8.1-8.4电路

8.1 数字电路认识

在实现市电接入控制电路中，我们要搭建组合逻辑电路实现输入与输出的逻辑对应关系，

首先要理解数字电路的特点、二进制数的表示及转换等问题。

【案例引入】

下图8.2为某一电路的输出波形图，试从波形图描述输出值的变化情况及规律。

A通道信息

B通道信息

C通道信息

图8.2 波形图

【项目任务】

二进制、十进制、BCD码的转换。

【预习练习】

1. 模拟信号是指在时间、数值上都是连续变化的信号。数字信号是指在时间和数值上

都是不连续的(离散的)信号

2. 数字信号是一种，如电子表的秒信号等。 二值信号，用两个电平(高电平和低电平)分别来表示两个逻辑值(逻

辑1 和逻辑 0)。正逻辑体制规定：高电平为逻辑 1，低电平为逻辑 0

3. (576)10=。 576；(108.4)8=（ ）10；(101.01)2＝( 5.25

【信息单】 )10 。

8.1.1模拟信号与数字信号

1．模拟信号

模拟信号是指在时间、数值上都是连续变化的信号，如温度、速度、压力等信号。传输

和处理模拟信号的电路称为模拟电路。模拟信号的优点是直观且容易实现，但存在保密性差、

抗干扰能力弱、传播距离较短、传递容量小等缺点。常见模拟信号波形如图8.3所示。

2．数字信号

数字信号是指在时间和数值上都是不连续的(离散的)信号，如电子表的秒信号等。下面

以周期性的矩形波信号为例来介绍数字信号的特性。

⑴数字信号的特点

数字信号在时间上和数值上均是离散的。 数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流，由图8.3可知，数字信号只存在高低量

之分。

(a)模拟信号 (b)数字信号

图8.3 模拟信号与数字信号

⑵正逻辑与负逻辑

数字信号是一种二值信号，用两个电平(高电平和低电平)分别来表示两个逻辑值(逻辑1

和逻辑 0)。

描述数字信号有两种逻辑体制。

正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。

负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。

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第八章 波形发生电路（自激振荡电路）

8.1 正弦波发生电路原理

8.2 RC正弦波振荡电路

8.3 LC正弦波振荡器

8.4 石英晶体振荡器(简称晶振)

波形发生电路的基本类型有两种：正弦波发生电路与非正弦波发生电路。

§8.1 正弦波发生电路原理

正弦波发生电路通常称为正弦波振荡器。是模拟电子电路的一种重要形式。特点是不需要外加任何输入信号就能根据要求而输出特定频率的正弦波信号。这种特点称为“自激振荡”。

波形发生电路是非常典型的正反馈放大电路。

一、 产生自激振荡的条件

假设图示电路中：先通过输入一个正弦波

信号，产生一个输出信号，此时，以极快的速度

使输出信号，通过反馈网络送到输入端，且使

反馈信号与原输入信号“一模一样”，同时切断原输入信号，由于放大器本身不能识别此时的输入究竟来自信号源，还是来自本身的输出，既然切换前后的输入信号“一模一样”，放大器就一视同仁地给予放大，形成：

输出→反馈→输入→放大→输出→反馈→……

这是一个循环往复的过程，放大器就构成了一个“自给自足”的自激振荡器。

上述假设指出：只有反馈到输入端的信号与原输入信号“一模一样”。才能产生自激振荡，“一模一样”就是自激振荡的条件——亦称平衡条件。

iUU5 是正弦波，而描述正弦波的三要素是：振幅、频率和相位。

iUU5 振幅相等；相位相同（若相位总相同，则频率和初相一定都相等）

因为自激振荡是一个正反馈放大器，故可用反馈的概念来描述振荡条件。

当fiUU时

uuiuuifAFUUAFUU11 由于uA和uF都是复数

AjuueAA

FjuueFF

)(1FAjuuuueFAFA

此式要成立，则必有1uuFA，nFA2（2.1.0n）

.

. . .

. . .. §8.1 比例运算电路

8.1.1 反相比例电路

1. 基本电路

电压并联负反馈输入端虚短、虚断

特点：

反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低

输出电阻小，带负载能力强

要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差。

如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M

2. T型反馈网络（T型反馈网络的优点是什么？）

虚短、虚断

.

.

.

.

. . ..

8.1.2 同相比例电路

1. 基本电路：电压串联负反馈

输入端虚短、虚断

特点：

输入电阻高，输出电阻小，带负载能力强

V-=V+=Vi，所以共模输入等于输入信号，对运放的共模 抑制比要求高

2. 电压跟随器

输入电阻大输出电阻小，能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小

§8.2 加减运算电路

8.2.1 求和电路

1. 反相求和电路

2. .

. . .

. . .. 虚短、虚断

电脑主板CPU供电电路工作原理分析

CPU的供电主要是由电源控制芯片控制场效应管，以得到符合要求的电压和电流供CPU使用，它的原理如图4-1所示。

开机时，电源控制芯片通过CPU的VID0～VID4五个引脚，识别CPU所需要的核心电压。

然后电源控制芯片输出控制脉冲，控制场效应管的导通和截止，这其实就是一个开关电路。场效应管将这个脉冲放大，经过电感和电容的滤波后，得到平稳的电压、电流供CPU使用。在场效应管输出处有电流反馈，在CPU核心电压输入处有电压反馈，均反馈至电源控制芯片。

电源管理芯片通过反馈回来的电流和电压调整控制脉冲的占空比，控制场效应管的导通顺序和频率，最终得到符合要求的电压和电流。

还有一个问题是：电源控制芯片是如何通过CPU的VID0～VID4五个引脚识别CPU所需电压的呢？这就涉及VRM（电压调整组件）的定义。

为了减少人工干预的复杂性，简化稳压电路的电压控制设计，Intel专门为自家CPU制定了电压标准。根据VRM标准制定的电源电路能够满足不同CPU的要求，CPU管脚定义也属于VRM标准的范围。VRM电源规范基本上是随着Intel处理器的发展而发展的。早期的PII、PLLl遵循VRM8.1-8.4电源规范，Tualatin核心的PIII及赛扬则开始遵循VRM8.5标准，Intel在推出

willamette、NorthWood核心的P4 CPU时引入了VRM9.O标准，而到了Prescott处理器则需要VRM10标准来支持。现在，英特尔又为最新的Conroe系列处理器制定了VRM11规范。

VRM各个版本所支持的CPU及其电压调节范围如表4-1所示。

表4-1 VRM各个版本所支持的CPU及其电压调节范围

CPU 要求的电压调节最小电压VRM版本 范围 调节幅度

PII(SLOTI) 8.1 1.8～3.5V

0.05v

PII 8.2 1.3～3.5V 0.05V