第二章
2－2电路如图所示，其中电阻、电压源和电流源均已给定。求： （1）电压u 2和电流i 2 ；
（2）若电阻R 1增大，问对哪些元件的电压、电流有影响？影响如何？
解： (1)
S
3232i R R R i += S
323
2222i R R R R i R u +=
=
(2) 若R 1增大，则 R 1上的电压增大，另外，R 1增大时还会影响电 流源电压，因为
S 2R i u u u u 1S -+= 2－4求图示各电路的等效电阻R ab ，其中R 1= R 2=1Ω，R 3= R 4=2Ω，R 5=4Ω，G 1= G 2=1S ，
R=2Ω。
解： (a)图中R 4短路，原电路等效为
Ω
=+
++=4.4R 1
R 1R 11R R 3215ab
(c) 原电路可变换为 i S
3 4 a R
5 (a) b R 3 a b
R 2
R 4
( f ) a b 2Ω
由于21R R ＝，43R R ＝，故K 闭合时的等效电阻ab R 与K 打开时的相等。
()()Ω=++=5.1R R R R R 4231ab
(f)将图中1Ω，1Ω，2Ω的Y 形（兰线示之），2Ω，2Ω，1Ω的Y 形分 别转化成等值的△形，则这个等值△形的电阻分别为
Ω=
??? ???++??? ??
?++=?9202212112121R ab
Ω=
??? ???++??? ??
?++=?21401222221111R ac Ω
==??920
R R ab bc
则该电路的等效电阻为
Ω=++??? ??+?=
+?+
+?
??? ??+?+=?
???????269.11920
214092019202140920R 2R 2R R R 2R 2R R R bc bc ac ab bc bc ac ab ab
2－9试问：
(1) 图a 中，R ab <16Ω还是R ab >16Ω； (2) 图b 中，R ab <16Ω还是R ab >16Ω；
(3) 图c 中，R ab <16Ω还是R ab >16Ω；为什么？
解：(1)利用电源的等效变换，图(a)电路可用下图电路等效。其中
16u 98.0105i 98.0105u ab
33d ??-=??-= ab u 25.306-=
若u ab >0，则()3
d
ab 1105100u u i ?+-=>0 故R ab <16Ω
(2) 这时u d =306.25u ab >u ab ,则i 1<0，故R ab >16Ω
a 5K Ω
( c) a b 5K Ω (a) a b 5K Ω (b)
a b Ω
u d
(3)因16Ω与105K Ω电阻并联，显然 R ab <16Ω
2－10求图示电路的输入电阻R in ，其中全部电阻均为1Ω。
解：电路可按图(a) 、(b)进行等效转换
2i
由KVL 得 1ab i 1i 1u ?+?=
()i 3i 5.01i 1u 2ab -?++?=
又 i u R ab
in = 解方程得 Ω=4.0R in
0.5Ω (a)
0.5Ω
(b) i 2
a
电路原理图设计 原理图设计是电路设计的基础，只有在设计好原理图的基础上才可以进行印刷电路板的设计和电路仿真等。本章详细介绍了如何设计电路原理图、编辑修改原理图。通过本章 的学习，掌握原理图设计的过程和技巧。 3.1 电路原理图设计流程 原理图的设计流程如图3-1 所示 . 。 图3-1 原理图设计流程 原理图具体设计步骤： （1 ）新建原理图文件。在进人SCH 设计系统之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，然后用Protel DXP 来画出电路原理图。
（2 ）设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小。在电路设计的整个过程中，图纸的大小都可以不断地调整，设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。 （3 ）放置元件。从元件库中选取元件，布置到图纸的合适位置，并对元件的名称、封装进行定义和设定，根据元件之间的走线等联系对元件在工作平面上的位置进行调整和修改使得原理图美观而且易懂。 （4 ）原理图的布线。根据实际电路的需要，利用SCH 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一幅完整的电路原理图。 （5 ）建立网络表。完成上面的步骤以后，可以看到一张完整的电路原理图了，但是要完成电路板的设计，就需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路原理图之间的重要纽带。 （6 ）原理图的电气检查。当完成原理图布线后，需要设置项目选项来编译当前项目，利用Protel DXP 提供的错误检查报告修改原理图。 （7 ）编译和调整。如果原理图已通过电气检查，那么原理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路的多次修改才能够通过电气检查。 （8 ）存盘和报表输出：Protel DXP 提供了利用各种报表工具生成的报表（如网络表、元件清单等），同时可以对设计好的原理图和各种报表进行存盘和输出打印，为印刷板电路的设计做好准备。 3.2 原理图的设计方法和步骤 为了更直观地说明电路原理图的设计方法和步骤，下面就以图3 －2 所示的简单555 定时器电路图为例，介绍电路原理图的设计方法和步骤。
第二章 习题与思考题 ◆ 题 2-1 试判断图 P2-1中各放大电路有无放大作用，简单说明理由。 解： (a) 无放大作用，不符合“发射结正偏，集电结反偏”的外部直流偏置要求； (b) 不能正常放大，三极管发射结没有偏置（正偏）； (c) 无放大作用，三极管集电结没有偏置（反偏）； (d) 无放大作用，三极管发射结没有偏置（正偏）； (e) 有放大作用（电压放大倍数小于1）； (f) 无放大作用，电容C 2使输出端对地交流短路，输出交流电压信号为0； (g) 无放大作用，电容C b 使三极管基极对地交流短路，输入交流信号无法加至三极管基极； (h) 不能正常放大，场效应管栅源之间无直流偏置； (i) 无放大作用，VGG 的极性使场效应管不能形成导电沟道。 本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理。 ◆ 题 2-2 试画出P2-2中各电路的直流通路和交流通路。设电路中的电容均足够大，变压器为理想变压器。 解： 本题的意图是掌握直流通路和交流通路的概念，练习画出各种电路的直流通路和交流通路。 ◆ 题 2-3 在NPN 三极管组成的单管共射放大电路中，假设电路其他参数不变，分别改变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的I BQ 、I CQ 、U CEQ 将增大、减小还是不变。 ① 增大Rb ；②增大VCC ；③增大β。 解： ① ↓↓?↓?↑?CEQ CQ BQ b U I I R ② 不定)(↑-↑=↑?↑?↑?CQ c CC CEQ CQ BQ CC I R V U I I V ③ ???↓↑?↑?CC CQ BQ V I I 基本不变β 本题的意图是理解单管共射放大电路中各种参数变化时对Q 点的影响。 ◆ 题 2-4 在图，假设电路其他参数不变，分别改变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的I BQ 、I CQ 、 U CEQ 、r be 和||u A &将增大、减小还是不变。 ① 增大R b1；②增大R b2；③增大Re ；④增大β。 解： ① ?????↑↓?↓↑↑?≈↑?↑?↑?||1u be CEQ BQ EQ CQ EQ BQ b A r U I I I U U R & ② ?????↓↑?↑↓↓?≈↓?↓?↑?||2u be CEQ BQ EQ CQ EQ BQ b A r U I I I U U R & ③ ?????↓↑?↑↓↓?≈↑?||u be CEQ BQ EQ CQ e A r U I I I R &
第二章电路的分析方法 电路分析是指在已知电路构和元件参数的情况下，求出某些支路的电压、电流。分析和计算电路可以应用欧姆定律和基尔霍夫定律，但往往由于电路复杂，计算手续十分繁琐。为此，要根据电路的构特点去寻找分析和计算的简便方法。 2．1 支路电流法 支路电流法是分析复杂电路的的基本方法。它以各支路电流为待求的未知量，应用基尔霍夫定律（KCL 和KVL ）和欧姆定律对结点、回路分别列出电流、电压方程，然后解出各支路电流。下面通过具体实例说明支路电流法的求解规律。 例2-1】试用支路电流法求如图2-1 所示电路中各支路电流。已知U S1 130V ，U S2 117V ，R1 1 ，R2 0.6 ，R 24 。【解】该电路有3 条支路（b=3），2个结 点（n=2）,3 个回路（L=3 ）。先假定各支路电流的参 考方向和回路的绕行方向如图所示。因为有3 条支路则 有3 个未知电流，需列出3 个独立方程，才能解得3 个未知量。根据KCL 分别对点A、B 列出的方程实际上是 相同的，即结点A、B 中只有一个结点电流方程是独立 的，因此对具有两个结点的电路，只能列出一个独立的 KCL 方程。 再应用KVL 列回路电压方程，每一个方程中至少要包含一条未曾使用过的支路（即没有列过方程的支路）的电流或电压，因此只能列出两个独立的回路电压方程。根据以上分析，可列出3 个独立方程如下： 结点A I1 I2 I 0 回路ⅠI1R1 I2R2 U S1 U S2 回路ⅡI2 R2 IR U S2 I1 10A， I2 5A， I=5A 联立以上3 个方程求解，代入数据解得支路电流 通过以上实例可以总出支路电流法的解题步骤是： 1．假定各支路电流的参考方向，若有n个点，根据KCL 列出（n－１）个结点电流方程。 ２．若有b 条支路，根据KVL 列（b－n＋１）个回路电压方程。为了计算方便，通常选网孔作为回路。
第二章 2—4、二极管电路如图题2.4所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出各电路的输出 电压V 0，设二极管的导通压降为0.7V 。 解： 二极管导通 V V 7.50-= 二极管VD 1导通，二极管VD 2截止。 V V 7.00-= 2—5、电路如图题2.5所示，图中二极管是理想的，设输入电压t sin u i ω10=(V)时，试画出) t (u 0的波形。 V /u -10
2—6、硅二极管限幅电路如图题2.6(a)所示，当输入波形i u 如图题2.6(b)所示时，画出输出电压0 u 的波形。 2—7、（1）已知两只硅稳压管的稳压值分别为8V 和6V ，当将它们串联或并联使用时可以得到几 种不同的稳压值？ （2）稳压值为6V 的稳压管接成如题图2.7所示电路，R 1=4K Ω，在下面四种情况下确定 V 0的值。a ）V i =12V ， R 2=8K Ω；b ）V i =12V ， R 2=4K Ω；c ）V i =24V ， R 2=2K Ω；d ）V i =24V ， R 2=1K Ω。 V /u V / -0u
解：（1）串联使用时可以得到：8+6=14V ；8+0.7=8.7V ；6+0.7=6.7V ；0.7+0.7=1.4V （2）a)V 0=6V ； b)V 0=6V ； c)V 0=6V ； d)V 0=4.8V ； 2—8、在下列几种情况下求输出端F 的点位V F 以及电路各元件中流过的电流：（1）V A =V B =0V ； （2）V A =+3V ,V B =0V （3）V A =V B =+3V 。二极管的正向电压忽略不计。 解：(1) V A =V B =0V 时，两个二极管均导通。V F =0V mA 0839312..I R ≈= mA .I I I R VDB VDA 5412 1=== （2）V A =+3V ,V B =0V 时，VD A 截止，VD B 导通。 V F =0V mA 0839312..I I DB V R ≈= = 0=VDA I （3）V A =V B =+3V 时，两个二极管均导通。V F =3V mA 31293312..I R ≈-= mA .I I I R VDB VDA 1512 1=== 2—11、在晶体管放大电路中测得晶体管3个电极的电位如图题2.11所示，试判断晶体管的类型、 材料，并区分a 、b 、c 三个极。 为PNP 型Ge 管 2—12、某个晶体管的参数如下：V V ,mA I ,mW P CEO )ER (CM CM 1520100 ===，问下列哪种情况下晶体管可以正常工作？ （1）mA I ,V V C CE 103==；（2）mA I ,V V C CE 402==；（3）mA I ,V V C CE 206== 解：（1）可以正常工作。（2）CM C I I >不能正常工作。（3）CM C P P >不能正常工作。 （集电极） （发射极） （基极）
xxxx交通技术有限公司——原理图设计规范 目录 一、概述...........................................错误!未定义书签。 二、原理图设计.....................................错误!未定义书签。 1、器件选型：..................................错误!未定义书签。（1）、功能适合性：.........................错误!未定义书签。（2）、开发延续性：.........................错误!未定义书签。（3）、焊接可靠性：.........................错误!未定义书签。（4）、布线方便性：.........................错误!未定义书签。（5）、器件通用性：.........................错误!未定义书签。（6）、采购便捷性：.........................错误!未定义书签。（7）、性价比的考虑.........................错误!未定义书签。 2、原理图封装设计：............................错误!未定义书签。（1）、管脚指定：...........................错误!未定义书签。（2）、管脚命名：...........................错误!未定义书签。（3）、封装设计：...........................错误!未定义书签。（4）、PCB封装：............................错误!未定义书签。（5）、器件属性：...........................错误!未定义书签。 3、原理设计：.................................错误!未定义书签。（1）、功能模块的划分：.....................错误!未定义书签。
习题 题2-1试判断图P2-1中各放大电路有无放大作用，简单说明理由。 图P2-1 题2-1解(a) 无放大作用，不符合“发射结正偏，集电结反偏”的外部直流偏置要求； (b) 不能正常放大，三极管发射结没有偏置（正偏）； (c) 无放大作用，三极管集电结没有偏置（反偏）； (d) 无放大作用，三极管发射结没有偏置（正偏）； (e) 有放大作用； (f) 无放大作用，输入信号的负半轴不能加到放大电路中去； (g) 无放大作用，电容C2使输出端对地交流短路，输出交流电压信号为0； (h) 无放大作用，电容Cb使三极管基极对地交流短路，输入交流信号无法加至三极管基极；本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理。 题2-2 已知图P2-2(a)中：R b=510kΩ，R c=10kΩ，R L=1.5kΩ，V CC＝10V。三极管的输出特性如图(b)所示。 ①试用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选得是否合适； ②在V CC和三极管不变的情况下，为了把三极管的静态集电极电压U CEQ提高到5V左右，可以改变哪些参数？如何改法？ ③在V CC和三极管不变的情况下，为了使I CQ=2mA，U CEQ=2V，应改变哪些参数？改成什么数值？
（a ） 题2-2解：① 先由估算法算出I BQ C C B E Q BQ b 100.7 mA 0.02mA 20μA 510 V U I R --= ≈ ≈= 然后，由式 C c C CC CE i R i V u 1010-=-=， 在输出特性曲线上画出直流负载线，其与横、 纵两个坐标轴的交点分别未（10V ，0）和（0，1mA ），直流负载线与i B =20uA 的一条输出 特性曲线的交点Q1即为静态工作点。 由Q1可得，U CEQ ≈0.5V ，I CQ =0.95mA 。可见，Q1点靠近饱和区，位置不太合适，容易产生饱和失真。 ② 在V CC 和三极管不变的情况下，为了把三极管的静态集电极电压U CEQ 提高到5V 左右，可以改变的参数只有R b 和（或）R c ，有以下几种方法： 1）同时减小R b 和R c ，如图中Q2点；2）R b 不变，减小R c ，如图中Q ’2点；3）Rc 不变，增大Rb ，如图中Q ’’2点；4）同时增大Rb 和Rc ，静态工作点在图中Q ’’2点以下。 ③ 在V CC 和三极管不变的情况下，为了使I CQ =2mA ，U CEQ =2V ，可以改变的参数只有R b 和（或）Rc 。将i C =I CQ =2mA ，u CE =U CEQ =2V 的一点与横坐标轴上u CE =10V 的一点相连即可得到此时的直流负载线，此时集电极电阻为CC CEQ c CQ 102 k Ω4k Ω2 V U R I --= = =， 由图可见，Q3点处I BQ =40uA ，则CC BEQ b BQ 100.7 k Ω250k Ω0.04 V U R I --= = ≈ ，因此，需要减小 Rb 和Rc 为：Rc ＝4k Ω，Rb ＝250k Ω。 i C u CE /V 图 P2-2 （b ）
第二章电路的基本分析方法 一、填空题： 1. 有两个电阻，当它们串联起来的总电阻为10Ω，当他们并联起来的总电阻为 2.4Ω。这两个电阻的阻值分别为_ _4Ω ___和__6Ω。 = 1 Ω。 2. 下图所示的电路，A、B之间的等效电阻R AB = 3 Ω。 3. 下图所示的电路，A、B之间的等效电阻R AB A 2Ω B 4. 下图所示电路，每个电阻的阻值均为30Ω，电路的等效电阻R = 60 Ω。 AB 5.下图所示电路中的A、B两点间的等效电阻为___12KΩ________.若图中所示的电流I=6mA，则流经6K电阻的电流为__2mA _____；图中所示方向的电压 U为____12V____.此6K电阻消耗的功率为__24mW_________。 A U 6. 下图所示电路中，ab两端的等效电阻为 12Ω，cd两端的等效电阻
为 4Ω。 7．下图所示电路a、b间的等效电阻Rab为 4 Ω。 8. 下图所示电路中，ab两点间的电压ab U为 10 V。 9. 下图所示电路中，已知 U S =3V， I S = 3 A 时，支路电流I才等于2A。 Ω 1 3 10. 某二端网络为理想电压源和理想电流源并联电路，则其等效电路为理想电压源。 11．已知一个有源二端网络的开路电压为20V，其短路电流为5A，则该有源二端网络外接 4 Ω电阻时，负载得到的功率最大，最大功率为 25W 。12．应用叠加定理分析线性电路时，对暂不起作用的电源的处理，电流 源应看作开路，电压源应看作短路。 13．用叠加定理分析下图电路时，当电流源单独作用时的I 1 = 1A ，当 电压源单独作用时的I 1= 1A ，当电压源、电流源共同时的I 1 =
电路原理图设计步骤 1.新建一张图纸,进行系统参数和图纸参数设置; 2.调用所需的元件库; 3.放置元件,设置元件属性; 4.电气连线; 5.放置文字注释; 6.电气规则检查; 7.产生网络表及元件清单; 8.图纸输出. 模块子电路图设计步骤 1.创建主图。新建一张图纸，改名，文件名后缀为“prj”。 2.绘制主图。图中以子图符号表示子图内容，设置子图符号属性。 3.在主图上从子图符号生成子图图纸。每个子图符号对应一张子图图纸。 4.绘制子图。 5.子图也可以包含下一级子图。各级子图的文件名后缀均是“sch”。 6.设置各张图纸的图号。 元件符号设计步骤 1.新建一个元件库，改名，设置参数； 2.新建一个库元件，改名； 3.绘制元件外形轮廓； 4.放置管脚，编辑管脚属性； 5.添加同元件的其他部件； 6.也可以复制其他元件的符号，经编辑修改形成新的元件； 7.设置元件属性； 8.元件规则检查； 9.产生元件报告及库报告； 元件封装设计步骤 1.新建一个元件封装库，改名; 2.设置库编辑器的参数； 3.新建一个库元件，改名； 4.第一种方法,对相似元件的封装,可利用现有的元件封装,经修改编辑形成； 5.第二种方法,对形状规则的元件封装,可利用元件封装设计向导自动形成； 6.第三种方法,手工设计元件封装： ①根据实物测量或厂家资料确定外形尺寸; ②在丝印层绘制元件的外形轮廓; ③在导电层放置焊盘; ④指定元件封装的参考点 PCB布局原则 1.元件放置在PCB的元件面，尽量不放在焊接面； 2.元件分布均匀，间隔一致，排列整齐，不允许重叠，便于装拆； 3.属同一电路功能块的元件尽量放在一起；
第二章逻辑门电路 第一节重点与难点 一、重点： 1．TTL与非门外特性 （1）电压传输特性及输入噪声容限：由电压传输特性曲线可以得出与非门的输出信号随输入信号的变化情况，同时还可以得出反映与非门抗干扰能力的参数U on、U off、U NH和U NL。开门电平U ON是保证输出电平为最高低电平时输入高电平的最小值。关门电平U OFF 是保证输出电平为最小高电平时，所允许的输入低电平的最大值。 （2）输入特性：描述与非门对信号源的负载效应。根据输入端电平的高低，与非门呈现出不同的负载效应，当输入端为低电平U IL时，与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流I IL通常为1～1.4mA。当输入端为高电平U IH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流I IH通常小于50μA。 （3）输入负载特性：实际应用中，往往遇到在与非门输入端与地或信号源之间接入电阻的情况，电阻的取值不同，将影响相应输入端的电平取值。当R≤关门电阻R OFF时，相应的输入端相当于输入低电平；当R≥ 开门电阻R ON时，相应的输入端相当于输入高电平。 2．其它类型的TTL门电路 （1）集电极开路与非门（OC门） 多个TTL与非门输出端不能直接并联使用，实现线与功能。而集电极开路与非门（OC 门）输出端可以直接相连，实现线与的功能，它与普通的TTL与非门的差别在于用外接电阻代替复合管。 （2）三态门TSL 三态门即保持推拉式输出级的优点，又能实现线与功能。它的输出除了具有一般与非门的两种状态外，还具有高输出阻抗的第三个状态，称为高阻态，又称禁止态。处于何种状态由使能端控制。 3．CMOS逻辑门电路 CMOS反相器和CMOS传输门是CMOS逻辑门电路的最基本单元电路，由此可以构成各种CMOS逻辑电路。当CMOS反相器处于稳态时，无论输出高电平还是低电平，两管中总有一管导通，一管截止，电源仅向反相器提供nA级电流，功耗非常小。CMOS器件门限电平U TH近似等于1/2U DD，可获得最大限度的输入端噪声容限U NH和U NL=1/2U DD。 二、难点： 1．根据TTL与非门特性，正确分析和设计电路； 2．ECL门电路的逻辑功能分析； 3．CMOS电路的分析与设计； 4．正确使用逻辑门。 三、考核题型与考核重点 1．概念 题型为填空、判断和选择。
注意：答案仅供参考！ 一、填空题 1. 半导体三极管属于 电流 控制器件，而场效应管属于 电压 控制器件。 2. 放大器有两种不同性质的失真，分别是 线性 失真和 非线性 失真。 3. 共射极放大电路中三极管集电极静态电流增大时，其电压增益将变 大 ；若负载电阻R L 变小时，其电压增益将变 小 。 4. 单级共射极放大电路产生截止失真的原因是 静态Ic 偏小 ；产生饱和失真的原因是 Ic 偏大 ；若两种失真同时产生，其原因是 输入信号太大 。 5.静态工作点Q 点一般选择在 交流 负载线的中央。 6.静态工作点Q 点选得过低会导致 截止 失真；Q 点选得过高会导致 饱和 失真。 7.对于下图所示电路，设V CC =12V ，R b =510k Ω，R c =8 k Ω，V BE =0.7V ，V CE （sat ）=0.3V,当β=50，静态电流I BQ = 22μA ，I CQ = 1.1mA ，管压降V CEQ = 3.2V ；若换上一个当β=80，静态电流I BQ = 22μ A ，I CQ = 1.46mA ，管压降V CEQ = 0.3V ，三级管工作在 饱和 状态。 8.对于下图所示电路，设V CC =12V ，三级管β=50，V BE =0.7V ，若要求静态电流I CQ =2mA ，V CEQ =4V ，则电路中的R b = 282.5 k Ω ，R C = 4 k Ω 。
9.对于下图所示电路，已知V CC =12V，R b1 =27 kΩ，R c =2 kΩ,R e =1 kΩ,V BE =0.7V, 现要求静态电流I CQ =3mA，则R b2 = 12 kΩ。 10.已知图示的放大电路中的三级管β=40，V BE=0.7V，稳压管的稳定电压V Z=6V， 则静态电流I BQ = 0.275mA ，I CQ = 11mA ，管压降V CEQ = 3V 。 11. 当环境温度升高时，三极管的下列参数变化的趋势是：电流放大系数β增 大，穿透电流I CEO增加，当I B不变时，发射结正向压降|U BE|减小。 12.若下图所示放大电路在冬天调试时能正常工作，当到了夏天后，发现输出波形失真，且幅度增大，这时发生的失真是饱和失真，失真的主要原因是由于 夏天室温升高后，三级管的 I CBO 、 V BE 和β三个参数的变化，引起工 作点上移；输出波形幅度增大，则是因为β参数随温度升高而增大所造成，输出波形幅度增大也是引起失真的一个原因。
入门电路原理图分析 一、电子电路的意义电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样，我们在分析电路时，就不必把实物翻来覆去地琢磨，而只要拿着一张图纸就可以了。在设计电路时，也可以从容地纸上或电脑上进行，确认完善后再进行实际安装，通过调试、改进，直至成功。我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计，甚至进行虚拟的电路实验，大大提高工作效率。二、电子电路图的分类常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印版图等。1、原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图，又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元件符号以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作情况。下图所示就是一个收音机电路的原理图。2、方框图(框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概 况的电路图。从根本上说，这也是一种原理图。不过在这种图纸中，除了方框和连线几乎没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全
部的元器件和它们连接方式，而方框图只是简单地将电路安装功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简单的文字说明，在方框间用连线(有时用带箭头的连线)说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理，而原理图除了详细地表明电路的工作原理外，还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。下图所示的就是上述收音机电路的方框图。(三)装配图它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子，依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。装配图根据装配模板的不同而各不一样，大多数作为电子产品的场合，用的都是下面要介绍的印刷线路板，所以印板图是装配图的主要形式。在初学电子知识时，为了能早一点接触电子技术，我们选用了螺孔板作为基本的安装模板，因此安装图也就变成另一种模式。如下图：(四)印板图印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”，它和装配图其实属于同一类的电路图，都是供装配实际电路使用的。印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。由于这种电路板的一面
模拟电路第二章课后 习题答案
第二章习题与思考题 ◆题 2-1试判断图 P2-1中各放大电路有无放大作用，简单说明理由。 解： (a) 无放大作用，不符合“发射结正偏，集电结反偏”的外部直流偏置要求； (b) 不能正常放大，三极管发射结没有偏置（正偏）； (c) 无放大作用，三极管集电结没有偏置（反偏）； (d) 无放大作用，三极管发射结没有偏置（正偏）； (e) 有放大作用（电压放大倍数小于1）；
(f) 无放大作用，电容C2使输出端对地交流短路，输出交流电压信号为0； (g) 无放大作用，电容C b使三极管基极对地交流短路，输入交流信号无法加至三极管基极； (h) 不能正常放大，场效应管栅源之间无直流偏置； (i) 无放大作用，VGG的极性使场效应管不能形成导电沟道。 本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理。 ◆题 2-2 试画出P2-2中各电路的直流通路和交流通路。设电路中的电容均足够大，变压器为理想变压器。 解：
本题的意图是掌握直流通路和交流通路的概念，练习画出各种电路的直流通路和交流通路。 ◆题 2-3 在NPN三极管组成的单管共射放大电路中，假设电路其他参数不变，分别改变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的I BQ、I CQ、U CEQ将增大、减小还是不变。①增大Rb；②增大VCC；③增大β。 解： ①↓ ↓? ↓? ↑? CEQ CQ BQ b U I I R ②不定 ) (↑ - ↑ = ↑? ↑? ↑? CQ c CC CEQ CQ BQ CC I R V U I I V b CC b CC b BEQ CC BQ R V R V R U V I≈ - ≈ - = 7.0 BQ BQ CQ I I Iβ β≈ ≈C CQ CC CEQ R I V U- =
第二章基本放大电路 在基本放大电路的三种组态中，输入电阻最大的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在基本共射放大电路中，负载电阻R L减小时，输出电阻R O将[ ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 在三种基本放大电路中，输入电阻最小的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在电路中我们可以利用[ ]实现高内阻信号源与低阻负载之间较好的配合。 A 共射电路 B 共基电路 C 共集电路 D 共射-共基电路在基本放大电路的三种组态中，输出电阻最小的是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在由NPN晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正弦电压时，输出电压波形出现了底部削平的失真，这种失真是[ ] A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 以下电路中，可用作电压跟随器的是[ ] A．差分放大电路B．共基电路 C．共射电路D．共集电路 晶体三极管的关系式i E=f(u EB)|u CB代表三极管的 A.共射极输入特性 B.共射极输出特性 C.共基极输入特性 D.共基极输出特性 对于图所示的复合管，穿透电流为（设I CEO1、I CEO2分别表示T1、T2管的穿透电流） A.I CEO= I CEO2I CEO B.I CEO=I CEO1+I CEO2 C.I CEO=（1+2）I CEO1+I CEO2 D.I CEO=I CEO1 图[ ] 在由PNP晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正
电路中D 3、D 4的作用是提高开关速度，当U o 由1跳到0时，经D 3、D 4提供放电回路，加速U o 的下降速度。R 4电阻由接地改为接在U o 上的目的是降低静态功耗，R 1电阻取值改为20k Ω也是为了降低电路的功耗。该电路的电阻值比TTL 门电路相应的电阻值大，主要目的是降低电路的功耗。实现的是与非的逻辑功能。 电路中二极管采用肖特基二极管，其正向导通压降为，而肖特基三极管的发射极的正偏电压为，集电极的正偏电压为。因此，电路的阈值电压将变为： D BE5BE2T U U U U -+==+输出的高低电平值：U OH = U OL =。 输入端的短路电流I IL = 0.23mA 20 0.4 5=- 习题 习题图TTL 与非门电路所示的电路中，若在某一输入端与地之间接一电阻R ，其余输入端悬空，试问： ⑴保证与非门可靠关闭时的最大电阻即关门电阻R OFF 为多大值 ⑵保证与非门可靠开通时的最小电阻即开门电阻R ON 为多大值 解：若在输入端A 与地之间接一电阻R i ，则R i 与地之间的电压U i 为： （1）i i i R R R U U U ?+-= 1be1 cc ≤OFF U 即 i R ?+-R 30.7 5≤ R i ≤? R OFF ?700? (2) i i i R R R U U U ?+-= 1be1 cc ≥on U 即 i R ?+-R 30.7 5≥ 由此可得： R i ≥? , 一般选R ON =2k? 1.4V T 1be1 cc ==?+-U R R R U U i i 工程计算： 得 R ON =R OFF ?? 习题 习题图所示电路由TTL 与非门组成。设G 1～G 4门的平均传输延迟时间相同为30ns ，现测得输出端F 的振荡频率为，试求G 5的平均传输延迟时间t pd5。 解：根据F 的频率求出F 的振荡周期，T =，由于五个与非门输出为原信号的非，所以延迟时间应为T /2≈156ns ，则第五个与非门的延迟时间为36ns 。 习题图 F
第3章电路原理图设计基础 在本章中,您将了解到利用Protel 99 SE 进行印刷电路板的设计要经过怎样的步骤;绘制一张完整、正确、漂亮的电路原理图需要经过怎样的步骤;怎样设置图纸的尺寸和原理图编辑器的工作环境等内容。 3.1 电路原理图的设计步骤 根据电路原理图自动转换成印刷电路板图是Protel 99 SE的重要功能之一,因此首先介绍印刷电路板设计的一般步骤。 3.1.1 印刷电路板设计的一般步骤 利用Protel 99 SE 进行印刷电路板的设计,整个过程需要三个步骤。 电路原理图设计(Sch:利用Protel 99 SE的原理图设计系统,绘制完整的、正确的电路原理图。 产生网络表:网络表是表示电路原理图或印刷电路板中元件连接关系的文本文件。是连接电路原理图与印刷电路板图的桥梁。 印刷电路板设计(PCB:根据电路原理图,利用Protel 99 SE提供的强大的PCB设计功能,进行印刷电路板的设计。 3.1.2 电路原理图设计的一般步骤 电路原理图设计是整个电路设计的基础,它决定了后面工作的进展。电路原理图的设计过程一般可以按图3.1所示的设计流程进行。
图3.1 电路原理图设计流程 其中,开始:即启动Protel 99 SE原理图编辑器。 设置图纸大小:包括设置图纸尺寸,网格和光标的设置等。 加载元件库:在Protel 99 SE中,原理图中的元器件符号均存放在不同的原理图元件库中,在绘制电路原理图之前,必须将所需的原理图元件库装入原理图编辑器。 放置元器件:即将所需的元件符号从元件库中调入到原理图中。 调整元器件布局位置:调整各元器件的位置。 进行布线及调整:将各元器件用具有电气性能的导线连接起来,并进一步调整元器件的位置、元器件标注的位置及连线等。 最后存盘打印。 3.2 图纸设置
硬件电路原理图设计审核思路和方法 1、详细理解设计需求，从需求中整理出电路功能模块和性能指标要 求； 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案，对CPU进行选型，CPU 选型有以下几点要求： a）性价比高； b）容易开发：体现在硬件调试工具种类多，参考设计多，软件资源丰富，成功案例多； c）可扩展性好； 3、针对已经选定的CPU芯片，选择一个与我们需求比较接近的成功 参考设计，一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证，比如440EP就有yosemite开发板和 bamboo开发板，我们参考得是yosemite开发板，厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西，也应该是经过严格验证的，否则也会影响到他们的芯片推广应用，纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方，CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的，当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同，可以细读CPU芯片手册和勘误表，或者找厂商确认；另外在设计之前，最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证，如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的；但要注意一点，现在很多CPU 都有若干种启动模式，我们要选一种最适合的启动模式，或者做成兼容设计；
4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型，元器件选型应该遵守 以下原则： a）普遍性原则：所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷偏芯片，减少风险； b）高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，减少成本； c）采购方便原则：尽量选择容易买到，供货周期短的元器件； d）持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件；e）可替代原则：尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件；f）向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件； g）资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚； 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改，修改时对于每 个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计，如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的，那么基本可以放心参照设计，但即使只有一个参考设计与其他的不一样，也不能简单地少数服从多数，而是要细读芯片数据手册，深入理解那些管脚含义，多方讨论，联系芯片厂技术支持，最终确定科学、正确的连接方式，如果仍有疑义，可以做兼容设计；这是整个原理图设计过程中最关键的部分，我们必须做到以下几点： a）对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计，越难的应该越多，成功参考设计是“前人”的经验和财富，我们理当借鉴吸收，站在“前人”的肩膀上，也就提高了自己的起点；
第二章习题与思考题 ?题2-1试判断图P2-1中各放大电路有无放大作用，简单说明理由。 EP2-1 解： (a) 无放大作用，不符合“发射结正偏，集电结反偏”的外部直流偏置要求； (b) 不能正常放大，三极管发射结没有偏置(正偏) ； (c) 无放大作用，三极管集电结没有偏置(反偏) ； (d) 无放大作用，三极管发射结没有偏置(正偏) ； (e) 有放大作用(电压放大倍数小于1)； (f) 无放大作用，电容C2使输出端对地交流短路，输出交流电压信号为0； (g) 无放大作用，电容C b使三极管基极对地交流短路，输入交流信号无法加至三极管基极; (h) 不能正常放大，场效应管栅源之间无直流偏置； (i) 无放大作用，VGG的极性使场效应管不能形成导电沟道。 本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理 U1
?题2-2试画出P2-2中各电路的直流通路和交流通路。 设电路中的电容均足够大， 变压器为理想变压器 解: -O +v cc RA 営& 本题的意图是掌握直流通路和交流通路的概念，练习画出各种电路的直流通路和交流通路。 (c) + 交紇诵聲 十 W 白浙！ SA O O 1卩 a 浦诵踣 I 交说通路
(1 ?:) 1 BQ 1 CQ ?题2-3在NPN 三极管组成的单管共射放大电路中， 假设电路其他参数不变， 分别改变以下某一项参数 时，试定性说明放大电路的 I BQ 、I CQ 、U CEQ 将增大、减小还是不变。 ① 增大Rb;②增大VCC ③增大3。 解： ① R b =■ 1 BQ ■ 1 CQ ■ ~ U CEQ ② V cc = 1 BQ = 1 CQ = U CEQ ( =V CC - R c 1 CQ )不疋 I BQ 基本不变 本题的意图是理解单管共射放大电路中各种参数变化时对 Q 点的影响 ?题2-4在图2.5.2所示NPN 三极管组成的分压式工作点稳定电路中，假设电路其他参数不变，分别改 1 BQ CQ BQ ■I B Q U CEQ — V CC - 1 CQ R C 1 CQ =V cc 变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的 I BQ 、 I CQ 、U CEQ 、「be 和| A u |将增大、减小还是不变。 R b R b S3 --------- R b ”流通舞 ①增大R bi ;②增大Fk ;③增大Re ;④增大3。 -U EQ BEQ 26 (mV ) U i r be 1 EQ R e R e —* ------- 微蛮等效电播 V CC _ 1 CQ ( R C R e ) U CEQ = V CC — 1 CQ R c - I EQ R e A u±…空佟 U BQ
第2章逻辑门电路 2.1 题图2.1(a)画出了几种两输入端的门电路，试对应题图2.1(b)中的A、B波形画出各门的输出F1～ F6的波形。 题图2.1 解: 2.2 求题图2.2所示电路的输出逻辑函数F1、F2。 题图2.2 解:
2.3 题图2.3中的电路均为TTL门电路，试写出各电路输出Y1～Y8状态。 题图2.3 解: Y1=0, Y2=0, Y3=Hi-Z, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0, Y8=0. 2.4 题图2.4中各门电路为CMOS电路，试求各电路输出端Y1、Y2和Y的值。 题图2.4 解: Y1=1, Y2=0, Y3=0. 2.5 6个门电路及A、B波形如题图2.5所示，试写出F1～F6的逻辑函数，并对应A、B波形画出 F1～F6的波形。
题图2.5 解： 2.6 电路及输入波形分别如题图2.6(a)和2.6(b)所示，试对应A、B、C、x1、x2、x3波形画出F端波 形。 题图2.6 解：
2.7 TTL与非门的扇出系数N是多少？它由拉电流负载个数决定还是由灌电流负载决定？ 解: N≤8 N由灌电流负载个数决定. 2.8 题图2.8表示三态门用于总线传输的示意图，图中三个三态门的输出接到数据传输总线，D1D2、D3D4、…、D m D n为三态门的输入端，EN1、EN2、EN n分别为各三态门的片选输入端。试问：EN信号应如何控制，以便输入数据D1D2、D3D4、…、D m D n顺序地通过数据总线传输（画出EN1～EN n 的对应波形）。 题图2.8 解：用下表表示数据传输情况 2.9 某工厂生产的双互补对称反相器（4007）引出端如题图2.9所示，试分别连接成：（1）反相器； （2）三输入与非门；（3）三输入或非门。
实验四简单电路原理图设计 一、实验目的： 1．掌握利用Protel 99 SE进行电路原理图设计的一般步骤。 2．掌握原理图编辑器中对图纸的设置，对电路图的大小、网格、光标、对象系统字体的设置方法。 3．掌握绘制原理图的基本方法，能绘制比较简单的电路原理图。 二、实验仪器： PC机一台，Protel 99 SE软件 三、实验内容： 1．在原理图文件中，练习打开及关闭以下工具栏： 主工具栏：【View】｜【Toolbars】｜【Main Tools】 布线工具栏：【View】｜【Toolbars】｜【Wiring Tools】 绘图工具栏：【View】｜【Toolbars】｜【Drawing Tools】 电源及接地工具栏：【View】｜【Toolbars】｜【Power Objects】 常用器件工具栏：【View】｜【Toolbars】｜【Digital Objects】2．利用菜单命令和键盘功能键放大及缩小原理图。 3 图电路原理样图 4. 绘制如图所示带有总线的电路原理图。 表 1 带有总线的电路图元件明细表
74LS04 U9 74LS04 DIP14 RES2 R3 470K RES2 R4 470K 4040 U12 4040 DIP16 SW DIP-8 SW1 SW DIP-8 DIP16 U9 在Protel DOS Schematic 中的Protel DOS Schematic U12 在Protel DOS Schematic 中的Protel DOS Schematic 其余元件在Miscellaneous 图带有总线的电路原理图 四、实验步骤： 1．启动Protel99 SE，新建一个设计数据库文件，名称定为“班级姓名.ddb”。 2．启动电路原理图编辑器，新建一个原理图文件，命名为“姓名.sch”。 3．先分析电路图中所有元器件的属性，装入元器件库、Miscellaneous 和Protel DOS Schematic 。 4．然后按照样图把所有元器件和端口放置到电路原理图纸上，调整各元件的位置，用导线连接，启动“自动搜索电气节点”功能，启动“自动节点放置”功能。编辑导线，调整导线长短。
第2章 模拟电子技术实验 实验2.1 电压放大电路 1. 实验目的 （1）掌握共发射极放大电路的参数对放大电路性能的影响。 （2）学习调整交流电压放大电路的静态工作点、测量电压放大倍数。 （3）熟悉数字存储示波器、交流毫伏表的使用方法。 2. 实验预习要求 （1）如何调整放大电路的静态工作点？放大电路电压放大倍数与哪些因素有关？ （2）放大电路输出信号波形在哪些情况下可能产生失真？应如何消除失真？ 3. 实验仪器与设备 （1）仪器设备 （2）实验板介绍 图2.1.1是放大电路实验板的印制电路，它由三个单级放大电路组成： T 1管与其周围元件可以组成一级固定偏置或分压式偏置共发射极放大电路，T 2管构成一级分压式偏置、并带有电流负反馈的共发射极放大电路，T 3管构成一级射极输出器。 第一级放大电路有两个独立的集电极电阻R C1 = 3k Ω、C1R '= 1.5k Ω，发射极电阻由E1 R '和 R E1串联构成，旁路电容C E1用来控制是否引入交流电流负反馈及控制反馈深度。 三级放大电路的上偏置电阻R B11、R B21、R B31，都是由一个固定的10 k Ω电阻串联一个电位器构成。调节各电位器，可为各级放大电路设定合适的静态工作点。 每一级放大电路相互独立，可根据需要灵活组成单级或多级阻容耦合放大电路。射极输出器既可接在末级，也可接在第一级，或作为中间级，只要改变实验板上的接线即可。 实验板上“＋12V ”用来接直流电源，“输入u i ”用来外接输入信号，“输出u o ”是放大电路的输出端。每级放大电路还有各自独立的输出端u o1、u o2、u o3。实验板的印制电路已将几个“地”端固定连接在一起（电子实验要求整个实验系统共地）。 另外实验板还设有几个专用电阻供实验时使用。R L = 3k Ω可作为放大电路的外接负载。R F = 39k Ω为反馈电阻，当需要引入级间电压负反馈时，可将M 点与u o2、M '点与T 1的发射极e 1分别相连。R S = 3 k Ω可视为信号源的内阻，利用R S 可测量放大电路的输入阻抗。