計算機電路基礎(chǔ)（第2版）

第1篇 電 路 分 析

第1章 電路基本概念及分析方法 1

1．1 電路理論基礎(chǔ) 1

1．1．1 電路理論及其發(fā)展 1

1．1．2 電路和電路模型 2

1．1．3 計算機輔助電路分析 3

1．2 電路基本物理量 3

1．2．1 電流 3

1．2．2 電壓 4

1．2．3 功率與能量 5

1．3 電路基本元件 6

1．3．1 電阻元件 7

1．3．2 電容元件 8

1．3．3 電感元件 9

1．4 獨立電源和受控電源 10

1．4．1 獨立電源 10

1．4．2 受控電源 12

1．5 基爾霍夫定律及支路電流分析法 13

1．5．1 基爾霍夫定律 13

1．5．2 定律應(yīng)用――支路電流分析法 14

1．6 等效變換分析法 15

1．6．1 等效變換 15

1．6．2 無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換 16

1．6．3 有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換 19

1．7 節(jié)點電壓分析法 21

1．7．1 節(jié)點電壓及節(jié)點電壓方程 21

1．7．2 節(jié)點法應(yīng)用舉例 22

1．8 網(wǎng)絡(luò)定理分析法 23

1．8．1 疊加定理 23

1．8．2 戴維南定理和諾頓定理 24

1．8．3 最大功率傳輸定理 26

1．9 一階動態(tài)電路的分析 26

1．9．1 過渡過程與換路定律 26

1．9．2 一階RC電路過渡過程分析 28

1．9．3 一階RL電路過渡過程分析 30

1．9．4 一階電路的全響應(yīng) 31

本章小結(jié) 33

習題1 34

實驗1．1 電路基本定律及定理的驗證 38

實驗1．2 一階動態(tài)電路的過渡過程實驗 40

第2章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量分析法 42

2．1 正弦交流電路的基本概念 42

2．1．1 正弦量的三要素 42

2．1．2 相位差 43

2．2 正弦量的相量表示 44

2．2．1 復(fù)數(shù)的表示形式及運算規(guī)則 44

2．2．2 正弦量的相量表示及相量圖 45

2．3 R、L、C各元件伏安關(guān)系的相量形式 46

2．3．1 電阻元件 46

2．3．2 電感元件 46

2．3．3 電容元件 47

2．4 復(fù)阻抗與復(fù)導(dǎo)納及正弦電路的相量分析法 48

2．4．1 復(fù)阻抗 48

2．4．2 復(fù)導(dǎo)納 49

2．4．3 正弦電路的相量分析法 49

2．5 正弦交流電路的功率 50

2．5．1 瞬時功率和平均功率 50

2．5．2 復(fù)功率、視在功率和無功功率 51

2．5．3 功率因數(shù)的提高 51

2．6 RLC串聯(lián)諧振電路 52

2．6．1 諧振及概念及諧振條件 52

2．6．2 串聯(lián)諧振的特點 52

2．7 三相電路 53

2．7．1 三相電源 53

2．7．2 三相電源的連接 54

2．7．3 三相電源和負載的連接 55

2．8 互感耦合電路 55

2．8．1 互感現(xiàn)象及同名端 55

2．8．2 互感電壓 57

2．8．3 理想變壓器 57

本章小結(jié) 58

習題2 59

實驗2．1 單相正弦交流電路實驗 61

實驗2．2 串聯(lián)諧振電路實驗 62

第2篇 模擬電子技術(shù)

第3章 常用半導(dǎo)體器件 64

3．1 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 64

3．1．1 本征半導(dǎo)體 64

3．1．2 雜質(zhì)半導(dǎo)體 65

3．1．3 PN結(jié) 65

3．2 半導(dǎo)體二極管 67

3．2．1 二極管的結(jié)構(gòu)及外形 67

3．2．2 二極管的伏安特性 67

3．2．3 二極管的主要參數(shù) 68

3．2．4 其他類型二極管 69

3．2．5 二極管應(yīng)用電路舉例 70

3．3 半導(dǎo)體三極管 73

3．3．1 三極管的基本結(jié)構(gòu)及外形 73

3．3．2 三極管的電流放大原理 74

3．3．3 三極管的伏安特性 76

3．3．4 三極管的主要參數(shù) 77

3．4 場效應(yīng)管 79

3．4．1 結(jié)型場效應(yīng)管 79

3．4．2 絕緣柵場效應(yīng)管 81

3．4．3 場效應(yīng)管和三極管比較 82

本章小結(jié) 83

習題3 83

實驗3．1 半導(dǎo)體元器件性能測試 85

第4章 放大電路基礎(chǔ) 89

4．1 放大的概念和放大電路的性能指標 89

4．1．1 放大的概念 89

4．1．2 放大電路的性能指標 89

4．2 基本放大電路的組成及工作原理 91

4．2．1 基本放大電路的組成及各元件作用 91

4．2．2 基本放大電路的工作原理 92

4．3 基本放大電路的分析方法 94

4．3．1 直流通路與交流通路 94

4．3．2 靜態(tài)分析 94

4．3．3 動態(tài)分析 96

4．4 放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 99

4．4．1 溫度對靜態(tài)工作點的影響 99

4．4．2 靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路 99

4．5 單管放大電路的三種基本組態(tài) 100

4．5．1 共集電極放大電路 101

4．5．2 共基極放大電路 102

4．6 多級放大電路 103

4．6．1 多級放大電路的耦合方式 103

4．6．2 多級放大電路的動態(tài)分析 104

本章小結(jié) 105

習題4 105

實驗4．1 單管共射放大電路實驗 108

第5章 集成運算放大電路及其應(yīng)用 111

5．1 集成電路概述 111

5．1．1 集成電路及其發(fā)展 111

5．1．2 集成電路的特點及分類 111

5．1．3 集成電路制造工藝簡介 112

5．2 集成運放的基本組成及各部分的作用 113

5．2．1 偏置電路――電流源 113

5．2．2 輸入級――差分放大電路 114

5．2．3 中間級――采用有源負載的共射放大電路 118

5．2．4 輸出級――功率放大電路 120

5．3 集成運放的性能指標 121

5．4 放大電路中的反饋 121

5．4．1 理想運放的概念及工作特點 121

5．4．2 反饋的基本概念及判別方法 123

5．4．3 負反饋對放大電路性能的影響 126

5．5 集成運放的應(yīng)用 128

5．5．1 模擬信號運算電路 128

5．5．2 有源濾波器 135

5．5．3 電壓比較器 138

本章小結(jié) 140

習題5 141

實驗5．1 模擬信號運算電路實驗 144

第3篇 數(shù)字電子技術(shù)

第6章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ) 147

6．1 數(shù)字電路概述 147

6．1．1 模擬信號和數(shù)字信號 147

6．1．2 數(shù)字電路的特點及分類 148

6．1．3 數(shù)字電路的應(yīng)用 149

6．2 數(shù)制與碼制 149

6．2．1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 149

6．2．2 碼制 152

6．3 邏輯代數(shù) 155

6．3．1 邏輯變量與邏輯函數(shù) 155

6．3．2 基本邏輯運算 156

6．3．3 復(fù)合邏輯運算 157

6．3．4 幾個概念 158

6．4 邏輯函數(shù)的表示方法及其相互轉(zhuǎn)換 159

6．4．1 真值表 159

6．4．2 邏輯表達式 160

6．4．3 邏輯圖 161

6．4．4 波形圖 162

6．4．5 卡諾圖 162

6．5 邏輯代數(shù)的基本公式、定律和規(guī)則 163

6．5．1 基本公式 163

6．5．2 基本定律 163

6．5．3 常用公式 164

6．5．4 有關(guān)異或運算的一些公式 164

6．5．5 基本規(guī)則 164

6．6 邏輯函數(shù)的化簡 165

6．6．1 “最簡”的概念及最簡表達式的幾種形式 165

6．6．2 邏輯函數(shù)的公式化簡法 165

6．6．3 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法 166

6．6．4 具有無關(guān)項的邏輯函數(shù)的化簡 167

本章小結(jié) 168

習題6 169

第7章 邏輯門電路 173

7．1 半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性 173

7．1．1 半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性 173

7．1．2 半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性 173

7．1．3 MOS管的開關(guān)特性 174

7．2 分立元件門電路 175

7．2．1 二極管與門 175

7．2．2 二極管或門 176

7．2．3 三極管非門（反相器） 176

7．3 集成門電路 176

7．3．1 TTL集成門電路 177

7．3．2 CMOS集成門電路 182

7．3．3 TTL與CMOS門電路之間的接口技術(shù) 185

本章小結(jié) 186

習題7 186

實驗7．1 集成邏輯門電路功能檢測 189

實驗7．2 集成邏輯門電路性能參數(shù)的測試 191

第8章 組合邏輯電路 195

8．1 組合邏輯電路的特點及分析設(shè)計方法 195

8．1．1 組合電路的特點 195

8．1．2 組合電路的一般分析方法 195

8．1．3 組合電路的一般設(shè)計方法 197

8．2 常用組合邏輯電路介紹 200

8．2．1 編碼器 200

8．2．2 譯碼器 204

8．2．3 加法器 209

8．2．4 數(shù)值比較器 211

8．2．5 數(shù)據(jù)選擇器 214

8．2．6 數(shù)據(jù)分配器 216

8．3 組合電路中的競爭冒險 217

8．3．1 競爭冒險的概念及產(chǎn)生原因 217

8．3．2 競爭冒險的消除方法 218

本章小結(jié) 219

習題8 219

實驗8．1 組合邏輯電路的功能檢測及設(shè)計實驗 223

第9章 觸發(fā)器和時序邏輯電路 227

9．1 觸發(fā)器 227

9．1．1 觸發(fā)器的功能特點 227

9．1．2 觸發(fā)器的分類及邏輯功能描述方法 227

9．1．3 基本RS觸發(fā)器 228

9．1．4 同步觸發(fā)器 230

9．1．5 主從觸發(fā)器 232

9．1．6 邊沿觸發(fā)器 235

9．1．7 不同類型時鐘觸發(fā)器間的轉(zhuǎn)換 237

9．2 時序電路概述 238

9．2．1 時序電路的特點 238

9．2．2 時序電路邏輯功能的描述方法 238

9．2．3 時序電路的一般分析方法 239

9．3 計數(shù)器 240

9．3．1 計數(shù)器的分類 240

9．3．2 同步計數(shù)器 240

9．3．3 異步計數(shù)器 248

9．3．4 集成計數(shù)器構(gòu)成N進制計數(shù)器的方法 250

9．3．5 計數(shù)器應(yīng)用電路舉例 253

9．4 寄存器 253

9．4．1 數(shù)碼寄存器 253

9．4．2 移位寄存器 254

9．4．3 寄存器的應(yīng)用 256

9．5 順序脈沖發(fā)生器 258

9．6 序列信號發(fā)生器 259

9．7 時序電路的設(shè)計 260

9．7．1 設(shè)計方法及步驟 260

9．7．2 設(shè)計舉例 261

9．8 集成555定時器的原理及應(yīng)用 262

9．8．1 集成555定時器 262

9．8．2 由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 263

9．8．3 由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器 264

9．8．4 由555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 265

9．8．5 555定時器應(yīng)用電路舉例 266

本章小結(jié) 267

習題9 267

實驗9．1 觸發(fā)器邏輯功能的檢測 274

實驗9．2 觸發(fā)器的應(yīng)用實驗 276

實驗9．3 時序邏輯電路實驗 278

實驗9．4 555定時器及其應(yīng)用電路的設(shè)計與檢測 280

第10章 存儲器和可編程邏輯器件 284

10．1 概述 284

10．1．1 存儲器 284

10．1．2 可編程邏輯器件 285

10．2 存儲器及其應(yīng)用 285

10．2．1 隨機存取存儲器RAM 285

10．2．2 只讀存儲器ROM 288

10．3 可編程邏輯器件PLD 290

10．3．1 PLD的基本結(jié)構(gòu) 290

10．3．2 PLD的分類 291

10．3．3 PLD的應(yīng)用 292

本章小結(jié) 294

習題10 294

第11章 數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 297

11．1 D/A轉(zhuǎn)換器 297

11．1．1 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器 297

11．1．2 倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器 299

11．1．3 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標 300

11．1．4 集成DAC 301

11．2 A/D轉(zhuǎn)換器 303

11．2．1 A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟 303

11．2．2 取樣保持電路 305

11．2．3 逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器 305

11．2．4 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器 307

11．2．5 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標 308

11．2．6 集成ADC 308

本章小結(jié) 310

習題11 310

實驗11．1 D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的測試 313

實驗11．2 D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用實驗 315

參考文獻 319