工人培训 第五章 电子技术和电力电子技术2

中级电工培训目录单相桥式整流电路P3电容滤波P5电感滤波P7复式滤波电路P8电子滤波电路P9稳压二极管P10简单稳压电路P13晶体管串联稳压电路P16三端集成稳压器的型号和参数P20三端集成稳压器的应用P25并联型开关稳压电路P29串联型开关稳压电路P33数字电路P34“与”门电路P35“或”门电路P38“非”门电路P40复合逻辑门电路P42逻辑代数基础P43组合逻辑电路P74晶闸管P91晶闸管整流电路P95晶闸管的选择P116晶闸管的保护P117晶闸管的触发电路P122晶闸管的其他应用电路P132双向晶闸管简介P135第五章电子技术和电力电子技术分为：1.模拟电子技术2.数字电子技术3.电力电子技术第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试

模拟电子电路，它的工作信号是模拟信号，这种信号在时间上和数量上都是连续的。数字电子电路，它的工作信号是数字信号，这种信号在时间上和数量上都是离散的。数字电路与模拟电路的比较模拟电子电路数字电子电路工作信号模拟信号（连续的）数字信号（离散的）三极管工作状态放大状态饱和或截止状态分析工具图解法、等效电路法逻辑代数研究的主要问题放大性能逻辑功能基本单元电路放大器逻辑门、触发器主要电路功能放大作用算术运算、逻辑运算2023/11/244141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试1.与逻辑关系当决定一事件的所有条件都具备时，事件才发生的逻辑关系。功能表灭灭灭亮断断断合合断合合与逻辑关系开关A开关B灯Y电源ABY“与”门电路2023/11/245141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试真值表逻辑函数式与门逻辑符号与逻辑的表示方法：ABY&000100011011功能表灭灭灭亮断断断合合断合合ABYABY2023/11/246141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试2.二极管“与”门电路RV1V2+5VUCCYAB二极管“与”门电路与门电路：实现与逻辑关系的电路“0”表示低电位（<0.35V）；“1”表示高电位（>2.4V）。（1）A、B均为0时000输出为“0”（2）A为0，B为1时1输出为“0”（3）A为1，B为0时输出为“0”1（4）A为1，B为1时输出为“1”1与门的逻辑功能：“全1出1，有0出0”

2023/11/247141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试“或”门电路决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一个以上具备时，事件就会发生的逻辑关系。或门或逻辑关系开关A开关B灯Y电源真值表逻辑函数式逻辑符号011100011011ABYABY≥11.“或”逻辑关系：2023/11/248141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试2.二极管“或”门电路RV1V2-5VUCCYAB二极管“或”门电路或门电路：实现或逻辑关系的电路（1）A、B均为0时000输出为“0”（2）A为0，B为1时1输出为“1”（3）A为1，B为0时输出为“1”1（4）A为1，B为1时输出为“1”1或门的逻辑功能：“全0出0，有1出1”

2023/11/249141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试“非”门电路只要条件具备，事件便不会发生；条件不具备，事件一定发生的逻辑关系。真值表逻辑函数式逻辑符号非门非逻辑关系1001AY1开关A灯Y电源RAY1.“非”逻辑关系2023/11/2410141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试2.三极管“非”门电路VYA-UBB-5V+UCC+5VRB1RB2RC三极管非门电路非门电路：实现非逻辑关系的电路（1）A为0时Y为“1”（2）A为1时Y为“0”非门的逻辑功能：“有0出1，有1出0”

10102023/11/2411141复合逻辑门电路1.“与非”门

2.“或非”门

3.“异或”门

111000011011AB&1000ABY1Y2Y1、Y2的真值表AB≥1AB=1ABY3000011101110Y3的真值表逻辑功能：有0出1，全1出0逻辑功能：有1出0，全0出1逻辑功能：相同出0，

不同出12023/11/2412141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试一、数制与码制二、逻辑代数与逻辑函数的化简三、逻辑函数的表达方式及其互相转换逻辑代数基础2023/11/2413141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试（1）十进制=3

102

+

6

101+

9

100权

权权2）基数10，逢十进一，即9+1=103）不同数位上的数具有不同的权值10i。

4）任意一个十进制数，都可按其权位展开成多项式的形式(369)10按权展开式（N）10=（Kn-1

K1K0.K-1

K-m）10特点：

1）有0～9十个数码，基数是10=Kn-110n-1++K1101+K0100+K-110-1++K-m

10-m一、数制与码制１.数制及其相互转换位置计数法2023/11/24141412.二进制

2）基数为2，逢二进一，即1+1=10

3）二进制数的权值为2i，i由所在的位数决定。

4）任意一个二进制数，都可按其权位展成多项式的形式（N）2=（Kn-1

K1K0.K-1

K-m）2=Kn-12n-1++K121+K020+K-12-1+K-m

2-m1）用0和1两个数码来表示第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试2023/11/2415141

整数部分的转换即把十进制数除以2，第一次相除所得余数为二进制数的最低位K0，将所得商再除以2，反复执行上述过程，直到商为“0”，所得余数为二进制数的最高位Kn-1。例：（81）10=（？）2得：（81）10=（1010001）281402010520

2

2

2

2

2

2

21K00K10K20K31K40K51K612）十进制转换成二进制将十进制数除2取余，并倒排。除2取余法方法：2023/11/2416141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试3.两种数制间的转换1）二进制数转换成十进制数方法：将相应二进制的数按权展开，然后各项求和例：（1000110）2

=1×26+0×25+0×24+0×23+1×22+1×21+0×20=（70）102023/11/2417141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试小数部分的转换乘2取整法：小数乘以2，第一次相乘结果的整数部分为二进制数的最高位K-1，将其小数部分再乘2依次记下整数部分，反复进行下去，直到小数部分为“0”

。例：

（0.65）10=（?）20.65

2K-110.3

2K-200.6

2K-310.2

2K-400.4

2K-500.8由此得：（0.65）10=（0.101）22023/11/2418141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试编码：用一定位的二进制数按一定规则排列起来表示数字、符号等特定信息。用一定位的二进制数表示十进制数，各位的权值依次为2n、2n-1^……、21、20。按自然数顺序排列的二进制码2.码制2023/11/2419141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试编码：用四位二进制代码对十进制数的各个数码进行编码。（2）

8421BCD码2768↓↓↓↓0010011101101000例：（2768）10=（？）8421BCD（2768）10=（0010011101101000）8421BCD用四位二进制数表示一位十进制数，各位的权值分别是23、22、21、20。常用编码2023/11/2420141二、逻辑代数及逻辑代数的化简1.逻辑代数逻辑代数又叫布尔代数或者叫开关代数变量只有两种取值：“0”和“1”在逻辑代数中，用英文字母表示的变量称为逻辑变量。原变量和反变量：字母上面无反号的称为原变量，有反号的叫做反变量。逻辑变量：逻辑函数：如果输入逻辑变量A、B、C

∙∙∙的取值确定之后，输出逻辑变量Y

的值也被唯一确定，则称Y

是A、B、C∙∙∙的逻辑函数。并记作“0”和“1”仅代表两种相反的逻辑状态没有数值大小的含义2023/11/2421141第五章电子技术和电力电子技术

—数字电路的安装与调试公理、定律与常用公式公理0·0=00+0=00·1=1·0=0

0+1=1+0=1

基本公式A·0=0A+1=11+1=11·1=1

A·0=0A+1=1逻辑代数的基本公式和基本定律2023/11/2422141交换律A·B·C=（A·B）·C=A·（B·C）A+B+C=（A+B）+C=A+（B+C）结合律A+BC=（A+B）（A+C）A·（B+C）=A·B+A·C分配律A·B=B·AA+B=B+A

重叠律A·A=AA+A=A互补律A·A=0A+A=1公理、定律与常用公式2023/11/2423141公理、定律与常用公式非非律

A=A反演律A·B=A+BA+B=AB吸收律A+A·B=AA·（A+B）=AA+A·B=A+BA·（A+B）=A·B冗余律AB+AC+BC=AB+AC2023/11/2424141证明方法利用真值表例：用真值表证明反演律ABAB

A+BA·BA+B000110111110111010001000

A·B=A+BA+B=AB2023/11/2425141

将Y式中“.”换成“+”,“+”换成“.”

“0”换成“1”,“1”换成“0”

原变量换成反变量，反变量换成原变量关于等式的三个规则（1）代入规则：等式中某一变量都代之以一个逻辑函数，则等式仍然成立。例如，已知（用函数

A+C代替

A）则（2）反演规则：不属于单个变量上的反号应保留不变运算顺序：括号乘加注意:2023/11/2426141例如：已知反演规则的应用：求逻辑函数的反函数则

将Y式中“.”换成“+”,“+”换成“.”

“0”换成“1”,“1”换成“0”

原变量换成反变量，反变量换成原变量已知则运算顺序：括号与或不属于单个变量上的反号应保留不变2023/11/2427141（3）对偶规则：如果两个表达式相等，则它们的对偶式也一定相等。将Y中“.”换成“+”,“+”换成“.”

“0”

换成“1”,“1”换成“0”

例如对偶规则的应用：证明等式成立0·0=01+1=1运算顺序：括号与或2023/11/2428141函数的简化依据

逻辑电路所用门的数量少

每个门的输入端个数少

逻辑电路构成级数少

逻辑电路保证能可靠地工作降低成本提高电路的工作速度和可靠性2.逻辑函数的化简2023/11/2429141最简式的标准

首先是式中乘积项最少

乘积项中含的变量少

逻辑函数的简化与门的输入端个数少

实现电路的与门少

下级或门输入端个数少方法：公式法化简函数

并项法：

利用的关系，将两项合并为一项，并消去多余的一个变量。

配项法：利用展开后消去更多的项。可在函数某一项中乘以

消去法：利用消去多余因子

吸收法：利用消去多余的项2023/11/2430141例：试简化函数解：分配律吸收律非非律吸收律2023/11/24311411.逻辑函数的表达方式用有限个与、或、非逻辑运算符，按某种逻辑关系将逻辑变量A、B、C、...连接起来，所得的表达式F=f（A、B、C、...）称为逻辑函数。真值表逻辑函数式

逻辑图波形图输入变量不同取值组合与函数值间的对应关系列成表格用逻辑符号来表示函数式的运算关系输入变量输出变量取值：逻辑0、逻辑1。逻辑0和逻辑1不代表数值大小，仅表示相互矛盾、相互对立的两种逻辑状态反映输入和输出波形变化的图形又叫时序图三、逻辑函数的表示方式及其互相转换由基本门或复合门等逻辑符号及它们的连线构成的图2023/11/2432141（1）逻辑表达式优点：书写简洁方便，易用公式和定理进行运算、变换。缺点：逻辑函数较复杂时，难以直接从变量取值看出函数的值。2023/11/2433141（2）真值表ABCY00000101001110010111011100010111优点：直观明了，便于将实际逻辑问题抽象成数学表达式。缺点：难以用公式和定理进行运算和变换；量较多时，列函数真值表较繁琐。2023/11/2434141（3）逻辑图ABC&&优点：最接近实际电路。缺点：不能进行运算和变换，所表示的逻辑关系不直观。&≥1Y2023/11/2435141（4）波形图输入变量和对应的输出变量随时间变化的波形ABY优点：形象直观地表示了变量取值与函数值在时间上的对应关系。缺点：难以用公式和定理进行运算和变换，当变量个数增多时，画图较麻烦。2023/11/2436141≥11&&ABCYY1Y22.逻辑图与逻辑函数式的互换（1）由逻辑图写出逻辑函数表达式方法：从输入端着手，逐级写出各级输出端的函数式，最后得到该逻辑图所表达的逻辑函数。例：写出逻辑图的逻辑函数表达式解：2023/11/2437141（2）由逻辑函数式画出逻辑图方法：将表达式中的“与”、“或”和“非”等基本逻辑运算用相应的逻辑等号表示，并将它们按运算的先后顺序连接起来。例：画出解：的逻辑图≥1&&ABY2023/11/24381413.逻辑函数式与真值表的互换（1）由逻辑函数式列真值表方法：首先搂函数中变量各种可能取值（真值）全部列写出来，再将每一真值组合代入原函数式，计算（按逻辑运算规则）出函数的真值，并将输入变量与函数值一一对应地列成表格，即得函数的真值表。例：列出逻辑函数的真值表ABCY11000000000001111000001111101101解：（2）由真值表写逻辑函数式

挑出函数值为1的项

每个函数值为1的输入变量取值组合写成一个乘积项

这些乘积项作逻辑加输入变量取值为1的，用原变量表示；反之，则用反变量表示方法：例：写出真值表中所表达的逻辑函数ABY0001010011真值表11解：逻辑功能：两输入相同时，为1；不同时，为0“同或”2023/11/2440141逻辑图F=ABC+ABC+ABC乘积项用与门实现，和项用或门实现波形图0100110011112023/11/2441141逻辑符号对照曾用符号美国符号ABYABYABYAAY国标符号AB&A1ABYAB≥12023/11/2442141国标符号曾用符号AB&ABYABYABYAB=1ABABYABYAB≥1美国符号2023/11/2443141组合逻辑电路组合逻辑电路：是由若干个基本逻辑门电路和复合逻辑门电路组成的。输入：逻辑关系：Fi

=fi

（X1、X2、…、Xn）i=（1、2、…、m）输出：X1、X2、…、XnF1、F2、…、Fm组合逻辑电路方框图2023/11/2444141一、组合电路的特点与分析方法2.分析组合逻辑电路功能步骤：写逻辑函数式简化函数式列真值表描述电路功能1.特点：（1）电路由逻辑门构成（2）不含记忆元件（3）输出无反馈到输入的回路（4）输出与电路原来状态无关已知组合电路2023/11/2445141例

分析图7-6所示组合逻辑电路的逻辑功能。因此该电路为一个加法器，因没考虑进位，所以称半加器。（1）逻辑表达式（2）真值表ABSC0000011010101101

真值表（3）判断：把A、B看成两个一位二进制数时，S就是它们的和，C则是二者相加所得的进位&=1ABCS解：例7-6的组合逻辑电路2023/11/2446141二、常见组合逻辑电路1.编码器编码：用二进制代码表示特定对象的过程。编码器是指能够实现编码功能的数字电路。功能：输入m位代码输出n位二进制代码

m≤2n逻辑功能：任何一个输入端接低电平时，三个输出端有一组对应的二进制代码输出。如图：三位二进制编码器（

8线—3线编码器）。&&&1111111I0I1I2I3I4I5I6I7Y1Y0Y2三位二进制编码器电路输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y01000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111真值表任何时刻只允许一个输入端有信号输入（1）二进制编码器2023/11/2447141优先编码优先编码器允许几个输入端同时加上信号，电路只对其中优先级别最高的信号进行编码。当有多个输入端同时有信号输入时，怎么办？1514131211109123456774LS7488168线-3线优先编码器74LS748的引脚图使能输入端使能输出端优先标志输出端编码输出端编码输入端2023/11/2448141输入输出1××××××××111110×××××××0000010××××××01001010×××××011010010××××0111011010×××01111100010××011111101010×01111111100100111111111101011111111111108线-3线优先编码器74LS748的功能真值表不允许编码允许编码优先编码2023/11/2449141电路的功能为：当为低电平时允许编码工作。则只对其最高位编码，在输出端对应输出自然三位二进制代码的反码，此时，使能输出端而当为高电平时，EO为高电平，电路禁止编码工作。为低电平；优先标志端若输入端有多个为低电平，2023/11/2450141（2）二—十进制编码器二—十进制编码器是将十进制数0～9共十个对象用BCD码来表示的电路。，又称为10线—4线编码器。&&&1111111I0I1I2I3I4I5I6I7Y1Y0Y211&I8I9Y38421BCD编码器的逻辑图8421BCD编码器2023/11/24511418421BCD编码器真值表序号输入（十进制数）输出（BCD码）I0I1I2I3I4I5I6I7I8I9Y3Y2Y1Y0010000000000000101000000000001200100000000010300010000000011400001000000100500000100000101600000010000110700000001000111800000000101000900000000011001逻辑表达式为：2023/11/24521418421BCD编码器简化真值表输入十进制数输出（BCD码）Y3Y2Y1Y0000001000120010300114010050101601107011181000910012023/11/24531412.译码器译码器又称解码器，其功能与编码器相反。（1）二进制译码器3线—8线译码器74LS138的引脚图输入端输出端使能端1514131211109123456781674SL1382023/11/2454141输入输出（8个）（低电平有效）控制端代码输入端×1××××11111111××1×××11111111××××××1111