计算机电路基础

第1章 电路的基本概念和基本定律 1

1.1 电路 1

1.1.1 电路的组成和电路图 1

1.1.2 电路的基本物理量 1

1.1.3 负载 7

1.1.4 电源 12

1.2 电路的基本定律 16

1.2.1 有源支路欧姆定律 16

1.2.2 基尔霍夫定律 17

1.2.3 叠加定理 25

1.2.4 戴维南定理 27

1.2.5 最大功率传输条件 29

1.3 Y-△变换 29

本章小结 31

本章知识逻辑线索图 32

习题1 33

第2章 正弦交流电路和电磁现象 36

2.1 正弦交流电的基本概念 36

2.1.1 正弦交流电的表示方法——三角函数式 36

2.1.2 表示正弦交流电变化快慢特征的物理量——频率 37

2.1.3 表示交流电大小的物理量——瞬时值、最大值、有效值 38

2.1.4 表示交流电变化位置的物理量——相位 38

2.2 正弦量的相量表示 40

2.2.1 正弦交流电的相量表示 41

2.2.2 相量图 42

2.2.3 用相量法求同频率正弦量的和与差——导出“基尔霍夫定律的相量形式” 42

2.2.4 正弦交流电路中电阻、电容、电感性能方程的相量形式 44

2.2.5 统一的伏安关系——欧姆定律的相量形式——阻抗和导纳的引入 46

2.2.6 正弦交流电路的相量分析方法 47

2.3 正弦交流电路的功率 53

2.3.1 一般正弦交流电路的功率 53

2.3.2 提高功率因数的意义和方法 56

2.4 正弦交流电路的谐振 56

2.4.1 串联电路的频率特性和谐振现象 57

2.4.2 并联电路的频率特性和谐振现象 59

2.5 电磁现象及其应用 62

2.5.1 常见的电磁现象 63

2.5.2 磁场的基本物理量和基本规律 64

2.6 磁记录原理与电磁波及其应用 66

2.6.1 模拟磁记录原理 66

2.6.2 数字磁记录原理 67

2.6.3 电磁波及其应用 68

2.7 直流电动机 69

2.7.1 直流电机的基本结构 70

2.7.2 直流电动机的工作原理 70

2.7.3 直流电动机的励磁方式 71

2.7.4 步进电动机 72

2.8 变压器 72

2.8.1 变压器的基本结构 73

2.8.2 变压器的基本原理 74

2.8.3 电子电路中常用变压器 76

2.9 继电器 77

2.9.1 电磁式控制继电器 77

2.9.2 热继电器 78

本章小结 79

本章知识逻辑线索图 80

习题2 80

第3章 半导体器件基本知识 84

3.1 半导体的导电特性 84

3.1.1 本征半导体与本征激发 84

3.1.2 P型半导体和N型半导体 85

3.2 PN结与半导体二极管 86

3.2.1 PN结及其单向导电性 86

3.2.2 半导体二极管 87

3.2.3 稳压二极管 89

3.3 半导体三极管（晶体管或BJT） 91

3.3.1 半导体三极管的结构与符号 91

3.3.2 半导体三极管的连接方法 91

3.3.3 半导体三极管的电流分配与放大作用 92

3.3.4 半导体三极管的特性曲线 93

3.3.5 半导体三极管的主要参数 94

3.4 场效应管（FET） 95

3.4.1 结型场效应管的结构、符号与工作原理 95

3.4.2 结型场效应管的特性曲线 97

3.4.3 结型场效应管的主要参数 98

3.4.4 绝缘栅场效应管 99

本章小结 102

本章知识逻辑线索图 103

习题3 104

第4章 基本放大电路 107

4.1 放大电路的主要性能指标 107

4.2 晶体管共射极放大电路 108

4.2.1 放大电路的组成及各元件的作用 108

4.2.2 静态与动态工作情况 109

4.3 共射极放大电路的分析方法 111

4.3.1 放大电路的图解分析法 111

4.3.2 放大电路的微变等效电路分析法 113

4.4 共射极放大电路静态工作点的稳定 117

4.4.1 温度对静态工作点的影响 117

4.4.2 分压式偏置电路 117

4.5 场效应管放大电路 120

4.5.1 自偏压电路 120

4.5.2 分压式自偏压电路 121

4.6 多级放大电路 121

4.6.1 多级放大电路的级间耦合方式 121

4.6.2 多级放大电路的性能分析 123

本章小结 124

本章知识逻辑线索图 125

习题4 125

第5章 几种常用的放大电路 129

5.1 负反馈放大电路 129

5.1.1 反馈的基本概念 129

5.1.2 负反馈放大电路的一般方框图和基本关系式 129

5.1.3 负反馈的四种基本组态与判别 130

5.1.4 负反馈对放大器性能的影响 132

5.1.5 负反馈放大电路的特例——射极输出器 134

5.2 直流放大电路 136

5.2.1 直接耦合电路静态工作点的配置 136

5.2.2 抑制零点漂移的有效电路结构——差动放大电路 138

5.3 功率放大电路 141

5.3.1 功率放大电路的分类 141

5.3.2 乙类互补对称功率放大电路 142

5.3.3 交越失真与电路的改进措施 146

本章小结 147

本章知识逻辑线索图 149

习题5 149

第6章 集成运算放大器 152

6.1 运放的基本结构和主要性能参数 152

6.1.1 运放的电路符号与基本结构 152

6.1.2 理想运放的特性 154

6.1.3 运放的主要性能参数 154

6.2 运放构成的基本电路 158

6.2.1 比例放大器 158

6.2.2 差分式放大器 160

6.3 运放在信号运算方面的应用 161

6.3.1 求和运算 161

6.3.2 积分运算 162

6.3.3 微分运算 164

6.3.4 对数运算 164

6.3.5 反对数运算 165

6.3.6 高级运算 165

6.4 运放其他应用示例 167

6.4.1 比较器 167

6.4.2 测量放大器 171

6.4.3 有源滤波器 172

6.5 运放的调零与补偿 173

6.5.1 调零 173

6.5.2 补偿 173

本章小结 173

本章知识逻辑线索图 174

习题6 175

第7章 正弦波振荡电路 178

7.1 概述 178

7.1.1 自激振荡的条件 178

7.1.2 自激振荡的建立和振幅的稳定过程 179

7.1.3 正弦波振荡电路的组成 179

7.2 RC振荡器 180

7.2.1 RC桥式振荡器 180

7.2.2 RC移相振荡器 182

7.3 LC振荡器 183

7.3.1 LC并联谐振回路的特性 183

7.3.2 变压器反馈式振荡器 184

7.3.3 电感三点式振荡器 185

7.3.4 电容三点式振荡器 186

7.4 石英晶体振荡器 188

7.4.1 石英晶体谐振器的阻抗特性 188

7.4.2 典型石英晶体振荡器 190

本章小结 190

本章知识逻辑线索图 191

习题7 192

第8章 脉冲与脉冲电路 194

8.1 脉冲波形及其参数 194

8.2 RC电路的过渡过程 195

8.2.1 电容的充放电现象 195

8.2.2 RC电路的应用 196

8.3 晶体管的开关特性 199

8.3.1 晶体二极管的开关特性 199

8.3.2 二极管开关特性的应用 200

8.3.3 三极管开关特性 202

8.3.4 场效应管的开关特性 202

8.4 非正弦信号的频谱及选频网络 203

8.4.1 非正弦周期信号的频谱分析 203

8.4.2 RC低通、高通滤波网络 204

本章小结 204

本章知识逻辑线索图 205

习题8 205

第9章 数字变量与逻辑函数 207

9.1 数制与编码 207

9.1.1 数制 207

9.1.2 编码与码制 210

9.1.3 定点数与浮点数 211

9.1.4 计算机中的编码 212

9.2 逻辑函数和基本逻辑门电路 215

9.2.1 逻辑变量和逻辑函数 215

9.2.2 逻辑函数及其表示方法 218

9.3 逻辑代数的基本定律和运算规则 220

9.4 逻辑函数的化简法 221

9.4.1 逻辑函数的公式化简法 222

9.4.2 逻辑函数化简的卡诺图法 223

9.4.3 具有无关项逻辑函数的化简 225

9.4.4 多输出逻辑函数的化简 226

9.5 逻辑函数的门电路实现 227

9.5.1 TTL门电路 227

9.5.2 MOS金属半导体场效应管门电路 233

9.5.3 TTL集成电路和MOS集成电路的系列、性能比较及使用方法 234

9.6 集成门电路在脉冲电路中的应用 243

9.6.1 单稳态触发器 243

9.6.2 多谐振荡器 244

9.6.3 施密特触发器 246

9.6.4 555定时器 247

9.6.5 555定时器构成的单稳态触发器 249

9.6.6 555定时器构成多谐振荡器 250

9.6.7 555定时器构成施密特触发器 251

本章小结 252

本章知识逻辑线索图 252

习题9 253

第10章 组合逻辑电路 257

10.1 组合逻辑电路的定义及特点 257

10.1.1 组合逻辑电路的定义 257

10.1.2 组合逻辑电路的特点 257

10.2 组合逻辑电路的分析 257

10.3 组合逻辑电路的设计 258

10.4 组合逻辑电路中的竞争险象 259

10.5 常见的组合逻辑电路 260

10.5.1 编码器和优先编码器 260

10.5.2 译码器 262

10.5.3 数据选择器 266

10.5.4 数值比较器 267

10.5.5 加法器 269

10.6 中规模集合组合逻辑电路（MSI）的应用 270

10.6.1 用一位全加器MSI构成多位加法器 271

10.6.2 用MSI设计组合电路的一般方法 272

本章小结 276

本章知识逻辑线索图 277

习题10 277

第11章 时序逻辑电路 279

11.1 时序逻辑电路的定义和特点 279

11.1.1 时序逻辑电路的定义 279

11.1.2 时序逻辑电路的特点 279

11.2 触发器 280

11.2.1 基本触发器 280

11.2.2 时钟触发器 283

11.2.3 主从触发器 285

11.2.4 边沿触发器 286

11.2.5 RS触发器构成其他逻辑功能的触发器 288

11.3 时序逻辑电路分析 292

11.3.1 时序逻辑电路的功能描述方法 292

11.3.2 同步时序电路分析 292

11.3.3 异步时序电路分析 294

11.3.4 常用时序电路 295

本章小结 302

本章知识逻辑线索图 303

习题11 303

第12章 数字信息采集与处理 309

12.1 多路转换单元 309

12.1.1 多路选择器 309

12.1.2 多路分配器 311

12.2 D/A转换器 313

12.2.1 转换器的基本原理 313

12.2.2 D/A转换器的分类、特点、用途 314

12.2.3 D/A转换器的应用 315

12.3 采样保持和模－数转换单元（A/D） 316

12.3.1 采样保持单元 316

12.3.2 A/D转换器及其应用 317

12.4 数据存储单元——存储器 323

12.4.1 随机存储器（RAM） 323

12.4.2 随机存储器RAM容量的扩展 326

12.4.3 只读存储器 328

本章小结 329

本章知识逻辑线索图 329

习题12 330

参考文献 331