EFBEFBABDCAABAL=（利用）1=AAEFBBDCAA=（利用A+AB=A）EFBBDCA=（利用）BABAA=在化简逻辑函数时，要灵活运用上述方法，才能将逻辑数化为最简。解：例：化简逻辑函数)(GFADEBDDBBCCBCAABL=)(GFADEBDDBBCCBCBAL=（利用反演律）)(GFADEBDDBBCCBA=（利用）（配项法）BABAA=BDDBBCCBA=（利用A+AB=A）)()(CCBDDBBCDDCBA=CBDBCDDBBCDCBCDBA=BCDDBBCDCBA=（利用A+AB=A）DBBCBBDCA=)(DBBCDCA=（利用）1=AA代数化简法优点是：不受变