electronics 英语

1、机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕Chapter 2Section 1 introduction Section 2 digital circuits Section 3 logic circuits characteristicsSection 5 The bipolar transistor as a switch or inverter Section 4 diode-resistor gates机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕Section 1 introductionvThe nature of electrical signals in electronic circuits r

2、eadily enables the technology to be divided into classes. One of the classes is analog electronics(模拟电子模拟电子); anther is digital electronics（数字电子）（数字电子）.v翻译：翻译：在电子电路中，电子信号的特征可以将工在电子电路中，电子信号的特征可以将工业技术分类而论。其中之一称为模拟电子，另一业技术分类而论。其中之一称为模拟电子，另一种称为数字电子。种称为数字电子。 机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vBoth analog and digital elec

3、tronics use similar electronic elements, but the manner of use is different, and the technologies appear to be quite distinct. For this reason we shall study them separately until we bring them together as they invariably in the instrumentation and applications. v翻译翻译：两者使用类似的电子器件，只是使用的方：两者使用类似的电子器件，

4、只是使用的方式不同式不同 并且制作工艺上也有很大的区别。基于以并且制作工艺上也有很大的区别。基于以上原因，我们要对其分开研究。当在仪上原因，我们要对其分开研究。当在仪 表使用和表使用和应用软件上它们总是不分伯仲时，我们这时才可应用软件上它们总是不分伯仲时，我们这时才可以将其合二为一。以将其合二为一。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vKey words:vreadily redliadv.乐意地；快捷地；轻而易举地；便利地vdistinctdstktadj.明显的，清楚的；卓越的，不寻常的；有区别的；确切的vseparatelyseprtliadv.分别地，另行；分开，单独；分离地；个别地机电

5、工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vAnalog electronics pertains to those systems in which the electrical voltage and electrical current are analogous to physical quantities and vary continuously. Electronic circuits that reproduce music must have voltages and currents that are proportional to the sound. v翻译翻译:模拟电子是有关研究

6、物理量的电子电压和电模拟电子是有关研究物理量的电子电压和电流是模拟的并且是持续变化的流是模拟的并且是持续变化的 系统。产生音乐的系统。产生音乐的电子电路必须有相对于声音成比例的电压和电流。电子电路必须有相对于声音成比例的电压和电流。 机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vkey words:vpertainptenvi.关于，有关；适合；附属，从属vanalogousnlgsadj.相似的，可比拟的；同功的；模拟式vvaryvervi.变化；不同，偏离；生变异vt.使不同；使多样化；音乐变奏vproportionalprp:nladj.比例的，成比例的；相称的，均衡的 n.数比例项，比例量机电工

7、程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vA high fidelity amplifying system attempts to keep the analogy as true as possible. Analog electronic circuits are carefully designed to make the electrical voltages and currents follow the input signal.v翻译翻译：高精度放大系统使信号尽可能的不失真。高精度放大系统使信号尽可能的不失真。细心设计的电子电路可以使得电子电压和电流跟细心设计的电子电路可以使得电子电压和电

8、流跟随输入信号。随输入信号。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vIf an input signal doubles in amplitude, the output voltage or current also should double; this is possible because the circuit elements are made to operate within limits that preserve the linearity. v翻译：翻译：如果输入信号幅度双重，那么输出电压和如果输入信号幅度双重，那么输出电压和电流也应该是双重的；这种电流也应该是双重的；这种

9、情况是可能的，因为情况是可能的，因为电路器件是会在设限的情况下运行，以保证线性。电路器件是会在设限的情况下运行，以保证线性。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vAn electrical voltage that is proportional to temperature and changes smoothly as the temperature changes is an analog of temperature. If the temperature range is divided into small increments, then the temperature may b

10、e indicated by a digital display. v翻译：翻译：电压对于周围温度而言是成比例的，并且会随着电压对于周围温度而言是成比例的，并且会随着温度的模拟变化而平缓的改变。然而，如果我们将温度温度的模拟变化而平缓的改变。然而，如果我们将温度范围划分成小的增量，每一小的增量又由数字组合，那范围划分成小的增量，每一小的增量又由数字组合，那么这时温度就可以用数字来显示出来。么这时温度就可以用数字来显示出来。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vAs the temperature (voltage) changes smoothly, a decision must be mad

11、e by an electronic system as to the numerical value to be displayed as the temperature. The circuit making the decision is called an analog-to-digital converter ,ADC. The inverse process is accomplished by a digital-to-analog converter, DAC. v翻译翻译：当温度缓慢变化时，电子系统就必须对当温度缓慢变化时，电子系统就必须对 利用数利用数字量来显示温度的数字量

12、的值做出决定。产生这种效字量来显示温度的数字量的值做出决定。产生这种效果的电路就是模数转换器果的电路就是模数转换器ADC。则其相反过程的器件。则其相反过程的器件称为数模转换器称为数模转换器DAC。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vDigital circuits act as electronic switches and switch from one state to another. The output state, on or off, is the only signal condition to be examined. In digital circuits the outp

13、ut state is determined by the input signals in as direct a manner as the output voltage of an analog circuit is related to the input signal. v翻译：翻译：数字电路不像模拟电子那样要求电路线性。数字电路不像模拟电子那样要求电路线性。数字电路扮演者电子转换和一种状态到另一种状数字电路扮演者电子转换和一种状态到另一种状态的角色。输出状态只有打开和关断，而这也是态的角色。输出状态只有打开和关断，而这也是唯一检查信号状态的方式。在数字电路中，输出唯一检查信号状态的

14、方式。在数字电路中，输出状态直接由输入信号来决定。这同模拟电路中输状态直接由输入信号来决定。这同模拟电路中输出电压受输入信号决定是一个道理。出电压受输入信号决定是一个道理。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vIn digital circuits the relation between input and output states are expressed as logic equations; the elements of digital electronics are called logic gates. Logic gates switch between states, on

15、 or off, very quickly so that they may operate at many megahertz in computers and other applications. v翻译：翻译：在数字电路中，输出状态和输入状态的关在数字电路中，输出状态和输入状态的关系通过逻辑方程式来表达；数字电路的电子器件系通过逻辑方程式来表达；数字电路的电子器件称为逻辑门。不同状态的逻辑门开关，打开还是称为逻辑门。不同状态的逻辑门开关，打开还是关断，非常迅速，这样可以在电脑和其他设备的关断，非常迅速，这样可以在电脑和其他设备的多种频率中操作。多种频率中操作。机电工程系机电工程系 罗雪

16、榕罗雪榕vAs technical developments continue to provide new and amazing integrated circuits, as they have since the 1960s,both analog and digital systems will be more capable. The designers of electronic systems using integrated circuits will have unlimited possibilities for innovation. v翻译：翻译：正如科技的发展持续给

17、我们提供新的和不正如科技的发展持续给我们提供新的和不可思议的集成电路，这在可思议的集成电路，这在 19 世纪世纪 60 年代以来年代以来就有了。这样有益于模电和数电系统更加实用。就有了。这样有益于模电和数电系统更加实用。利用集成线路的电利用集成线路的电 子系统设计师们将在创新的道子系统设计师们将在创新的道路上无所限制。路上无所限制。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕section 2 digital circuit Logic circuits are used in building computers of all types, ranging from the very largest

18、ones down to the hand-held calculator, as well as a wide variety of other electronic systems.翻译：翻译：逻辑电路应用在开发各种类型的计算机中，范逻辑电路应用在开发各种类型的计算机中，范围大至巨型计算机，小至便捷式计数器，同时它还围大至巨型计算机，小至便捷式计数器，同时它还应用在各种各样的电子系统中。应用在各种各样的电子系统中。Key Words :Logic circuit 逻辑电路逻辑电路 hand-held calculator 便捷式计数器便捷式计数器 机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕 Whi

19、le all of these systems can be built up using only a few basic, simple building-block circuits called gates, many systems and subsystems are now being produced in single integrated circuits of the large-scale (LSI) and very large-scale (VLSI) types, each of which may contain many thousands of the si

20、mple gate circuits.翻译翻译：尽管所有的这些系统都能够利用一些基础的、简单的积尽管所有的这些系统都能够利用一些基础的、简单的积木式结构电路（门）来集成，但很多系统和子系统正在用单木式结构电路（门）来集成，但很多系统和子系统正在用单个的大规模和超大规模的集成电路来实现，每一种集成电路个的大规模和超大规模的集成电路来实现，每一种集成电路都可能包含着成千上万个简单的门电路。都可能包含着成千上万个简单的门电路。Key Words :building-block circuit 积木式结构电路积木式结构电路 subsystem 子系统，辅助系统子系统，辅助系统integrated ci

21、rcuit of the large-scale 大规模集成电路大规模集成电路integrated circuit of very large-scale（VLSI）types 超大规模集成电路超大规模集成电路机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vDigital circuits and techniques are indeed taking over many areas that have traditionally used linear techniques, especially in areas where microcomputers may effectively be use

22、d.v翻译：翻译：实际上，数字电路和数字技术代替了传统上实际上，数字电路和数字技术代替了传统上使用线性技术的领域，特别是使用微型计算机的领使用线性技术的领域，特别是使用微型计算机的领域。域。Key Words :digital circuit 数字电路数字电路 microcomputer微型计算机微型计算机take over 接管，接替接管，接替机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕Computational arithmetic is based on the decimal or Arabic number system, which uses ten states for each vari

23、able, designated by the digits 0 through 9.翻译：翻译：算术运算基于十进制或者阿拉伯计数制，这种算术运算基于十进制或者阿拉伯计数制，这种进制使用由数字进制使用由数字0到到9指定的十个状态表示每个变量。指定的十个状态表示每个变量。Key Words :computational arithmetic 算术运算算术运算 decimal number 十进制数十进制数 decimal system 十进制十进制 Arabic number 阿拉伯计数制阿拉伯计数制机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vHowever, in modern computers t

24、he arithmetic processes are all performed using binary or two-state arithmetic. This is so because the devices used to perform the arithmetic or logic functions are nearly all binary in nature.v翻译：翻译：然而，现代计算机的算术过程都是用二进制然而，现代计算机的算术过程都是用二进制或二态算术来执行的。这是因为用于执行算术或逻或二态算术来执行的。这是因为用于执行算术或逻辑功能的设备，本身几乎全部是二进制的

25、。辑功能的设备，本身几乎全部是二进制的。Key Words :Binary 二进制二进制 two-state 二态二态multiple-state 多态多态 in nature 本质上本质上机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕v It is possible to create certain types of multiple-state device, but the binary ones are the easiest and least expensive to build. Thus the numbers on which a computer is to operate are

26、first converted to binary combinations, the arithmetic of logic operations are performed by the machine in binary form, and the results are then converted back to decimal numbers at the output.v 翻译：翻译：虽然可以制造某些型式的多态设备，但是制作二进制虽然可以制造某些型式的多态设备，但是制作二进制设备是最简单和最经济的。因此，计算机首先将操作数转换设备是最简单和最经济的。因此，计算机首先将操作数转换成

27、二进制数组，再由机器以二进制的形式进行逻辑运算，然成二进制数组，再由机器以二进制的形式进行逻辑运算，然后将计算结果转换回十进制数输出。后将计算结果转换回十进制数输出。Key Words :operate on 操作操作binary combination 二进制数组二进制数组机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vIn the binary system, the two states are represented by the two logic symbols 0 or 1, corresponding to the symbols 0 through 9 used in the decim

28、al system. These may be thought of in the same sense as combinations of false or true, or of off or on.v翻译：翻译：与十进制中的逻辑符号与十进制中的逻辑符号09相对应，在二进制相对应，在二进制系统中，用逻辑符号系统中，用逻辑符号0或或1来表示两种状态。可以认来表示两种状态。可以认为这两个逻辑状态跟为这两个逻辑状态跟 “假假”或或“真真”组合、或者组合、或者“关关”或或“开开”组合具有同样的意义。组合具有同样的意义。Key Words :logic symbol 逻辑符号逻辑符号 decima

29、l system 十进制十进制机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vIn computer systems the logic levels 0 or 1 most often are represented by levels of voltage, where a low voltage is a logic 0 and a high voltage is a logic 1.v翻译：翻译：在计算机系统中，通常用电压电平来表示逻在计算机系统中，通常用电压电平来表示逻辑电平辑电平0或或1，其中低电压代表逻辑，其中低电压代表逻辑0，高电压代表，高电压代表逻辑逻辑1.Key Words :logi

30、c level 逻辑电平逻辑电平机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vA logic variable is simply the logic condition at a certain point in a logic circuit. It may be for instance the logic condition at one of the input leads, or it may be the logic condition at the output lead, or it may be a logic condition at some internal point.v翻译

31、：翻译：简单地说，逻辑变量就是逻辑电路中某一点简单地说，逻辑变量就是逻辑电路中某一点上的逻辑状态。例如，它可能是其中一个输入端的上的逻辑状态。例如，它可能是其中一个输入端的逻辑状态，或者输出端的逻辑状态，又或者是电路逻辑状态，或者输出端的逻辑状态，又或者是电路中某一内部点的逻辑状态。中某一内部点的逻辑状态。Key Words :output lead 输出端输出端 logic condition 逻辑状态逻辑状态 input lead 输入端输入端 logic variable 逻辑变量逻辑变量机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vThe logic variable is given name

32、 or symbol to distinguish it from all other variables. Each variable in the system may only take on one of two conditions, a logic 0 or a logic 1.v翻译：翻译：每个逻辑变量都定义了名称或者符号，以便每个逻辑变量都定义了名称或者符号，以便从所有其他变量中区别开来。系统中每个变量只表从所有其他变量中区别开来。系统中每个变量只表示两个状态中的其中一个，逻辑示两个状态中的其中一个，逻辑0或者逻辑或者逻辑1.Key Words :take on 呈现；承担，从

33、事呈现；承担，从事.机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vFor example, a simple gating circuit may have two input variables A and B, and one output variable X. Each of A and B may take on the values 0 or 1 independently of each other, but the output X may only take on a value if certain combinations of A and B exist. Thus, X is

34、a logic function of A and B , which is determined by the connections within the gating circuit.v翻译：翻译：例如，一个简单的门电路可能有两个输入变例如，一个简单的门电路可能有两个输入变量量A和和B，一个输出变量，一个输出变量X。A和和B的任一个都可以的任一个都可以相互独立地取相互独立地取0值或者值或者1值，但是如果值，但是如果A和和B存在特存在特定的逻辑组合关系，输出定的逻辑组合关系，输出X就只能表示一个值。因就只能表示一个值。因此，此，X是是A和和B的一个逻辑函数，由门电路内部关系的一个逻辑函数，

35、由门电路内部关系决定。决定。Key Words :gating circuit 门电路；选通电路；闸控电路门电路；选通电路；闸控电路 机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vThe entire system of Boolean algebra can be built up using combination of only three basic functions, the logic AND, the logic OR, and the logic NOT. Any Boolean equation can be realized by some combination of these

36、 three basic functions.v翻译：布尔代数的整个系统都可以由三个基本函数布尔代数的整个系统都可以由三个基本函数逻辑逻辑“与与”、“或或”和和“非非”组合构成。任何一个组合构成。任何一个布尔等式可由这三个基本函数中的一部分组合而成布尔等式可由这三个基本函数中的一部分组合而成.Key Words :Boolean algebra 布尔代数布尔代数 logic AND function 逻辑逻辑“与与”函数函数 机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vA truth table is a list of all of the possible input variable state

37、 combinations of a circuit listed in binary-sequential order with the corresponding output state for each combination listed in an adjacent column. Table 10.1 shows the binary numbers corresponding to the decimal numbers from zero to fifteen.v翻译：翻译：把电路输入变量状态的各种可能将与每个组把电路输入变量状态的各种可能将与每个组合对应的输出状态列在组合以

38、二进制次序列出，同合对应的输出状态列在组合以二进制次序列出，同时邻近一列中，这种表格就叫做真值表时邻近一列中，这种表格就叫做真值表 。表。表10.1列列出了从出了从0到到15的十进制数相应的二进制数。的十进制数相应的二进制数。Key Words :binary-sequential order 二进制次序二进制次序 turth table 真值表真值表 机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕 The truth table is used as the beginning point in designing or analyzing a logic circuit. The sequential

39、 listing makes it easy to recognize if any input combinations were missed.翻译：翻译：真值表用来作为设计和分析逻辑电路的起点。真值表用来作为设计和分析逻辑电路的起点。利用这种有序的列表，我们很容易就可以发现是否利用这种有序的列表，我们很容易就可以发现是否有任何的输入组合遗漏。有任何的输入组合遗漏。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕vIt is made up either from the problem specifications or by sequential testing of an assembled ci

40、rcuit. A logic equation can be formulated from the truth table and a logic circuit can be developed from the equation. Truth tables are used in defining the basic AND, OR and NOT functions below.v翻译：翻译：真值表有可能编写在问题说明书中，或者通真值表有可能编写在问题说明书中，或者通过对组合电路的顺序测试得到。从真值表中可以建过对组合电路的顺序测试得到。从真值表中可以建立逻辑方程，然后由逻辑方程建立逻

41、辑电路。在下立逻辑方程，然后由逻辑方程建立逻辑电路。在下面定义基本逻辑面定义基本逻辑“与与”“”“或或”“”“非非”函数中就用到函数中就用到了真值表。了真值表。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕Section 3 logic circuits characteristicsv Logic levels logic circuit work on two-state signals in which the logic state 0 to 1 are represented by two levels of a signal parameter. Thus, logic 0 and logic

42、 1 may be represented by off and on current, negative and positive current, off and on voltage, on/off voltage, 0 and positive voltage, negative and positive voltage, etc. The most common system, referred to as positive logic, uses a level of zero volts for logic 0 and a positive level for logic 1,b

43、ut this is by no means universal.翻译：翻译：逻辑电路工作于信号参数为逻辑电路工作于信号参数为0和和1的双态信号中。因此，逻辑的双态信号中。因此，逻辑0逻逻辑辑1可以表示关和开电流，负电流和正电流，或者关和开电压、开关可以表示关和开电流，负电流和正电流，或者关和开电压、开关电压，电压，0和正电压，正、负电压，等。最常见的系统，称为正逻辑系和正电压，正、负电压，等。最常见的系统，称为正逻辑系统，它使用一个逻辑统，它使用一个逻辑0表示表示0电平，逻辑电平，逻辑1表示正电压，但这绝不是通表示正电压，但这绝不是通用的。用的。机电工程系机电工程系 罗雪榕罗雪榕Section 4 diode-resistor gatesvDiode-resistor gates cannot be used by themselves, but must be teamed up with（一（一起）起）inverter (NOT) circuits. If diode gates are ca