第五章 数字电路基础知识电子（教案）西科大版

上课时间 2课时 课题 脉冲与数字信号 课型 理论课 教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板 教 学 目 的 要 求 1. 了解脉冲的基本概念和矩形脉冲的特点 2. 掌握数字电路的特点 3.了解数字电路的发展史和应用 教学重点 数字电路的特点 教学难点 数字信号的特点 教学过程 【课前复习】 1、 画出声音信号波形图，并描述其波形图的特点。 【引入新课】 请同学根据图5.1.1，手动打开和闭合开关S，将电阻R两端的电压和时间之间的变化关系画在坐标系中，指出波形图的变化规律。 【新课】 5.1.1 脉冲的基本概念 脉冲：瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号，简称脉冲。 特点：是电压及电流波形为突变的或不连续或离散的，它可以是周期性重复的，也可以是非周期性的或单次的。 5.1.2 矩形波脉冲 常用参数： 1.脉冲幅度Vm 脉冲电压变化的最大值； 2.脉冲上升时间 脉冲从幅度的10％处上升到幅度的90％处所需的时间； 3.脉冲下降时间 脉冲从幅度的90％处下降到幅度的10％处所需的时间； 4.脉冲宽度（指时间） 脉冲出现后的持续时间，一般指上升沿和下降沿幅度为50％处的时间宽度； 5.脉冲周期T 周期性脉冲，相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。它的倒数就是脉冲重复频率： 6.占空比 有效电平在一个周期之内所占的时间比率。方波的占空比率为50%，占空比为0.5，说明高电平所占时间为0.5个周期。 5.1.3 数字电路概述 模拟信号：在数值和时间上都是连续变化的信号，如收音机、电视机接收到的声音和图像。 模拟电路：用以传递、加工和处理模拟信号的电路。 数字信号：从时间或大小上都是不连续具有突变特点的脉冲信号。如电子表的秒信号、生产线上记录零件个数的计数信号等。 数字电路：传递、加工和处理数字信号的电路。 5.1.4数字电路及其特点 1. 工作状态的特点。数字电路中半导体器件只需工作在截止、饱和导通两种极限状态,晶体管只作为电子开关使用，就可以表示这两种电平或状态。 2. 信号的特点。数字信号通常取两个离散量，用二进制数0和1来反映电路中两种状态。 3.研究对象：研究电路的输入端与输出端之间的逻辑关系。 5.1.5 数字电路的发展及应用 1.数字电路的发展：由电子管、半导体分立器件到集成电路。 2.应用：计算机、计算器、电视机、音响系统、视频记录设备、光碟、长途电信及卫星系统等。 【课堂小结】 1、 脉冲的概念 2、 矩形脉冲的参数介绍 3、 数字电路的特点 4、 数字电路的发展和应用 【布置作业】 教学后记 上课时间 1课时 课题 晶体管的开关特性与反相器 课型 理论课 教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板 教 学 目 的 要 求 1、 掌握二极管的开关特性 2、 掌握三极管的开关特性 3、 掌握反相器的输入输出特点 教学重点 二极管和三极管的开关特性 教学难点 三极管的开关特性 教学过程 【课前复习】 1、 复习二极管的伏安特性。 2、 复习三极管的输出伏安特性。 【引入新课】 提问：二极管和三极管在数字电路中有什么作用？ 【新课】 5.2.1 二极管的开关特性 理想二极管的开关作用如图5.2.1所示。 （a）正向偏置时相当于开关闭合 (b)反向偏置时相当于开关断开 图5.2.1 二极管的开关特性 1.正向偏置时，二极管正向电阻很小，二极管正向压降可忽略 ,相当于开关闭合。 2.反向偏置时，二极管反向电阻很大，相当于开关断开。 5.2.2 三极管的开关特性 (a) (b) (c) 图5.2.2开关特性 图5.2.2(a)是一个NPN型硅三极管共射极电路。 当输入电压VI=-VG1时，三极管工作在截止区，对应的等效电路如图5.2.2（b）所示，相当于开关断开。 当输入电压VI=VG2时，调节Rb，集电结和发射结均处于正向偏置，三极管工作在饱和区，c 极与e 极呈短路状态,对应的等效电路如图5.2.2（c）所示，相当于开关闭合。 5.2.3 晶体管反相器 晶体管反相器的工作原理图如图5.2.3所示。 当VI=0v时，晶体管截止，VO=Ucc，这时相当于开关断开。输入为低电平时，输出为高电平； 当VI=＋3V时，晶体管处于饱和状态，VO=0V这时相当于开关接通。输入为高电平时，输出为低电平； 由此可见，晶体管输入端状态和输出端状态刚好相反：所以可称之为反相器。