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数字集成电路(二)  

2010-06-10 13:13:21|  分类: 电子器件 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  通常住家门锁配备多把钥匙,只要满足用其中一把钥匙开锁的条件,就能达到预定开启门锁的结果,这就是或逻辑关系。

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实现或逻辑关系的门电路叫做或门电路。上图为2输入端或门逻辑符号,方框中符号“≥1”表示只要满足一个或一个以上的条件就能达到预定的结果。2输入端或门逻辑表达式为Y=A+B式中“+”表示或逻辑关系,又称逻辑加,不是普通代数中的加号。
    表为2输入端或门真值表:只要满足输入端A或B有一个以上输入端为1的条件时,就能实现输出端为1的结果,反映出或逻辑关系。

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   下图是根据真值表绘制出的波形图。

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  下图为四2输入端或门74LS32实物图与管脚引线排列图。引线排列形式同74LS08,只是与门换成了或门。

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    非门符号和逻辑关系式:实现非逻辑关系的门电路叫做非门电路。非门逻辑符号见下图,它只有1个输入端,方框内有“1”的标识,右侧添加了一个小圆圈,用以表示非的运算,信号从小圆圈处输出时,输入的脉冲信号便被反向。非门逻辑关系表达式Y =A()

读作Y等于非A,或Y等于A反,又称逻辑非。

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    上表为非门真值表,反映出输出对输入的否定,是一种非逻辑关系。

由于非门仅有一个输入端,输入信号只有两种组合。下图为非门波形图,输入端电平与输出端电平总是相反,这种波形关系犹如景物与水面倒影之间关系,非门又称反相器。

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    下图为六非门74LS04管脚引线排列。其内部由6个独立的非门组成,例如第一个非门1脚为输入端1A,2脚为输出端1Y。

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    在数字集成电路系统中,往往需要用门电路组成振荡器,产生脉冲信号,这是门电路的主要应用之一。多谐振荡器是一种能够产生矩形波的电路,下面是几种利用六非门74LS04产生振荡的实验电路。

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    上图为简易非门自激多谐振荡器实验电路,它由非门振荡器IC1、IC2,反相器IC3,红色、绿色发光二极管和电源GB供电系统组成。IC1、IC2作为振荡器的开关环节,R1、C定时电路产生延时正反馈信号控制开关环节周期性的开通和关闭,使IC2输出矩形波。反相器IC3使红色、绿色发光二极管与振荡器同步交替闪亮。振荡波形见下图,纵坐标轴电压U后面所缀数字为74LS04相应管脚上的电压波形。

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    这个实验电路振荡周期估算公式为T≈1.4R1×C,式中电阻值为欧姆、电容量为法拉,周期T单位为秒,定是电阻器R1取值范围为100Ω到5.1KΩ之间,定时电容器取值为1—220μF之间。

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  上图为简易非门自激多谐振荡器连接示意图。在检查电路无误后,按下电源开关SB,红色、绿色发光二极管开始交替闪亮,仔细观察闪亮速度和亮、灭情况,思考为什么?
    下图为非门对称方波自激多谐振荡器实验电路,由于电路对称,输出振荡波形占空比为1:1,为方波,故称对称方波振荡器。在振荡电路中,非门经过IC1输出端经过定是电容器C2耦合到非门IC2输出端经C1耦合到IC1输入端。同样IC2输出端经C1耦合到IC1输入端,两个非门通过电容器互相耦合形成正反馈闭环电路,因而能产生方波振荡,当R1=R4=R,C1=C2=C时,振荡频率估算公式f≈1/RC,
振荡周期T≈RC。

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  定时电阻器R1、R4取值为1—2.2KΩ,定时电容器C1、C2取值范围较大,可以从几十皮法到几百微法,振荡频率范围从几赫兹到数兆赫兹。

  下图为带有RC延迟电路的非门环形自激多谐振荡器实验电路。振荡电路由非门IC1、IC2、IC3及定时电路元件RP、C等组成,由IC3输出矩形波信号。

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  R1为保护电阻器,避免定时电容器C反向放电时有可能造成IC3门电路损坏。非门IC4使振荡器输出波形较好的矩形波。振荡频率估算如下f≈1/2.3RC,T≈2.3RC。

  定时电阻器电阻值在100—1000I~范围内选取,定时电容器C取值范围较大,从几百皮法(pF)至几百微法范围内选取,可以使振荡频率范围从几兆赫兹到几赫兹。把定时电阻器换成电位器(1.5kQ),能连续调节振荡频率,并且有较大的覆盖率。

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  上图为简易脉冲信号发生器实验电路,用单刀五掷波段开关转换所需频率段,产生1赫兹—1M赫兹的矩形波信号,如果SA旋至第三档,IC4输出端接压电陶瓷片发声元件,连续调节RP1,就能产生音高连续变化的音频声,试着能否演凑出一首乐曲,使之成为“滑奏式电子琴”。

                            根据《无线电》整理

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