【电路理论电子教案】网络函数（共五则）

第一篇：【电路理论电子教案】网络函数

CH14 网络函数

本章主要介绍网络函数在电路分析中的应用，网络函数极点和零点的概念，另外介绍跃变的概念，卷积的应用。

§14-1网络函数的定义、极点和零点

教学目的：网络函数的定义及类型，极点和零点的概念。教学重点：熟练掌握网络函数的几种类型，零极点图的绘制。教学难点：驱动点函数，转移函数，零极点图的绘制。教学方法：多媒体，板书。教学内容：

一、网络函数的定义及类型

1．定义：在零初始条件下，且电路的输入激励是单一的独立电压源或电流源时，电路的零状态响应r(t)的象函数R(s)与输入激励e(t)的象函数E(s)之比。网络函数用H(s)表示，即

H(S)R(s)E(S)2．按激励与响应的类型，网络函数可以具有不同的形式。

（1）如果响应与激励属于同一对端子，则网络函数称为策动点函数。具体地说，电压响应的象函数与电流激励象函数之比称为策动点阻抗函数；电流响应的象函数与电压激励的象函数之比称为策动点导纳函数。所以，有两种策动点函数。

（2）如果响应与激励不属于同一对端子，则网络函数称为转移函数。具体地说，如果激励为电压源，则当响应为电压时，其网络函数称为电压转移函数；当响应为电流时，其网络函数称为转移导纳函数。如果激励为电流源，则当响应为电压时，其网络函数称为转移阻抗函数；当响应为电流时，其网络函数称为电流转移函数。所以，共有四种转移函数。

二、网络函数的零点和极点

由式是关于的多项式，故可展开为部分分式的形式。

可知，网络函数的分子、分母都

式中：为常数。因为，所以称为共轭复数，且[例]：，所以称

为网络函数的极点。

为网络函数的零点。而的零点和极点或为实数或的极点就是对应电路变量的固有频率。

试求： 题图所示电路中，已知：（1）网络函数（2）作出

； 的零、极点分布图。

图14-1 例题

[解]：

其它略。

网络函数一个重要性质是：当激励为单位冲激信号δ(t)时，则因为E(s)=L[δ(t)]=1，所以R(s)=H(s)有

-1-1h(t)=L[H(s)]= L[R(s)]=r(t)说明网络函数的原函数就是电路的激励响应。

§14-2卷积

教学目的：卷积积分的推导和应用问题。教学重点：卷积应用。

教学难点：应用卷积定理求电路响应。教学方法：课堂教授。教学内容：

一、卷积的定义

设有两个定义在区间的时间函数

和，则下列积分式

称为和的卷积，即 的卷积积分，简称卷积。通称用符号

表示函数

和

如果令则，于是有

所以：

二、卷积定理

设即：，则卷积的拉氏变换为，可利用卷积定理来分析电路响应，设响应对为

为外加激励的象函数，为网络函数，则网络

求反变换即得到时域响应

根据式

可以写为

式中： 为外加激励函数的时域形式；

为网络的冲激响应。

第二篇：【电路理论电子教案】含有耦合电感的电路

CH10 含有耦合电感的电路

本章主要介绍耦合电感中的磁耦合现象、互感和耦合因数、耦合电感的同名端和耦合电感的磁通链方程、电压电流关系、含有耦合电感电路的分析计算及空心变压器、理想变压器的初步感念。

§10-1 互感

教学目的：掌握自感、互感、耦合、同名端的概念；耦合电感的伏安特性、等效模型。

教学重点：耦合电感的伏安特性。

教学难点：列写表征耦合电感伏安特性的电压电流方程。教学方法：课堂讲授。教学内容：

一、基本概念

1．自感、互感和耦合的概念：

（1）耦合元件：除二端元件外，电路中还有一种元件，它们有不止一条支路，其中一条支路的带压或电流与另一条支路的电压或电流相关联，该类元件称为偶合元件。（2）磁耦合：如果两个线圈的磁场村相互作用，就称这两个线圈具有磁耦合。（3）耦合线圈：具有磁耦合的两个或两个以上的线圈，称为耦合线圈。

（4）耦合电感：如果假定各线圈的位置是固定的，并且忽略线圈本身所具有的电阻和匝间分布电容，得到的耦合线圈的理想模型就称为耦合电感。（5）自感与互感：（如图所示）一对耦合线圈，线圈1的电流i1所产生的通过本线圈的磁通量11，就称为自感磁通，其中有一部分与线圈2交链，称为线圈1对线圈2的互感磁通21。同样，线圈2的电流i2所产生的自感磁通为22，对线圈1的互感磁通为12。于是得到： 1自感磁链：11 =N111 22=N222 ○互感磁链：21=N221 12=N112 2自感（自感系数）：L1○

11i1 L222i2

互感（互感系数）：M2121i1 M1212i2

图 10-1 耦合电感且有：M12M21M

3M与L1、L2关系：M○

L1L2

可以证明：由于2111，1222 则有：

M2=M12M212112i1i2=

N112N221N111N2221122==L1L2 i2i1i2i1i1i2即有：ML1L2 反映了两耦合先驱那相互作用的紧密程度，定义为耦合系数。

ML1L2 0k1（6）耦合系数：kk=1时：称为全耦合；k=0时：端口之间没有联系。

2．同名端、异名端：是指分属两个耦合线圈的这样的一对端钮，当两线圈的电流分别从这两个端钮同时流入或流出时，它们各自线圈中的自磁链与互磁链的方向一致。反之为异名端。表示方法：常用标志“．”或“*”表示。

i1 * + u1 L1 _ M * i2 + L2 u2 _

二、伏安关系

耦合线圈中的总磁链：1=1112=L1i1Mi2

2=2221=L2i2Mi1

图 10-2 同名端根据法拉第电磁感定律及楞次定律：电路变化将在线圈的两端产生自感，电压UL1，UL2和互感电压UM21，UM12。

dd11di1di22L1于是有：UL1 UL2L22 dtdtdtdt

UM21d21did12diM1 UM12M2 dtdtdtdt两线圈的总电压U1和U2应是自感电压和互感电压的代数和。即： U1UL1UM12L1di1diM2 dtdtdi2di1M dtdt U2UL2UM21L2其中“+”“-”好选取的原则是：① 自感电压前的正负号取决于U1和i1,U2和i2是否设为关联参考方向，若关联则取“+”号，反之为“-”号。②互感电压前的符号选取：M取“+”号时，两线圈电流参考方向要么同时指向同名端，要么同时背离同名端。反之M取“-”号。或者记为：互感电压“+”极性端子与产生它的电流流进口端子为一对同名端，则去“+”号，反之为“-”号。

三、耦合电感的相量模型和伏安关系的相量形式

图10-3 耦合电感相量模型

四、耦合电感的含受控源等效模型

图10-4 耦合电感CCVS等效模型

§10-2 含有耦合电感电路的计算

教学目的：学习串联谐振和并联谐振。教学重点：谐振的特点。

教学难点：实际的并联谐振电路。教学方法：课堂讲授。教学内容：

一、去耦等效电路

当耦合电感的两线圈串联、并联或各有一端相连成为三端元件时，其电路可以等效为无互感（无耦合）的等效电路，我们称这种等效电路为去耦合等效电路。

二、耦合电感的串联等效

1．顺串：LL1L22M 2．反串：LL1L22M

图10-5 耦合电感的串联

三、耦合电感的并联等效

1．同侧：

2．异侧：

(b)

图10-6 耦合电感的并联

[例]：教材P243 10-5（a）、（b）[解]：略。

§10-3 空心变压器，理想变压器 教学目的：学习耦合电感的重要实际应用：空心变压器和理想变压器。教学重点：变压器的伏安关系，等效电路，阻抗变换作用。教学难点：含理想变压器电路的分析。教学方法：课堂讲授。教学内容：

一、空心变压器的电路模型 6-1图 10-7 空心变压器的电路模型

二、空心变压器的等效电路

图10-8 原副边等效电路

1．原边等效电路

从原边看进去的输入阻抗为：

2．副边等效电路

求变压器副边的戴维宁等效电路可得：

三、理想变压器的电路模型

图 10-9 理想变压器的电路模型

四、理想变压器的阻抗变换作用

五、理想变压器的实现

[例]：教材P246 10-17 [解]：略。

第三篇：电路理论授课教案(110学时)

《电路理论》授课教案（110学时）

绪

论

在绪论中，向学生介绍应用电能的优点，电气化对我国经济建设的重要意义，以及电工技术和我国电气事业的发展概况。此外还要说明本课程的目的和任务、基本内容与本专业的关系和学习方法，使学生明确学习目的与要求。

强调实验环节的重要性，说明预习报告的写法，并提出对实验的基本要求，使学生更加重视实验环节。

推荐几种学习参考书。

约二十分钟时间。

第一章 电路模型和电路定律

内容：

1、电路模型及电流、电压的参考方向；

2、R，L，C三种元件及各自的伏安关系；

3、电压源，电流源，受控源；

4、基尔霍夫定律（KCL，KVL）；

5、功率的概念及计算。

要求：掌握基本概念及定义，强调对KCL，KVL的理解和应用，是后面内容的基础，应扎实的掌握。

重点：参考方向，KCL，KVL。难点：电压源，电流源，受控源的特点。

在讲授过程中，对重点内容要讲清楚，讲明白，对难点内容要多举例。计划：6学时。

主要作业：1---2，1---4，1---8，1---9，1---11，1---12。

第二章 电阻电路的等效变换

内容：

1、电阻的串、并、混联及等效电阻，输入电阻的概念；

2、电阻的星接与三角接的等效变换；

3、电压源，电流源的串、并联及等效变换。

要求：掌握利用电源的等效变换及电阻的串、并联，分析、简化电路，掌握初步的电路分析方法。

重点、难点：电源的串、并联及等效变换。讲授时，要讲清楚概念，多举例题，多做练习。计划：4学时。

作业：2---2，2---4，2---6，2---8，2---10。

第三章 电阻电路的一般分析

内容：

1、电路的图及KCL、KVL的独立数；

2、支路分析法；

3、网孔分析法与回路分析法；

4、结点分析法。

要求：能熟练运用各种分析法，求解不同类型的电路。本章是分析电路的重点章节，要求学生在深入理解各种方法的基础上，能合理选择相应的分析方法求解电路。

重点：结点法和回路法

难点：选择合理的分析方法；独立回路的选择；受控源的处理；特殊情况的处理。在讲授时，将各种分析方法清楚地介绍给学生，多举例，最好选一个例题用各种方法求解，使学生对各种方法有一个更深刻的认识。讲好例题后，做几个练习，加深，加固。

计划：6学时。

作业：3---2，3---4，3---5，3---7，3---10，3---14。

第四章 电路定理

内容：

1、叠加定理；

2、替代定理；

3、戴维宁定理和诺顿定理；

4、特勒根定理

5、互易定理；

6、对偶原理。

要求：掌握几个定理的内容及应用范围，能应用定理求解电路问题。熟练掌握戴维宁定理（诺顿定理）及叠加定理。对特勒根定理与互易定理应掌握其分析问题的思路与方法，并能利用定理求解电路。替代定理与对偶原理可作为了解内容。

重点：戴维宁定理（诺顿定理）及叠加定理。难点：对特勒根定理、互易定理的理解和应用。讲授时应注意：

1、对每个定理首先要说明，说清定理的内容，应用范围；

2、举例说明每个定理的解题思路、过程及应注意的问题。

计划：6学时 作业：4---1，4---3，4---5，4---8，4---11，4---13，4---14。

第五章 具有运算放大器的电路

内容：

1、运算放大器的电路模型；

2、运算放大器的比例电路分析；

3、具有理想运算放大器的电路分析。

要求：掌握含运算放大器电路的分析思路、方法，能运用两条基本规则分析、求解含理想运放的电路。

重点：含理想运算放大器电路的分析。

难点：对“虚短”、“虚断”的理解，结点法分析电路。

讲授时要详细说明“虚短”、“虚断”的意义，强调“运放”在电路中可看作多端元件，“虚短”、“虚断”是其外部特征。

计划：4学时

作业：5---1，5---3，5---5。

第六章 一阶电路

内容：

1、动态电路；

2、初始值及稳态植；

3、零输入响应、零状态响应及全响应；

4、阶跃响应、冲激响应。要求：

能熟练运用一阶电路的基本方法———三要素法分析、求解电路。掌握与过渡过程有关的重要概念。能求解一阶电路的阶跃响应和冲激响应。

重点：三要素法。

难点：初始值的确定；冲激响应的求解。

讲授时，先举例说明过渡过程的产生原因，引出换路定则。详细讲述三要素法及其应用，对直流激励及正弦激励均应举例说明。阶跃响应及冲激响应主要应把概念说清。

计划：10学时

作业：6---1（a）（b），6---2，6---4，6---11，6---13，6---17，6---23，6---24，6---25。

第七章 二阶电路

内容：

1、二阶电路微分方程的建立；

2、零输入响应、零状态响应；

3、阶跃响应与冲激响应。

要求：掌握经典法分析二阶电路的基本思路，方法。掌握零输入响应在不同参数条件下的三种类型，了解二阶电路阶跃与冲激响应的分析法。

重点：零输入响应 难点：全响应的求解

讲授时，应重点介绍零输入响应的分析过程，强调零输入响应与特征根相对应的三种形式，可作为一般方式来用。举例说明零状态响应、全响应的分析方法。

计划：4学时

作业：7---1，7---4，7---6，7---7。

第八章 相量法

内容：

1、相量法的基本概念及适用条件；

2、相量法的运用及电路定律的相量形式。

3、电路元件的相量形式。

要求：能熟练运用相量法进行运算，正确理解瞬间表达式与相量式的关系。牢记电路定律的相量形式，能熟练建立线性电路的相量模型。

重点：电路定律的相量形式，电路元件的相量形式，电路的相量模型。

难点：相量图。

讲授时，从计算两个正弦电流的和，引出正弦量的相量表示这个问题。详细讲解，多举例题，说明相量法的优点。

计划：4学时

作业：8---1，8---3，8---4，8---6，8---7。

第九章 正弦电流电路的分析

内容：

1、正弦电流电路的稳态分析——相量分析法；

2、功率、复功率；

3、串、并联谐振；

4、最大功率传输。

要求：能运用相量法这一工具分析、求解各种正弦稳态电路。掌握电路中各种功率的概念及计算。掌握谐振概念。

重点：相量分析法；相量图分析法。

难点：相量图法；复杂正弦稳态电路的计算。讲授时，首先要说明交流与直流的区别，避免学生照搬直流方法来解决正弦稳态电路问题。在分析时从两个方面加以说明（1）大小关系（有效值、幅值关系）；（2）相位关系（相量图）使学生尽快建立交流概念。对解题能力的培养应从以下两方面着手（1）多举例；（2）多练习。

计划：12学时。

作业：9---1，9---4，9---6，9---8，9---10，9---11，9---14，9---17，9---20，9---21，9---27，9---30，9---33。

第十章 具有耦合电感的电路

内容：

1、互感的概念及其电路的计算；

2、空心变压器；

3、理想变压器及其三种变换作用。

要求：掌握含有互感电路的分析计算方法，了解空心变压器的工作原理，能求解电路。掌握理想变压器的三种变换作用及电路分析。

重点：理想元件的VCR，互感电路的去耦等效，理想变压器的三种变换 难点：互感电压的计算；空心变压器折算等效电路及意义。

讲授时，以两个线圈耦合为例引出电感线圈间的磁场耦合问题。说明耦合情况时要画图，同名端很重要要详细说明，讲清楚引入同名端的意义，一定要把耦合电感元件的VCR讲清楚。讲清楚耦合电感电路的特点、分析计算方法。

计划：4学时

作业：10---1，10---3，10---4，10---6，10---8，10---12。

第十一章

三相电路

内容：

1、对称三相电路的概念及计算；

2、不对称三相电路的概念及计算；

3、三相功率及其测量。

要求：熟练掌握对称三相电路的计算，掌握不对称三相电路的计算。能计算并会测量三相功率。

重点：三相对称电路的线电压与相电压、线电流与相电流的关系；三相对称电路的计算方法——归为一相计算方法。

难点：不对称三相电路的计算；功率表读数的计算。

讲授时，应重点讲清楚三相对称电路的线电压与相电压、线电流与相电流的关系；从三相电路的结构出发，启发学生应考虑采用三种分析方法中的结点电压法，对三相电路进行计算。再结合三相对称电路的线电压与相电压的关系，引出归为一相计算方法。不对称三相电路的计算也应围绕结点法展开。通过介绍中点位移，说明中线的作用。

作业：11---1，11---2，11---5，11---8，11---10。

第十二章

非正弦周期电流电路和信号的频谱

内容：

1、非正弦周期电流的概念及非正弦周期量的分解；

2、非正弦周期电流电路的概念及计算——相量法加叠加原理。

要求：了解非正弦周期函数分解为付里叶级数的数学方法。会计算非正弦周期电流、电压的有效值、平均值和平均功率。掌握非正弦周期电流电路的分析方法。

重点：非正弦周期电流电路的分析计算 难点：对平均功率的理解、计算

讲授时，要讲清楚解题思路，先分解，然后对直流分量用直流方法求解，对各次谐波分量用相量法对每一频率分量求解，并转换为瞬时值形式，最后把瞬时值叠加。强调对每一频率分量，其相应的感抗、容抗是不同的。

计划：4学时

作业：12---4，12---6，12---7，12---9。

第十三章

拉普拉斯变换

内容：

1、拉氏变换的定义及其性质；

2、拉氏反换；

3、运算电路，KCL、KVL的运算形式；

4、运算法。

要求：熟练掌握用运算法分析计算线性电路，尤其是高阶电路的分析。重点：电路元件的运算模型的建立，运算法。难点：运算电路模型的建立。

讲授时，在讲清楚拉氏变换后，要说明它是求解线性电路的一个数学工具，重点讲解运算电路模型的建立及电路定律的运算形式。在本章的结束语中将运算法与相量法作一全面的比较，使学生对拉普拉斯变换法有一个全面正确的理解。

计划：6学时

作业：13---1（1）（4）（6）（7），13---2（1）（4），13---3（3）（4），13---4（a）（b），13---6，13---9，13---16，13---20。

第十四章

网络函数

内容：

1、网络函数的定义及其性质；

2、网络函数的极点和零点；

3、网络函数的极点、零点与冲激响应；

4、网络函数的极点、零点与频率响应。

要求：能求解网络函数，了解网络函数的零、极点分布对冲激响应、频率响应的影响。能画出频率响应曲线。

重点：网络函数对频率响应的影响。难点：频率响应曲线。

讲授时，要讲清楚概念，对幅频响应曲线及相频响应曲线要举例详细说明，结合时域分析验证预测结果，使其具体化，这样可帮助学生理解这些内容。

计划：4学时。

作业：14---2，14--3，14---5，16---10（e）、(h)。

第十五章

电路方程的矩阵形式

内容：

1、割集及关联矩阵，回路矩阵，割集矩阵；

2、复合支路的定义及其方程的矩阵形式；

3、回路方程，结点方程，割集方程的矩阵形式；

4、状态方程。

要求：掌握树、割集、A、B、Q等基本概念，要正确理解其含义及其在电路分析中的应用。能熟练列出三种电路方程的矩阵形式，能列写一般网络的状态方程。

重点：方程矩阵形式的建立。

难点：支路导纳阵及支路阻抗阵中受控源、耦合电感的处理。

讲课时，要先复习图论的有关知识，然后再引出割集概念。对复合支路及其支路方程的建立过程要详细讲述，其中重点是支路阻抗阵和支路导纳阵的建立，要讲清楚受控源、耦合电感在两阵中的位置、大小、正负。说明回路阻抗阵和结点导纳阵与代数方程中相应系数阵的关系，并多举例多练习，这样有助于学生内容的消化、理解。

计划：10学时。

作业：15---1，15---5，15---7，15---8，15---9，15---10，15---18。

第十六章

二端口网络

内容：

1、二端口网络的概念、方程与参数；

2、转移函数、特性阻抗、等效电路；

3、二端口的连接；

4、回路器和负阻抗变换器。

要求：能写出二端口网络的方程，能求解二端口网络的四种参数（Y，Z，T，H）。了解转移函数的概念及特性阻抗的概念。能求出等效电路，掌握二端口的连接方式与参数之间的关系。对回转器和负阻抗变换器有一般性了解。

重点：Y，Z，T，H参数及其方程要牢记。

难点：含源等效电路的建立，含二端口网络电路分析与计算。

讲授时，以方程为主线引出参数的三种求解方法（1）实测法；（2）短路、开路法；（3）建立方程法。

计划：8学时

作业：16---1，16---3，16---4（a），16---6，16---8，16---9，16---12，16---14，16---15。

第十七章

非线性电路简介

内容：

1、非线性电阻元件的串联与并联；

2、非线性电感和非线性电容；

3、非线性电路方程的建立；

4、小信号分析法及分段线性化方法。

要求：了解非线性电阻电路的概念及伏安特性，掌握小信号分析法。能建立方程。重点：小信号分析法。

难点：串、并联伏安特性的叠加。

讲授时，在介绍非线性电路概念的基础上，重点讲解将非线性电路线性化的方法，使学生清楚非线性电路的求解思路。结合自学进行学习。

计划：2学时

作业：17---5，17---10。

第四篇：电子节能灯电路集锦

电子节能灯电路集锦

电子镇流器知识

（一）一、电子镇流器知识

1、概述：

20世纪70年代出现了世界性的能源危机，节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研究，随着半导体技术飞速发展，各种高反压功率开关器件不断涌现，为电子镇流器的开发提供了条件，70年代末，国外厂家率先推出了第一代电子镇流器，是照明发展史上一项重大的创新。由于它具有节能等许多优点，引起了全世界的极大关注和兴趣，认为是取代电感镇流器的理想产品，随后一些著名的企业都投入了相当的人力、物力来进行更高一级的研究与开发。由于微电子技术突飞猛进，促进了电子镇流器向高性能高可靠性方向发展，许多半导体公司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品，1984年，西门子公司开发出了TPA4812等有源功率因数校正电器IC，功率因数达到0.99。随后一些公司相继推出集成电子镇流器，89年芬兰赫尔瓦利公司又成功推出可调光单片集成电路电子镇流器，电子镇流器目前在全世界特别是发达国家已全国推广应用。

我国对电子镇流器的研究开发起步较晚，技术起点低，早期对这一产品的难度和复杂性认识不足，专用半导体器件开发未跟上，产品质量过不了关，而且市场极不规范，大量的低价劣质品被抛向市场，使消费者蒙受损失，严重损害了电子镇流器的形象。90年代后期，由于生产水平有了迅速发展和提高，从电路设计到了电子器件的配套都进入了较成熟阶段，优质产品进入建筑工程，随着我国绿色照明工程的实施，为电子镇流器推广应用铺平了道路，国产电子镇流器必将迅速赶上国际先进水平，在竞争的国际市场中占有一席之地。

2、电感镇流器和电子镇流器的工作原理：

为了使荧光灯正常工作，必须满足三个条件：

a、灯丝的预热电流或灯丝电流

b、高电压启动

c、限制工作电流 电子镇流器知识

（二）当开关闭合电路中施加220V 50HZ的交流电源时，电流流过镇流器，灯管灯丝启辉器给灯丝加热（启辉器开始时是断开的，由于施压了一个大于190V以上的交流电压，使得启辉器内的跳泡内的气体弧光放电，使得双金属片加热变形，两个电极靠在一起，形成通路给灯丝加热），当启动器的两个电极靠在一起，由于没有弧光放电，双金属片冷却，两极分开，由于电感镇流器呈感性，当电路突然中断时，在灯两端会产生持续时间约1ms的600V-1500V的脉冲电压，其确切的电压值取决于灯的类型，在放电的情况下，灯的两端电压立即下降，此时镇流器一方面对灯电流进行限制作用，另一方面使电源电压和灯的工作电流之间产生55。-65。的相位差，从而维持灯的二次启动电压，使灯能更稳定的工作。电感镇流由于结构简单，寿命长，作为第一种荧光灯配合工作的镇流器，它的市场占有率还比较大，但是，由于它的功率因数低，低电压启动性能差，耗能笨重，频闪等诸多缺点，它的市场慢慢地被电子镇流器所取代，电感镇流器能量损耗：40W（灯管功率）+10W（电感镇流器自身发热损耗）等于整套灯具总耗电为50W。

②、电子镇流器的工作原理：

电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器，其基本工作原理是：

工频电源经过射频干扰（RFI）滤波器，全波整流和无源（或有源）功率因数校正器（PPFC或APFC）后，变为直流电源。通过DC/AC变换器，输出20K-100KHZ的高频交流电源，加到与灯连接的LC串联谐振电路加热灯丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端，但使灯管“放电”变成“导通”状态，再进入发光状态，此时高频电感起限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流，为了提高可靠性，常增设各种保护电路，如异常保护，浪涌电压和电流保护，温度保护等等。电子镇流器知识

（三）③、电感镇流器与电子镇流器的比较： 电子镇流器知识

（四）3、电子镇流器的分类：

A、按安装模式可分为：a、独立式 b、内装式 c、整体式

B、按性能特点可分为：a、普通型 b、高功率因数型 c、高性能型 d、高性价比型 e、可调光型五大类

序号 类型 性能 特点

功率因数 谐波含量 三次谐波 灯电流波峰比

1.普通型 0.6

≥120% 90%

1.4~1.6 高频化使之小型、轻、有节电功能

2.高功率因数型H级 ≥0.9 ≤30% ≤18%1.7~2.1采用无源滤波和异常保护

3.高性能电子镇流器L级 ≥0.95 ≤20% ≤10%

1.4~1.7 有完善的异常保护功能，电磁兼容

4.高性价比电子镇流器L级 ≥0.97 ≤10% ≤5%

1.4~1.7 采用集成技术和恒功率电路设计，电压波动影响照度小 5.可调光电子镇流器 ≥0.96 ≤10% ≤5%

≤1.7

采用集成技术和有源可变频率谐振技术

4、电子镇流器的优点：

1)节能：电子镇流器自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%左右，而且荧光灯在30KHZ左右的高频下，光效将提高20%，工作电流仅为电感的40%左右，并且能够在低温、低压下启动和工作。

2)无频闪：灯管在30KHZ左右工作时，发光稳定，人眼感觉不出“频闪”有利于保护视力。

3)无噪声：有利于在安静的环境中工作和学习。

4)灯管寿命延长：无需启辉器，不被反复冲击，闪烁，不会使灯管过早发黑，一次启动，减少维修和更换启辉器和灯管的工作量。

5)功率因数高，减少了无功损耗，提高了供电设备容量的有效利用率，减少线路的损耗。

二、电子镇流器产品介绍

电子镇流器可分为4大系列15个品种：

1、一拖一，普通型与灯箱型专用电子镇流器分为20W、30W、40W共6个品种

2、一拖二，普通型与灯箱型专用电子镇流器分为2 X 20W、2 X 30W、2 X 40W共6个品种

3、环形灯用电子镇流器分为22W、32W共2个品种

4、石英灯变压器适用于35-60W共1个品种

注：20W、40W是针对T10、T12管来说的，18W、36W是针对T8灯管来说的。所以有时我们讲20W，也可以理解为18W，同时T8管的36W我们也可以理解为T10、T12的40W，因为它们的镇流器是通用的。

三、电子镇流器的性能及工艺

1、高功率因数，功率因数>0.9

2、流明系数>95%

3、工作温度-15℃-+50℃

4、最高温升15℃

5、工作电压范围 160VAC-240VAC

6、产品设计与加工程序严格按ISO9002的质量保证体系来运作,原材料层层把关,筛选,成品最终要全部检验、老炼，合格方可入仓。

四、电子镇流器的实用场合

1、一拖一、一拖二灯箱专用电子镇流器是专门为户外灯箱，广告牌而设计的它有：

1）使用安全绝缘性能高，防水防潮性能好，镇流器温升低，不会影响灯箱布或灯箱片因受热而变黄。

2）方便：

a、可直接插到光管脚上，无须接驳安装接线柱；

b、镇流器底部附有海绵贴，可粘贴固定镇流器；

c、配备金属扣，无须灯管支架也可固定灯管；

d、省去频繁更换启辉器的麻烦。

3、一拖一、一拖二普通型电子镇流器适用于各种普通照明场合灯具的安装与更换；

4、环形灯电子镇流器是专门为环形灯而设计，它适用于安装在吸顶灯具内，如家庭阳台照明、走道照明、楼梯通道照明及其它公共场所照明。

5、石英灯变压器是专门为35W-60W的低压石英灯而设计的，用它配用的下射灯寿命长（是白炽灯的4倍）亮度高、色温恒定、体积小，可用于商店、展示橱窗、展览馆、珠宝店、酒吧、博物馆、专卖店等处的一般照明或特殊区的重点照明。现在就对照电路图来逐一分析：   L1-L2:是电感线圈，由铜线绕成，分别起耦合及镇流器的作用。利用高频节能，发热很小，比电感镇流器还耐用，在电子镇流器中从未被烧坏过。同类零件能使用10年以上。D1-D4: 整流二极管，用于提供直流电，用耐压1000伏1A的1N4007，而电源的电压才250伏，故此，所有的损坏均表现为过流烧毁。

BG1-BG2: 开关三极管，电子镇流器中最贵的零件。交变振荡、启辉都由它完成。就是这两个零件最容易最经常坏。节能灯或电子镇流器是长寿还是短命主要的问题就在这里。因为它要求耐高温耐高电压并且工作点要为中点，过流、过压、过热、共态、干扰均会使它烧毁，特别娇气，因而即使采用最好最贵的零件，如果在设计时不能把所有的不可预料的情况都考虑进去，就会发生烧毁。实际上没有可能都预计到，因而没有不会坏的节能灯（包括电子支架头、电子镇流器）原因就在于此。解决办法一般有两种意见：

１、增加各种昂贵的保护电路来保护它。这就是“高档”节能灯卖得贵的最主要原因。成本高，就不会坏吗？因而大部分的厂家都不采用这个方法。

２、把不太需要的保护电路去掉，想办法降低成本及售价，坏了也值。

大部分的节能灯厂家及电子镇流器厂家都采取了第二种的做法，特别是低价产品的厂家。他们把几乎所有的保护电路都省略了，并采用便宜的三极管，把成本压到最低，以获得绝对的价格竞争力。因为不可预料的情况总是很少出现的，与其花重本去防止，不如干脆降低成本，增加包用期，并宣传“反正便宜，坏了就干脆扔掉算了”的口号。正因为这些廉价的节能灯都不带有保护电路，因此在实际使用中，不可预料的情况出现了：有的节能灯运气不好，只用几天就坏了，有的可用差不多一年。更多的情况是，刚过包用期（一般是一两个月），就坏了。让消费者颇有怨言。不明就里的消费者还以为是有的品牌质量好，有的品牌质量不好。其实质量都差不多一样。

厂家要竞争国内的市场，就应针对这个弱点，真正落实包修包用的承诺。例如，把这些零售５元的节能灯、支架头、镇流器，包用期延长到半年，真正满足消费者的需求，觉得质量可靠。但这样做必定给厂家带来特别大的维修压力。在此讲两个减压方法：

１、在D1-D4前面加上一个0.7安的保险管，４个二极管就几乎没有会坏的可能，只会老化，能使用10年以上。保险管若带保险座可以方便维修时更换，高档电子镇流器中都有。

２、在三极管前面也加上插座。城市照明期刊曾提到过。一般来说，三极管是必坏件。

这样，在维修时可达到几乎看也不用看，直接换掉这两个零件就修好。极大地提高了厂家维修的效率。那么其它的零件就肯定不会坏了吗？

以下就再说说其它零件的功能及损坏情况。

大家都知道，一个成熟的电路设计，在相同工作条件下，只要其各零件的数值不被改变，这个电路就能一直正常工作。本电路其余零件都是起启动及保护作用的辅助零件，在实际使用中很少坏。只要选择正品零件与合理的参数（图中已给出参考数值），就不会出问题。

C1-C2: 滤波保护电容（重点，常坏，表现为爆炸、漏液、阻抗变小或容量减少）。应用450伏105度的无感电容，可以承受320伏的电源电压。用正品电容，可保证其内部的电解液10年不干枯，温度特性比较好，因而能使用10年以上。不过成本也有所增加。

D5: 保护二极管。用耐压1000伏的4007，但实际工作电压才2伏，因而能使用10年以上。

R1-R2: 启动电阻（重点，常坏，表现为断路）。只是在开灯时用到一下。建议用正品电阻是关键，保证工艺上无虚焊，就不会发生无法启辉的现象。寿命就有10年以上。R3-R4: 保护电阻（重点，常坏，表现为烧毁，经常能凭肉眼看出）。用来保护三极管的，但作用很有限。一定要用1瓦以上功率的电阻，要比三极管耐烧，免得烧坏三极管时连自己也被烧掉。有的厂家为了省下5分钱，就使用0.25瓦的电阻，结果使得扩大了损坏范围。用1瓦以上功率的电阻就不会再出现烧毁现象，因为L1没有那么大的负载功率。C3: 是50伏的启动电容。有隔直流通交流的作用。只是在开灯时用到一下。实际的工作电压才2伏，实际使用中从未出现损坏，用正品电容能使用10年以上。

C4: 保护电容，用来保护三极管的。它内部无电解液，用小于400伏的被击穿的机会会大很多。只要选择耐压大于630伏的，一般就能用10年以上，高档电子镇流器就是这样取值。

C5:（重点，常坏），是1200伏的启动电容，只是在开灯时用到一下。很多厂家贪图便宜，只使用400伏的启动电容，但由于有时候市电会偏高，及其它不稳定因素，电压常会升到600伏以上，因而一定要使用1200伏的启动电容，才能保证使用10年以上。

综上所述，看上去好象很多零件都有可能损坏的电子镇流器，但只要做到不该省的就不省，按照要求合理取值，廉价的节能灯和电子镇流器完全可以达到长寿的效果，从而真正实现绿色照明。

常用电子节能灯的维修电子节能灯具有低电压启辉、无频闪、无噪音、高效节能、开灯瞬间即亮、使用寿命长（３０００小时以上，为普通白炽灯的３倍多）等优点，很受消费者的欢迎（尤其在电源电压波动频繁的地区）。电子节能灯有玻罩型和裸露型。玻罩型又有球型、球柱型、工艺型等三个系列，前两个系列均有全透明、刻花、彩色刻花和乳白色４个品种。它具有外形美观、安 装时不易损坏灯管、耐碰撞等优点；裸露型则有Ｈ型、ＵＨ型、３Ｕ型、４Ｕ型、２Ｄ型及螺旋型等。按发光的颜色分，则可分为红、绿、蓝、黄（色温为 ２７００Ｋ，属暖色光，类似于白炽灯的光色）、白（色温以６４００Ｋ居多，属冷色光，类似于日光灯的光色）；而色温为５０００Ｋ的灯管因光色接近于自然 光，对眼睛无刺激，更适合于学生和精细工作。本文介绍的电子节能灯电路见图１，印板图见图２。该电路已加有软启动（灯丝预热）电路，可延长灯管寿命。多应 用于护目灯和外销灯具中。

第五篇：《计算机电路基础》电子教案

《计算机电路基础（1）》电子教案

第一章

电路分析的基础知识 第二章

半导体的基本器件 第三章

开关理论基础 第四章

门电路 第五章

组合逻辑电路 第六章

时序逻辑电路 第七章

存储器和可编程逻辑器件 第八章

数字系统基础

第一章电路分析的基础知识

教学目标：

1． 掌握电流的参考方向，电压的参考极性；关联参考方向等概念 2． 掌握电阻，电容，电感的伏安关系式 3． 掌握电压源，电流源的伏安关系式 4． 掌握列写KCL，KVL的方法

5． 掌握用等效变换，串，并联和分压，分流公式计算简单直流电路的方法 6． 熟悉戴维南定理及叠加定理 7． 熟悉简单RC电路的过渡过程

8． 了解受控源的四种形式 教学重点、难点：

1． 掌握电流的参考方向，电压的参考极性；关联参考方向等概念 2． 掌握电阻，电容，电感的伏安关系式 3． 掌握电压源，电流源的伏安关系式 4． 掌握列写KCL，KVL的方法 5． 掌握列写KCL，KVL的方法 6． 熟悉戴维南定理及叠加定理 教学内容：

一、电路的组成及电路分析的概念

1．电路：是由若干电路元件按一定的方式相互连接而成的联结体，其主要作用是产生或处理信号及功率。电路中一般所涉及的元件有：电压源、电流源、受控源、电阻、电感和电容等。

2．电路分析：在已知电路结构及参数的条件下，求解电路中待求电量的过程。

3．电路设计：在设定输入信号或功率（能量）的条件下，欲在输出端口产生给定的信号或功率（能量），而求解电路应有的结构及参数的过程。对于一个实际电路，电路分析的结果具有唯一性，而电路设计的答案一般具有多样性。

二、电路中的主要物理量及参考方向

1．电流：电路中一个具有大小和方向的基本物理量，其定义为在单位时间内通过导体截面的电通量或电荷量。电流的大小即电流的强度，简称电流，其单位为安培（A）

在物理学中，规定电流的方向是正电荷运动的方向，即电流的真实方向。对任意假定的电流方向称为电流的参考方向。

2．电压：电路中一个具有大小和方向（极性）的重要物理量。电压又叫做电压差或电压降，与电路中两点有关。与电流的表示方式相似，用大写字母U表示恒定的电压（直流电压），用小写字母u表示电压的瞬时值。

电压大小规定：在电路中，单位正电荷经任意路径由节点A运动到节点B电场力所做的功。电压的单位为（V），做功的单位为焦耳（J）。电压的方向称为电压极性，其定义为：如果该电场力做功的数值为正，则A，B两节点之间电压为正，在电路中，可以把任意一个节点选定为参考节点。

3．功率定义为单位时间内，电路元件上能量的变化量，是具有大小及正负值的物理量。单位为瓦特（W）在一个电路中，电源所产生的功率一定消耗在该电路的其他一些元件上，这就是电路中的功率平衡原理。

三、电路的基本元件 1． 电阻元件 2． 电容元件

3． 电感元件：实际电感器的理想化模型，它具有储存磁场能量的功能 4． 电压源：实际电源的一种抽象 5． 电流源：实际电源的一种抽象

实际的电压源是由理想电压源与一个内阻串联构成的 实际的电流源是由理想电流源与一个内阻并联构成的

6． 受控源：一种四端元件，由控制支路和受控支路两部分组成

四、基尔霍夫定律

将元件的伏安关系用于电路分析，是电路分析方法中的一个着重点。在另一方面，电路元件只有通过某种连接方式相互连接时，才能组成一个完整的电路，基尔霍夫定律正是涉及这方面的内容。基尔霍夫定律仅与电路结构（即组成电路的节点数，支路数及各支路的关系）有关，而与具体电路元件本身具有何种伏安关系无关

电路分析方法的根本依据就在于：将元件的伏安关系与基尔霍夫定律这两方面的约束巧妙地结合起来，形成对各种复杂电路的一般分析方法。

1． KCL指出：在电路中的任何一个节点，在任何时刻，流入（或流出）该节点的电流代数和为零。

2． KVL指出：在电路中的任何一个回路，在任何时刻，沿该回路绕行一周，该回路上所有支路的电压降的代数和为零 KCL和KVL均只与电路结构有关，而与元件的伏安关系无关。对于基尔霍夫定律的应用还应注意以下问题：

（1）对于一个由n个节点组成的实际电路，电路分析理论指出：对于n个节点列写KCL方程，其中只有一个由n-1个方程是独立的。

（2）对由n个节点，b条支路组成的实际电路，电路理论指出，由KVL对电路中的所有回路可以列出b-(n-1)个独立的方程式。

（3）基尔霍夫定律仅是电磁场理论中麦克斯韦方程的近似，如同经典力学中的牛顿定律乃是相对论力学定律的近似。在某些条件下，例如对微波电路中的空腔谐振器，就不能很好地应用基尔霍夫定律。

五、简单电阻电路的分析方法

将电路元件的伏安关系与基乐霍夫定律相结合，就形成各种对电路分析的方法。1．二端网络的等效概念

当电路中的某个部分，由一个或多个元件组成，但只有两个端点（钮）与电路中的其他电路部分（外电路）相连接时，则称该电路部分为一个二端网络

2．简单电阻电路的等效变换计算方法

3．戴维南定理指出：一个由电压源、电流源（本节仅包括受控源的情形）及电阻构成的二端网络，可以用一个电压源和一个电阻的串联等效电路来等效

4．叠加定理：当电路由电阻、多个电压源或电流源组成时，任何一个支路上的电压或电流是各电源单独作用时，在该支路上产生的电压或电流之和。

六、简单RC电路的过渡过程 本章小结：

一、电路是由电路元件按一定的连接方式组成的

元件的伏安关系（VAR）所约束的；基尔霍夫定律（KCL、KVL）是由电路结构所约束的。电路分析方法的实质是：将描述电路中具体元件特性的VAR和描述电路结构的KCL、KVL紧密地相结合，并形成各种具体的电路分析方法

二、电路中的主要物理量有电压、电流及功率等

电压及电流都是具有大小及方向的物理量，其参考方向的假设是进行电路分析的必要条件，但假设的任意性并不影响计算结果的正确性。

三、电路中的基本元件电阻R、电感L和电容C的伏安关系为uR=U·iR，uL=L·(diL/dt)和ic=C·(duc/dt)电容上的电压及电感上的电流一般不会发生突变，在直流电路中，电容相当于开路，电感相当于短路

四、基尔霍夫定律

KVL(∑U=0)和KCL(∑i=0)应注意在列写方程时有两套正负符号的应用

五、对简单电路的分析方法 1.等效变换的方法

（1）两个二端网络等效是指它们对于外电路进行分析时的作用是相同的（2）实际电压源与实际电流源等效变换的关系为Rs=R’s，Us=IsRs（3）数个电流源并联电路，按KCL可简化为一个等效的电流源。数个电压源串联电路，按KVL可简化为一个等效的电压源（4）n个电阻串联，等效电阻为R=R1+R2+R3+···+Rn；n个电阻并联，等效电阻为R=R1//R2//R3//﹒﹒﹒//Rn（5）电压源Us在串联电阻R1，﹒﹒﹒，Ri,﹒﹒﹒,Rn中Ri上的分压Ui为Us╳Ri/(R1+﹒﹒﹒Rn)2.戴维南定理，一个由线性元件构成的二端网络可以等效为一个由电压源Uoc和内阻Ro串联的等效电路。求Uoc的方法是：将二端网络对负载电路（外电路）开路，其所求出的开路电压值即为Uoc。求Ro时，应该将二端网络中的独立电压源等效为短路、独立电流源等效为开路

3.叠加定理：一个由线性元件构成的电路中含有多个独立电源时，在求解某个支路电压、电流的过程中，可以让这些电源分别单独作用，再将每次作用的结果叠加。当电路中某些电压源（或电流源）不作用时，应将其等效为短路（或开路）

六、简单RC电路过渡过程

当RC电路中的电容C上储存的电场能量开始累积或释放时，电容处于充、放电状态，因而电路也处于过渡过程（暂态）。电容C上的电压不能突变，而是按指数规律变化的。

第二章半导体的基本器件

教学目标：

1． 了解PN结的单向导电原理 2． 熟悉二极管的伏安特性

3． 了解开关二极管，整流二极管，稳压二极管的基本用途

4． 掌握三极管输出特性曲线中的截止区，放大区和饱和区等概念 5． 熟悉熟悉对三极管开关电路工作状态的分析方法 6． 熟悉三极管的主要参数

7． 熟悉MOS场效应管的分类及符号 8． 熟悉增强型NMOS管的特性曲线 9． 了解MOS场效应管的主要参数 教学重点及难点：

1． PN结的单向导电原理 2． 二极管的伏安特性

3． 三极管输出特性曲线中的截止区，放大区和饱和区等概念 4． 三极管的主要参数 教学内容：

一、半导体二级管 1．半导体基本知识

（1）半导体的载流子------电子与空穴（2）N型和P型半导体（3）PN结的形成

（4）PN结的单向导电性 2．二极管符号及其主要参数（1）最大正向电流（2）反向击穿电压（3）反向电流

（4）最高工作频率和反向恢复时间（5）温度影响

3．二极管应用举例：根据情况可把它视为一个理想开关：在导通时，视为“短路”或一个低值电阻，截止时，视为“开路” 4．稳压管及其应用

稳压管是一种特殊的二极管，是模拟电路中常用的一种元件。稳压管正常工作在反向穿击穿状态

二、半导体三极管

1． 三极管的符号及其特性曲线：通常认为三极管是一种电流控制电流源型器件 2． 三极管的主要参数及应用举例（1）共发射极电流放大系数（2）集电极----发射极击穿电压（3）集电极最大电流（4）最大功率（5）特征频率

（6）集电极---发射极饱和压降 3． 三极管的开关时间和极间电容 4． 三极管的共基极和共集电极电路

三、MOS场效应管 1． MOS管的分类

2． 增强型MOS管的特性曲线

3． MOS场效应管的主要参数和应用举例（1）直流参数（2）交流参数（3）极限参数 本章小结：

一、半导体二级管是由P型和N型半导体组成的，其PN结具有单向导电性。二极管为硅管和锗管两种类型。硅管的导通电压为0.5V，管子导通后管压降约为0.6~0.8V；锗管的导通电压约为0.1V，管子导通后管压降约为0.1~0.3V。二极管在模拟电路中常作为整流元件或非线性元件使用在数字电路中，常作为开关元件使用。

二、晶体三极管是一种电流控制电流源器件，其工作状态分为截止区、放大区和饱和区。

三、MOS场效应管是一种电压控制的电流源型器件。控制量取自G、S极电压而不是电流 对于二极管、三极管及场效应管，都应掌握它们的特性曲线及主要参数

第三章开关理论基础

教学目标

1． 掌握用二进制数和十六进制数表示任意整数和带小数的数值 2． 熟悉二进制数与十进制数的转换 3． 掌握编码规则

4． 了解在二进制中，用原码表示法和补码表示法表示有符号的数 5． 掌握逻辑代数的与或非三种基本运算及其对应的三种门电路 6． 熟悉与非或非与或非异或和异或非等常用运算及其对应的门电路 7． 掌握逻辑代数的基本定律和规则

8． 掌握由真值表写出标准与或表达式的熟悉逻辑代数法简化逻辑函数的方法 9． 熟悉逻辑代数法简化逻辑函数的方法 10． 掌握卡诺图简化逻辑函数的方法 教学重点及难点：

1．掌握用二进制数和十六进制数表示任意整数和带小数的数值 2．掌握逻辑代数的与或非三种基本运算及其对应的三种门电路 3．熟悉与非或非与或非异或和异或非等常用运算及其对应的门电路

4．掌握由真值表写出标准与或表达式的熟悉逻辑代数法简化逻辑函数的方法 5．熟悉逻辑代数法简化逻辑函数的方法 6．掌握卡诺图简化逻辑函数的方法

教学内容：

一、数制与编码 1．数制

（1）二进制数（2）十六进制数

2．十进制数向二进制数的转换（1）整数的数制转换（2）纯小数的数制转换（3）带小数的数制转换

3．二-十进制码：以四位二进制数表示一位十进制数的数制称二-十进制。最常用的二-十进制是自然二-十进制

二、逻辑变量和逻辑代数的三种基本运算 1． 逻辑变量：逻辑代数的变量称为逻辑变量 2． 基本的逻辑运算

（1）逻辑加（或运算）（2）逻辑乘（与运算）（3）逻辑反（非运算）

三、常见的逻辑门电路

1． 与非门：仅当所有输入都为1时，输出才为0，输出便是1 与非门可以由一个与门后接一个非门构成

2．或非门：只要有一个输入为1，输出就为0；仅当所有输入都为0时，输出才为1 或非门可以由一个或门后接一个非门构成 3．与或非门

4．异或门：输入信号不相同时，输出为1；当两路输入信号相同时，输出为0 5．异或非门：输入信号相同时，输出为1； 当两路输入信号不相同时，输出为0

四、逻辑代数的基本定律和规则 1．基本定律（1）交换律（2）结合律（3）分配律（4）吸收律（5）0-----1律（6）互补律（7）重叠律（8）对合律（9）反演律 2．基本规则（1）代入规则（2）对偶规则（3）反演规则

五、常用公式

六、逻辑函数的标准形式 1．由真值表写出逻辑表达式

逻辑表达式是用逻辑代数中的函数表示式描述了逻辑函数 2．最小项

最小项具有如下性质：（1）全体最小项之和1（2）任意两个最小项之积为0（3）若两个最小项之间只有一个变量不同（在一个最小项中是原变量，在另一个最小项中是反变量），其余各变量均相同，则称这两个最小项是相邻项。

七、逻辑函数的代数化简方法

八、逻辑函数的卡诺图化简方法 1． 卡诺图

2． 利用卡诺图进行逻辑化简 3． 随意项

4． 卡诺图化简法求最简或---与表达式 本章小结：

一、本章首先介绍了常见的数制与编码，讨论了二进制数与十进制数的相互转换，以及有符号二进制数的表示方法

二、逻辑代数是按一定逻辑规律进行运算的代数，它是分析和设计数字电路的数学工具。逻辑代数中的0和1不是表示数量的0和1，而是表示事物的两个对立面。两个具有同样输入变量的函数，只有对应任何一组输入组合，两个函数的值都相同，才称这两个函数相等的。逻辑代数和普通代数的运算规律是不同的。逻辑函数相等的概念也不同于普通代数的相等概念，其含义是完全不同的。

逻辑代数有三种基本运算（与、或、非），并可由相应的逻辑电路实现。应熟记逻辑代数的运算规则和常用公式

三、常用的手工逻辑函有选举权化简方法是代数法和卡诺图法。对于四个和四个以下变量的函数用卡诺图法可较快地得到最简的逻辑表达式。化简的目的是寻找用最少的硬件实现同样功能的逻辑表达式。

第四章门电路

教学目标：

1． 了解TTL与非门，集电极开路门和三态门的工作原理，熟悉它们的功能及特点 2． 了解CMOS门电路的工作原理和主要特性参数

3． 熟悉各种逻辑系统在速度，功耗和抗干扰能力等方面的主要特点 4． 熟悉各种逻辑系统的主要参数的物理意义和数值的量级 教学重点及难点：

1． TTL与非门，集电极开路门和三态门的工作原理，熟悉它们的功能及特点 2． CMOS门电路的工作原理和主要特性参数

3． 熟悉各种逻辑系统在速度，功耗和抗干扰能力等方面的主要特点 4． 熟悉各种逻辑系统的主要参数的物理意义和数值的量级 教学内容：

一、数字集成电路的特点及分类 数字集成电路的特点与分类

数字集成电路目前的主要制作材料是硅，按其内部有源器件的不同可分为两类，一类为双极型晶体管集成电路；另一类为绝缘栅场效应管集成电路，或称金属---氧化物---半导体集成电路

数字集成电路按其集成度可分为：小规模集成；中规模集成；大规模集成和超大规模集成等

具体到数字电路中，常把逻辑0对应着低电位；逻辑1对应着高电位，并将这种约定称为正逻辑。若把逻辑0对应高电位；逻辑1对应着低电位，则称为负逻辑约定。

二、晶体管-晶体管逻辑电路

1．最简单的与门、非门和与非门电路（1）二极管与门（2）三极管非门

（3）晶体管与非门：利用二极管与门可构成一个与非门电路 2．TTL与非门

3．TTL门的主要参数（1）空载功耗（2）传输特性

（3）传输延时和速度---功耗积

（4）扇出系数：一个门能够驱动同类型门的个数 4．肖特基TTL电路

5．可以线或的TTL门：两个TTL门的输出端是不可并联使用的，应注意普通TTL门的输出端也不可短接到地或者电源上（1）集电极开路门（2）三态TTL门

三、CMOS逻辑电路 1． CMOS反相器 2． CMOS传输门 3． CMOS逻辑门 4． CMOS三态门

四、数字集成电路的正确使用 1． 不同逻辑系列的配合问题（1）逻辑电位的配合

（2）驱动能力的配合

2．闲置输入端的处理：不使用的闲置输入端，应按逻辑关系连接适当的逻辑电位（电源或地电位）本章小结：

一、本章介绍了TTL和CMOS两种数字电路。逻辑电路在选用时，应注意的主要参数有：逻辑电平UH和UL、阈值电压UTH、噪声容限UNL和UNH、传输延时Tpd、功耗P和扇出系数No

二、本章介绍了三态门和数据总线的概念，这在数字系统中是经常会遇到的，应学会使用三态门。

第五章组合逻辑电路

教学目标

1． 掌握组合逻辑电路的特点和分析方法

2． 学会根据文字描述的设计要求列出相应组合逻辑电路的真值表 3． 熟悉组合逻辑电路的设计方法 4． 了解竞争和冒险问题

5． 熟悉编码器的逻辑功能，工作原理和应用 6． 熟悉译码器的逻辑功能，工作原理和应用 7． 熟悉多路选择器的逻辑功能，工作原理和应用 8． 熟悉数值比较器的逻辑功能，工作原理和应用 9． 掌握全加器的设计 10． 掌握逐位进位加法器的设计 11． 了解超前进位加法器的工作原理 教学难点及重点：

1． 组合逻辑电路的特点和分析方法

2． 根据文字描述的设计要求列出相应组合逻辑电路的真值表 3． 组合逻辑电路的设计方法

4． 数值比较器的逻辑功能，工作原理和应用 5． 全加器的设计 教学内容：

一、组合逻辑电路的特点

数字逻辑电路可分为两类。一类是逻辑电路的输出只与当时输入的逻辑值有关，而与输入的历史情况无关，迷类逻辑电路叫做组合逻辑电路。另一类逻辑电路的输出不仅和当时的输入逻辑值有关，而与电路以前曾输入过的逻辑值有关，这类逻辑电路叫做时序逻辑电路

二、组合逻辑电路的分析

分析组合逻辑电路的步骤如下：

1． 电路中每个门的输出标以不同的符号 2． 先求每个门输出的逻辑表达式

3． 选代各逻辑表达式，并进行化简，直到求出电路输出的逻辑表达式，使其仅是电路输入变量的函数 4． 填写真值表

三、组合逻辑电路的设计

设计电路的过程恰好与分析电路的过程相反

四、组合逻辑电路中的竞争和险象

1．竞争和险象：这种时差引起的现象称为竞争。竞争的结果若导致险象发生，并造成错误的后果，则这种竞争称为临界竞争；若竞争的结果不导致险象发生，或虽有险象发生，但不影响系统的工作，则称这种竞争为非临界竞争。组合逻辑电路的险象从波形上可分为静态险象和动态险象。

五、常见的组合逻辑电路 1．编码器和优先编码器（1）互斥输入的编码器（2）优先编码器

2．译码器的功能：将给定的输入码组进行翻译，变换成对应的输入信号，对每一种可能的输入组合，一个且仅一个输出信号为有效电位，有时将一种输入代码变换成另外一种形式的输出，也称为译码（1）二进制译码器（2）数字显示译码器

3．多路选择器：又叫数据选择器 4．数值比较器

（1）一位二进制数的比较（2）两位二进制数的比较

5．加法器（1）全加器

（2）逐位进位加法器（3）超前进位加法器

六、中规模集成组合逻辑电路及应用 1． 中规模集成译码器 2． 中规模集成多相选择器（1）中规模集成多路选择器

（2）用多路选择器实现逻辑函数 本章小结：

一、组合逻辑电路是最常见的逻辑电路，其特点是电路的输出仅与该时刻逻辑值有关，而与电路曾输入过什么逻辑值无关。组合逻辑电路中没有反馈回路

二、组合逻辑电路的分析是较简单，目的是由逻辑图求出对应的真值表。组合逻辑电路的设计是分析的逆过程，目的是由给定的任务列出真值表，直至画出逻辑图

三、竞争和险象是实际工作中经常遇到的重要问题，它们是由器件的延时造成的。组合逻辑电路的险象是过渡性的，不会影响稳定值的正确性

四、本章着重讨论了几种常见的组合逻辑电路：编码器、译码器、多路选择器、数值比较器和加法器。介绍了这些电路的功能、工作原理和应用。并给出了一些典型、中规模集成的组合逻辑电路。通过上述电路的讨论，进一步学习组合逻辑电路的分析和设计方法

第六章时序逻辑电路

教学目标：

1． 掌握RS触发器，D解发器，JK触发器的逻辑功能和描述方法

2． 掌握常用的标准中规模寄存器，移位寄存器和计数器的逻辑功能及使用方法 3． 熟悉异步置位，复位端的作用 4． 熟悉寄存器的并行送数方式 5． 熟悉移位寄存器的工作原理

6． 熟悉同步二进制及任意进制计数器的分析方法 7． 熟悉同步时序逻辑电路的特点和分析方法 8． 了解各种触发器的工作原理

9． 了解不同结构的触发器在使用时，对激励信号在时间上的限制 10． 了解多谐振荡器，单稳态触发器，施密特触发器的工作原理，主要参数和用途 教学重点及难点：

1． RS触发器，D解发器，JK触发器的逻辑功能和描述方法 2． 异步置位，复位端的作用

3． 同步二进制及任意进制计数器的分析方法 4． 同步时序逻辑电路的特点和分析方法 教学内容：

一、时序逻辑电路的特点

1． 时序逻辑电路的特点：其任意时刻的输出状态不仅取决于该时刻的输入状态，而且还与信号作用前的电路状态有关 2． 时序电路逻辑功能描述方法

二、触发器：是具有记忆功能的基本单元电路，它能存储一位二进制代码，是组成时序电路必不可少的重要组成部分 触发器具有以下基本特点：

（1）具有两个稳定的状态，能存储一位二进制信息（2）根据不同的输入，可以置成0或1状态

（3）当输入信号消失后，被置成的状态能保存下来 1．基本RS触发器

（1）电路结构及逻辑符号（2）工作原理

（3）基本RS触发器的动作特点 2．门控RS触发器和D锁存器（1）门控RS触发器（2）D锁存器 3．主从型触发器

（1）主从型RS触发器

（2）主从型JK触发器

（3）主从型触发器的动作特点 4．边沿触发型触发器（1）电路结构（2）工作原理

（3）具有异步复位、置位功能和多输入端的维持阻塞D触发器（4）边没触发型触发器的动作特点 6．触发器的逻辑功能及其描述方法（1）触发器的逻辑功能及其描述方法（2）触发器电路结构和逻辑功能的关系 7．触发器的选择与使用

三、时序逻辑电路的一般分析方法

根据组成时序电路的各个触发器的动作是否受同一个CP信号控制而同时动作，将时序电路分为同步和异步两种类型：同步时序电路是指组成时序电路的各个触发器在同一CP信号作用下同时动作，而异步时序电路是指组成时序电路的各个触发器并不在同一个时钟信号控制下同时动作。

1．同步时序电路的一般分析方法：时序电路的分析就是从逻辑图求出给定时序电路的功能，一般用状态表（又称状态转换表）或状态图来表示。

已经介绍了描述时序电路逻辑功能需用驱动方程、输出方程和状态方程。驱动方程就是存储电路（触发器）输入函数的表达式，输出方程就是时序电路输出函数的表达式，状态方程就是反映触发器次态同现态和输入之间关系的表达式，它是将触发器的驱动方程代入特性方程得到的。（1）分析方法

 根据给定逻辑图

 将各个触发器的驱动方程代入触发器的特性方程得到所分析电路中各触发器的状态方程组

 假设现态和输入，依次代入各个触发器的状态方程组和输出方程进行计算，求出次态和现在的输出，列出状态表  画出状态图  说明功能（2）说明功能

2．用触发器构成的异步时序电路的一般分析方法

四、常见的时序逻辑电路

1． 寄存器：是一个重要的数字部件，可以用来存放数据、信息等。一个触发器可以存储一位二进制代码，n个触发器组成的寄存器可以存放n位的二进制代码

2． 移位寄存器：除了具有存储代码的功能外，还能在移位脉冲的作用下将数码左移（使寄存器中数据的各位依次向左移一位）或右移（使寄存器中数据的各位依次向右移动一位）。移位寄存器不仅可以用来存储代码，而且还可以用来实现数据的串行---并行转换、并行---串行转换、数据的处理等。（1）单向移位寄存器（2）双向移位寄存器 3． 计数器

（1）计数器的特点和分类（2）同步二进制加法计数器

（3）中规模集成二进制计数器简介（4）同步十进制加法计数器

（5）中规模集成十进制计数器简介（6）中规模集成计数器的应用（7）移位寄存器型计数器

五、脉冲波形的产生和整形 1． 概述

（1）矩形脉冲的性能参数（2）施密特触发器（3）单稳态触发器（4）多谐振荡器

2．555定时器及其组成的脉冲产生和整形电路（1）555定时器及其功能

（2）用555定时器构成施密特触发器（3）施密特触发器的特点和应用（4）用555定时器构成单稳态触发器

（5）单稳态触发器的特点及其应用（6）用555定时器构成多谐振荡器 3．由门电路构成的脉冲产生和整形电路（1）施密特触发器（2）单稳态触发器（3）多谐振荡器

4．集成施密特触发器和单稳态触发器 本章小结：

一、触发器是时序逻辑电路的基本单元电路，它和门电路结合可构成具有各种功能的时序逻辑电路。触发器按结构可分成基本（RS）触发器、门控（RS、D）触发器、主从结构（RS、JK）触发器和边沿（D、JK）触发器。由于结构不同，它们状态转换的特点也不同

同一电路结构类型的触发器可以有不同逻辑功能的触发器，同一逻辑功能的触发器可以用不同结构的触发器来实现。不同结构的触发器具有不同的触发条件及动作特点，在选用触发器时，不仅需要知道它的逻辑功能，还必须了解它的结构类型

二、常见的时序逻辑电路有寄存器、移位寄存器、计数器和顺序脉冲发生器等。根据组成时序电路中各个触发器动作时刻与CP在时间上的关系，可分为同步时序电路和异步时序电路

寄存器属较简单的时序电路，有送数控制端和数据输入端，用于寄存二进制代码；移位寄存器有串行输入、输出端、并行输出端和移位脉冲端，可实现数据的移位等功能；计数器的主要用途一是对输入脉冲个数进行累计计数，二是对周期性输入脉冲信号进行分频等。计数器按计数方式可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器，按计数长度（循环模数）可分为二进制计数器，十进制计数器和N进制计数器；常用的集成计数器芯片多为二进制计数器和十进制计数器，用它可方便地组成任意进制计数器。级联法可扩展计数器的位数，置数法适用于从任意数开始计数的任意进制计数器

寄存器、移位寄存器、计数器和顺序脉冲发生器等时序电路部件可由触发器和门电路组成，也有专用TTL型和CMOS型中规模集成电路芯片。

三、在数字系统中，常需要一定幅度和宽度的矩形脉冲。获得矩形脉冲的方法通常有两种，一是由脉冲振荡器直接产生，二是用脉冲整形电路将非矩形脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。

施密特触发器是一种脉冲整形电路，它的电压传输特性是一条具有滞回特性的曲线，即触发器输出由低电位变为高电位和由高电位变为低电位所对应的阈值电压是不同的。施密特触发器可对输入波形进行变换和整形。回差电压、阈值电压是其主要参数。单稳态触发器是一种脉冲整形回路，多用于脉冲波形的整形、延时和定时。它有一个稳态和一个暂稳态，稳态到暂稳态的转换靠外触发脉冲的作用，暂稳态维持一段时间后自动返回稳态，暂稳态维持时间的长短由定时元件R、C决定，与触发脉冲无关。脉冲宽度和恢复时间是单稳态触发器的主要参数

多谐振荡器是一种脉冲产生电路，它不需要外加输入信号，而使电路能够周而复始地振荡，电路必须接成正反馈；多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态，暂稳态时间的长短取决于定时元件RC的充放电时间。振荡周期T是多谐振荡器的主要参数 555定时器是一种多用途的单片集成电路，利用它可以方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。脉冲产生和整形电路也可由门电路外接电阻、电容等元器件组成。

第七章存储器和可编程逻辑器件

教学目标

1． 了解RAM存储器的整体结构

2． 了解MOS型SRAM和DRAM存储单元的工作原理，SRAM和DRAM的优缺点 3． 掌握存储器容量扩展的方法 4． 掌握ROM的编程方法 5． 掌握PAL的编程方法

6． 了解大容量可编程逻辑器件及其使 教学重点及难点：

1． 存储器容量扩展的方法 2． ROM的编程方法 教学内容：

一、随机存取存储器

随机存储器：是电子计算机中的重要部件，它能够存储数据、指令和中间运算结果等。随机存取存储器的“存取”系指RAM具有将信息写入存储器，也具有从RAM中将其所存的信息读出来的功能。RAM只具有记忆作用的，属于时序逻辑电路。1．RAM的结构和参数（1）静态RAM（2）动态RAM 2．RAM的容量扩展（1）位扩展（2）字扩展

（3）字位扩展

二、只读存储器

只读存储器：在工作时，只能进行读出操作，而不能进行写入操作。当只读存储器的地址码输入端给定一个地址码后，便可在它的数据输出端得到一个事先在其内部存入的确定数据。主要是由地址译码器、存储单元矩阵和输出电路。根据编程方式的不同，可将ROM分为三类：内容固定的、一次性编程的和可多次编辑的ROM 1． 或门和或非门电路 2． 内容固定的只读存储器 3． 可编程只读存储器 4． 可抹可编程只读存储器 5． 电抹可编程只读存储器

三、可编程逻辑器件 1． 可编程阵列逻辑 2． 通用阵列逻辑 本章小结：

一、本章首先介绍了RAM的结构、SRAM和DSAM存储单元，以及RAM的容量扩展方法，继而讨论了ROM，介绍了掩模编程的ROM、PROM、EPROM EEPROM和Flash存储器。

二、在数字系统中，目前常采用PLD器件，特别是可由用户自行编程的PLD器件。PAL、PLA和ROM适于实现

第八章数字系统基础

教学目标

1． 了解数字系统的一般结构及描述方法 2． 了解VHDL语言 教学重点及难点：

1． 数字系统的一般结构及描述方法 教学内容：

一、数字系统的特点

二、数字系统的表示方法和硬件描述语言

三、有限状态机举例 本章小结：

一、本章介绍了数字系统设计的一些基本问题，尽管设计工作有一定的规律可循，但是数字系统的设计仍需要设计者的经验和创造性的工作

二、本章首先介绍了数字系统的特点、设计的表示方法，以及VHDL是如何对一个电路进行描述的。最后介绍了一个交通灯控制器的实例

三、本章是本书的最后一章，它是全书的一个小结，它说明了前面各章的地位、相互之间的关系，并使读者对数字系统有一个基本的了解，为进一步学习通用或专用数字系统打下基础。