模拟电子技术PPT1.ppt

1、,主讲教师：元增民,2015级注册电气工程师考培,电工与模数电技术,主讲教师简介,电工与模数电技术,元增民，77级大学生，82级研究生，高级工程师、教授。模拟电子技术QQ群群主，百度知道网名一叶扁舟轻轻地，在电工与模数电领域发表数千篇满意答复。已发表论文30多篇。出版三种特色教科书：1.单片机原理与应用基础国防科大出版社2006；2.模拟电子技术中国电力出版社2009,清华大学出版社2013,2014修订 3.电工技术国防科大出版社2011所教学生以“读书和自习用的时间最短，考得最好”为荣。所讲授课程考试及格率连年稳定在96%以上。所参与培训注电学员很多模数电都考了7080分以上，使一门拉低总

2、分的短板课一跃变为提升总分的利器。被学生赞誉为“人民的好老师”。,电工与模数电技术,2010年7月主讲教师在绥芬河,电工与模数电技术,2010年6月主讲教师在长沙与学生在一起,2014年专业基础发输变电第21题,193页图2.7-14,2.7.4 稳压管稳压电路中限流电阻计算 及倍压整流电路 见参考书1.2节,例2.7-6 电路如图2.7-14所示，稳压管Dz稳定电压Uz=6V，稳定电流Iz=5mA，最大电流Izm=40mA，输出电流Io=020mA，输入电压Ui=18V，电网电压ui波动10%，求限流电阻R的取值范围。,解,原书答案错了！,本题出得太复杂，不会考这样的题，看看而已。,数字电子

3、技术,电工与模数电技术,制作：元增民 主讲人：元增民,参考书1：张炳达，注册电气工程师执业资格考试专业基础考试复习教程，天津大学出版社，2013年参考书2：元增民，数字电子技术讲义参考书3：谢庆等，注册电气工程师(供配电)执业资格考试基础考试历年真题详解，人民交通出版社，2014年,数字电子技术(1),1 数字电路基础知识,1.1 数制及转换, 数字电路的定义与特点：定义：产生、传输、处理不连续变化的离散信号电路，用来研究电路的输出与输入之间的逻辑关系。特点：电路的半导体器件多数工作在开关状态，即工作在饱和区或截止区，放大区(模电研究的重点)仅是过渡状态。, 数字电路的分类功能分：组合电路和时

4、序电路。结构分：分立元件电路和集成电路。器件分：双极型电路和单极型电路。,电子电路中的信号,模拟信号,数字信号,时间连续的信号,时间和幅度都是离散的, 模拟信号与数字信号区别,模拟信号时间和数值均连续变化的信号，如正弦波、锯齿波,u,正弦波信号,数字信号,图形区别：,数字信号时间和幅度都是离散的,离散信号电压或数字电压通常用逻辑电平来表示。例如，逻辑电平与电压值的关系可用下表来描述：,注意：电平从3.6V5V均称为高电平“1”，指TTL0.0V1.0V均称为低电平“0”，微小的变化称为噪声容限。这与模拟电路相比是不同的。,数制和进制,十进制历史悠久为人们常用。十进制直接实现电子化，技术难度大、

5、成本高、不可靠。二进制用三极管的饱和导通与截止各表示1、0，电路简单可靠。所以电子电路普遍采用二进制。 为与人们习惯相适应，输入时将十进制转化为二进制，计算结果转化为十进制输出显示。 为书写方便，经常把二进制每四位四位地转化为十六进制。,优缺点,1、易于电路实现-每一位数只有两个值，可以用管子的饱和导通或截止，灯泡的亮或灭、继电器触点的闭合或断开来表示。 2、基本运算规则简单。 3、电路实现可靠。,位数太多，不符合人的习惯，不能在头脑中立即反映出数值的大小，一般要将其转换成十进制后，才能反映。,几种数制之间的关系对照表,特点：,1、任何一位数用0和1表示。2、进位规律是：“逢二进一” 。3、各

6、位的权是2的幂。,二进制数的一般表达式为:,位权,基数,（1001）B=,=(9)D,二、十进制数转换成二进制数：,常用方法是“按权相加”。例如： 整数：（100101）B=125+024+023+122+021+120 =32+4+1=37小数: （0.101）B=12-1+02-2+12-3=0.5+0.125=0.625 （100101 0.101）B=37.625,一、二进制数转换成十进制数：,整数部分小数部分,十二进制之间的转换, 数 制 转 换,主要掌握：十进制数，二进制数，十六进制之间的相互转换,(1) 整数部分的转换,除基取余法(平式书写)：用目标数制的基数（R=2）去除十进制

7、数，第一次相除所得余数为目的数的最低位K0，将所得商再除以基数，反复执行上述过程，直到商为“0”，所得余数为目的数的最高位Kn-1。,例：（25）10=（？）2,十进制数转换成二进制,(25)D=(11001)B,乘基取整法：小数乘以目标数制的基数（R=2），第一次相乘结果的整数部分为目的数的最高位K-1，将其小数部分再乘基数依次记下整数部分，反复进行下去，直到小数部分为“0”，或，最后一位采用零舎一入，满足要求的精度为止。,例:（0.65）10 =( ? )2 要求精度为小数五位,由此得：(0.65)10=(0.10101)2,(25.65)10=(11001.10101)2,(2) 小数部

8、分的转换,以小数点为界，将二进制数的整数和小数部分每四位分为一组，不足四位的分别在整数的最高位前和小数的最低位后加“0”补足，然后每组用等值的十六进制码替代，即得目的数。,例 111011.10101B = ? H,111011.10101 B = 3B.A8 H,0011 1011.1010 1000,小数点为界,3 B A 8,二进制数转换成十六进制,二十六进制之间的转换,1.2 原码、反码及补码运算1) 无符号数和有符号数(1) 无符号数(2) 有符号数原码、反码和补码有符号数：最高位表示符号，最高位0代表正号，最高位1代表负号，其余各位直接表示数的绝对值。例 +2表示为00000010

9、 -2表示为10000010把最高位表示符号，其余各位直接表示数的绝对值的表示法，叫做原码表示法。将00000010称为+2的原码；将10000010称为-2的原码。原码表示法的优点是直观性强，但负数的原码不能直接用于运算。,将负数原码的数值位按位取反，就得到反码。反码加1称为补码。例 -2的原码、反码和补码各为-2的原码：10000010-2的反码：11111101-2的补码：11111110,补码性质补码有两个非常好的性质：1) 补补为原，获得原码2) 变减为加，简化运算例 +56H的原码01010110，补码01010110 -27H的原码10100111，反码11011000，补码11

10、011001+56H减去27H差为2FH， +56H与-27H的和,为达到简化计算、保密等目的而按照一定规则对数据进行处理，称为编码。按照所用编码规则进行解码，可以得到原码。大小能代表原数据的编码叫做有权码，不能直接代表原数据的编码叫做无权码。有权码的典型是各种BCD码。十进制数不能直接进行自动运算。十进制数转换成二进制数，有效数位较多时不仅转换工作量比较大，而且所用浮点运算耗时较长。十进制数每位充其量不过9，把十进制数按位转换为二进制，整体上还是十进制框架，就是二进制编码的十进制，Binary Coded Decimal，简称BCD。BCD数运算时，每位按照二进制进行，各位之间又按照十进制进

11、行进位或借位。十进制数最大基数9需要4位二进制来表达。所有计算机的位数都是4的整数倍，目的就是为了有效地进行BCD运算。,每位BCD码的低三位的权固定是4、2、1，最高位的权则因制不同。按照最高位的权值，BCD码分为8421、5421、2421等，其中以8421BCD码最常用。最常用的BCD编码，就是使用0至9这十个数值的二进码来表示，8421BCD码各位的权依次为8421。BCD码优点是，转换及算术运算快捷，输入输出方便，输出可以直接驱动七段显示器。 5421BCD码各位的权依次为5421，也是有权码。其显著特点是最高位连续5个0之后是连续5个1。当计数器采用这种编码时，最高位可产生对称方波

12、输出。5421BCD码的编码方案不是唯一的。余三码是一种对9的自补代码，因而可给运算带来方便。其次，在将两个余三码表示的十进制数相加时，能正确产生进位信号，但对“和”必须修正。修正的方法是：如果有进位，则结果加3；如果无进位，则结果减3。无权码包括格雷码、余三码、ASCII编码等。,数字系统的信息,数值,文字符号,二进制代码,编码,1.3 编码编码目的：方便计算，如BCD编码 安全可靠,用一定位数的二进制数来代表某一特定的事务、文字符号等称为编码。采用不同的编码形式称为码制。, 代码不一定表示数量的大小，只是不同事物的代号，为了便于记忆和处理，在编制代码时总要遵循一定的规则，这些规则就称为码制

13、。, 用二进制数码对事物进行表示，称为二进制代码。（数电、计算机中采用）, 数字系统中的信息分两类：,数值码,代码,(研究数值表示的方法),常见编码,(1) BCD码 用四位二进制数组成一组代码，表示09十个数称二-十进制代码,即BCD码。,(2) 格雷码 格雷码属于无权码,其特点是任意相邻的数码之间只有一位数码不同,由于首尾相接后也只有一位不同,又称循环码。,(3) ASCII码 ASCII码是美国标准信息交换码，它是用七位二进制码表示。,(4) 余三码 在要表示数值的基础上加三。,9/23/2018,由自然二进制码的本位与高位异或而得。,还有余三码等。,练习题计算机位数为8、16、32、6

14、4等，是因为 。A. 表达0127的ASCII编码 B. 进行BCD运算C. 表达0127的ASCII编码及BCD运算 D. 设计者习惯答案 C, 半导体器件的开关特性,1.二极管开关特性（单向导通，反向截止）2.三极管开关特性三极管的饱和导通代表开关的闭合，截止代表开关的关断,格雷码的最高位与原四位二进制码相同，其余位对比二进制码的本位与较高位。若原四位二进制码本位与较高位不一样则取1，一样则取0。,2 逻辑代数基础,与运算,或运算,非运算,三大基本逻辑关系,三种基本逻辑关系及四大复合逻辑关系,与逻辑真值表,与逻辑关系表,与运算,9/23/2018,或逻辑关系表,或运算,或逻辑真值表,非逻辑真值表,非运算,非逻辑关系表,与非运算,或非运算,异或运算,四大复合逻辑运算,同或运算 Y=AB,表2.1.3 与非逻辑真值表,表2.1.4 或非逻辑真值表,表2.1.5 异或逻辑及同或逻辑真值表,谢谢大家！,