这是我见过讲的比较透彻的一个视频了:
[三极管是如何实现放大的(上)赵全老师纯干货讲解!](https://m.toutiao.com/is/i8FKY8Y3/)
[三极管是如何实现放大的(下)赵全老师纯干货讲解!](https://m.toutiao.com/is/i8FKrSBh/)
PN结及三极管放大电路是人类史上的一个丰碑,他让人类实现了信息化、数字化。
[三极管的工作原理-赵全(上)2021版](https://m.toutiao.com/is/i8FK286g/)
[三极管的工作原理-赵全(下)2021版](https://m.toutiao.com/is/i8FwoM9b/)
经典放大电路:
放大电路要工作,必须满足三极管0.6-0.7V工作区间要求。低于0.6V,三极管不导通,叫截止。 大于0.7V叫饱和,再高了也不再放大了。 因此实际的放大电路是在0.6-0.7V之间上下信号放大。 那么该电路首先是通过一个偏置电路将Q的基极电压置到0.65V,那么X1信号来的时候(在正负0.5V区间), 可以通过Q的放大作用将信号放大到X2输出端。其中C1电容起到防止静态直流工作电压通过X1短路的作用。 该电路中,关键术语解释:
- 1 偏置电路,提供整体放大电路的静态工作电压的电路。核心关键是X3电源,R1,R2,R3,R4电阻以及Q三极管。
- 2 偏置电阻,R1,R2,RP分压,让Q的基极获得0.65V的静态工作电压,管这几个电阻叫偏置电阻。
- 3 输出电阻,R3电阻固定,那么在Q放大不同信号即不同电流时,Ic电流随之变化,那么R3两端电压也随之变化。 进而Q的集电极电位也随之动态变化。因此管R3叫输出电阻。
有了放大电路,配合上光敏、压敏、红外、温度、湿度等等传感器,我们实现了自动化。
放大电路中的零点飘移问题(晶体管导电性因温度变化而变化),另外因为像炉温变化等场景,不宜电容耦合放大电路,需要直接耦合。
为解决零点飘移问题,有人发明了差分放大电路,即两个完全对称的放大电路,这样就在飘移大家一起飘移,然后相互一减,就抵消了突变情况,让电路保持稳定。
视频教程: https://m.toutiao.com/is/i8a239Tb
直接的差分放大电路:
这里的差分电路必须双端输入,双端输出。
在上面差分电路接地端加上一个恒流源,可以做到单输入单输出。
详细计算推导过程见视频。
集成运算放大器内部实现如下:
数字电路本质上是高电平为1,低电平为0的逻辑运算。
【 1. 基本逻辑运算 】
① 与 Y=A · B =AB, 与运算:有0出0,全1出1.
② 或 Y=A+B , 或运算:有1出1,全0出0.
③ 非 Y=A‘
【 2.复合逻辑运算】 ① 与非 Y=(A·B)’, 有0出1,全1出0
② 或非 Y=(A+B)‘, 有1出0,全0出1.
③ 与或非 Y=(A·B+C·D)‘
④ 异或 Y=A⊕B= A · B’ + A’ · B, 不同出1,相同出0
⑤ 同或 Y=A⊙B= A · B +A’ · B’, 相同出1,不同出0
PS:异或逻辑与同或逻辑互为反函数、对偶函数。
将要转换的十进制整数除以2,取余数;再用商除以2,直到商等于0为止,将每次得到的余数按倒序的方法排列起来即为结果。 例如:125=1111101B
原理:十进制小数转换成二进制小数采用 “乘2取整,顺序输出” 法。
例题: 0.68D = ______ B(精确到小数点后5位)
如下所示,0.68乘以2,取整,然后再将小数乘以2,取整,直到达到题目要求精度。得到结果:0.10101B.
例如:十进制小数0.68转换为二进制数
具体步骤:
0.68* 2=1.36 -->1
0.36* 2=0.72 -->0
0.72* 2=1.44 -->1
0.44* 2=0.88–>0
0.88* 2=1.76 -->1
已经达到了题目要求的精度,最后将取出的整数部分顺序输出即可 则为:0.68D–>0.10101B
计算机中的数是用二进制数表示的,它的特点是逢二进一,因此在二进制中只有0和1两个数字符号。 特点:
(1)基数为2,数值部分用0和1表示
(2)逢二进一
(3)后缀用B或2表示,例如:(1010)2、(1010)B
(4)位权值为2^k (k为数位)
例如:
(1)原理:整数部分按上述进行操作即可,小数部分从小数点后一位指数为-1开始算起,以后依次为-2、-3……
(2)具体运用以及步骤举例说明:
同十进制类似,只是缝2进1,如:
1011 + 1001 = 10100
通过加法实现减法,只是加的是被减数的补码。
补码: 原数的取反 + 1
例如: 0101 - 0011 = 0010, 利用加法实现为 0101 + 1101 = 0010
1010(10) - 1111(15) = 01010 + 10001 = 11011, 11011除符号位外取反+1得 10101 为 -5
无符号数二进制乘法运算法则:按位相乘,再按位进行二进制加法
1) 每一步做减法
2) 每一步做异或
有与非门和或非门RS触发器两种,分别如下图:
或非门RS触发器状态表达: Q(n+1) = S + (!R)Q(n) 简单记是与非门0控制,不能全0;或非门1控制,不能全1.
触发器+同步信号控制:让触发器按某个信号节奏转换状态, 带接在在系统时钟信号上的同步控制信号CP(clk)的触发器
CLK=1,两与非门只受SR输入控制
SR的输入可直接传递到基本RS触发器的输入端并寄存
同步RS触发器在CLK=1期间输出取决于输入S和R,输入变化→输出变化(见上方激励表)
CLK=0,所有输入被封锁,基本RS触发器的SR=00,触发器输出不变
D触发器是一种最简单的触发器,在触发边沿到来时,将输入端的值存入其中,并且这个值与当前存储的值无关。在两个有效的脉冲边沿之间,D的跳转不会影响触发器存储的值, 但是在脉冲边沿到来之前,输入端D必须有足够的建立时间,保证信号稳定。D触发器的逻辑符号如下图所示。
D触发器工作脉冲如下图:
寄存器是CPU内部用来存放数据的一些小型存储区域,用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。其实寄存器就是一种常用的时序逻辑电路,但这种时序逻辑电路只包含存储电路。寄存器的存储电路是由锁存器或触发器构成的,因为一个锁存器或触发器能存储1位二进制数,所以由N个锁存器或触发器可以构成N位寄存器。寄存器是中央处理器内的组成部分。 寄存器是有限存储容量的高速存储部件,它们可用来暂存指令、数据和位址。