门电路（选通电路）
本帖最后由 能量海 于 2017-8-11 08:47 编辑
十二章：基础电子学
门电路（选通电路）
与非门可以用作各种电子电路的心脏——除了封装设计的逻辑电路。这是一个前面描述的雨水报警器的与非门版本。“4011B”芯片是CMOS器件，具有很高的输入阻抗，可以在合适的电池电压（3伏至15伏）下运行：
2. 它的输出电压，在电路图的点“A”，通常是低的，因为条状板在干燥时是开路的。这使得第一个与非门保持锁定在关闭状态，防止第一个非稳态振荡。这个第一个非稳态在图中是蓝色的色码。其频率（它产生的符号的间距）由47K电阻器的值和1微法 电容器的制约。减少其中任意一个的值将提高频率（符号间距）。如果雨水落在传感器上，在点“A”的电压变高，让非稳态自如运行。如果下雨时点“A”的电压没有充分上升，则加大1M电阻的值。
3. 当传感器干燥时，第一个非稳态的输出是低电压。它取自点“B”，然后传递到第二个非稳态的门输入，使它保持在关闭状态。第二个非稳态的速度受470K电阻和0.001微法电容的值的控制。减少其中任意一个的值将提高非稳态产生的符号的间距。这个非稳态运行的速率远高于第一个非稳态。
下雨时，点“A”的电压升高，让第一个非稳态振荡。当它这样做时，它将第二个非稳态以一个稳定的节奏模式去转变开和关。这从第二个非稳态向图中点“C”提供高速振荡的重复脉冲。
如果门控输入低，电路将不会振荡，所以假设它是高的。取门2的输出低的时刻。要做到这一点，门2的输入必须高。由于门1的输出直接连接到门2的输入，它必定是高的，而当此为真，其输入中至少有一个必须是低的。这种情况显示在右侧。
现在点“A”和点“B”之间有一个全电压降。47K电阻器和电容器在这个电压降两端串联，因此电容器开始充电，逐渐提高在点“C”的电压。电阻的值越低，电压上升越快。电容器的值越大，电压上升越慢。
当点“C”的电压充分上升，100K的电阻提升门1的输入电压，使它远足以改变其状态。这导致了下面的状态：
现在，跨“A”到“B”的电压被翻转，而在点“C”的电压开始下降，其速率受47K电阻器的大小和1微法电容的制约。当点“C”的电压降至足够低时，它要门1的输入足够低（通过100K的电阻），而使门1再次切换状态。这使得电路初始化所讨论的状态。这就是为什么电路持续振荡，直到门1的门控输入为低，以阻止振荡。
现在，这里是与非门电路的通断切换顺序︰
这个电路用按钮开关反复接通和断开发光二极管。当开关关闭时，电容器“C1”保持点“A”在低电压。这促使门1的输出升高，它通过100K电阻“R1”移高了门2的输入。这促使点“B”的电压低，关闭晶体管，使LED停留在其关闭状态。在点“B”的低电压通过100K电阻“R2”反馈给点“A”，保持它在低电压。这是第一个稳定态。
由于门1的输出高，电容器“C2”通过2M2电阻给那个电压充电。如果短暂按下按钮开关，“C2”的高压升高点“A”的电压，使门1改变状态，因此，门2也改变了状态。再次，点“B”的高电压经由100K电阻“R2”反馈给点“A”，使它保持在高电压，维持着这个状态。这是第二个稳定态。在这种状态下，点“B”有一个高电压，而这经由4.7K电阻馈送给晶体管的基极，将其打开，并点亮发光二极管（LED）。
在这个第二态下，门1的输出低，所以电容器“C2”迅速放电到一个低电压。如果再次按下按钮开关，“C2”的低压驱使点“A”再次走低，使电路恢复到它原来的稳定态。
如果愿意，我们可以修改电路，以使它导通后运行三、四分钟，但随后停止运行，直到电路被关闭，然后再重新打开。这是通过门控的门1来实现的，而不是仅仅把两者作为反相器来利用。如果我们选通第二个门，则LED将长亮，所以，我们将修改第一个门电路：
如果，而且仅当如果在点“C”的电压高时，这个电路与前面的电路的运行方式才完全相同。随着点“C”的电压高，门1被释放，像以前一样在点“A”对电压做出反应。如果点“C”的电压低，它把门1的输出锁定在高电平，迫使门2的输出变为低电平，并保持LED关闭。
当电路首次加电，新的100微法电容“C3”完全放电，拉动点“C”的电压到接近+9伏。这使得门1顺畅运行，而LED可以像以前一样切换导通和关闭。随着时间的推移，由2M2电阻供给的电荷在电容器“C3”积聚。这导致点“C”的电压稳步下降。下降速率由电容器的大小和电阻的大小决定。电阻越大，下降越慢。电容越大，下降越慢。由于“C3”的电流“泄漏”，所示的值约与实际上的一样大。
三、四分钟后，点“C”的电压被变得低得足以运行门1，而防止电路的进一步的运行。这种类型的电路可以成为一个竞技游戏的一部分，在这里的参赛者必须在有限的时间来完成某些任务。
十二章：基础电子学
门电路（选通电路）
与非门可以用作各种电子电路的心脏——除了封装设计的逻辑电路。这是一个前面描述的雨水报警器的与非门版本。“4011B”芯片是CMOS器件，具有很高的输入阻抗，可以在合适的电池电压（3伏至15伏）下运行：
这个电路是由一个雨水传感器、两个非稳态多谐振荡器和一个功率激励器馈送的扬声器组成的：
1. 雨水传感器是一个接通电源的条状铜箔电路板，或类似交错的导体的网格构成一个跨接着电池轨的电压分压器。
1. 雨水传感器是一个接通电源的条状铜箔电路板，或类似交错的导体的网格构成一个跨接着电池轨的电压分压器。
3. 当传感器干燥时，第一个非稳态的输出是低电压。它取自点“B”，然后传递到第二个非稳态的门输入，使它保持在关闭状态。第二个非稳态的速度受470K电阻和0.001微法电容的值的控制。减少其中任意一个的值将提高非稳态产生的符号的间距。这个非稳态运行的速率远高于第一个非稳态。
下雨时，点“A”的电压升高，让第一个非稳态振荡。当它这样做时，它将第二个非稳态以一个稳定的节奏模式去转变开和关。这从第二个非稳态向图中点“C”提供高速振荡的重复脉冲。
4. 达林顿对射极跟随器晶体管使点“D”的电压跟随点“C”的电压模式（但由于每个晶体管的0.7伏的基极/发射极电压降，而降低电压1.4伏）。两个晶体管的高增益确保第二个振荡器的输出不会过度加载。这些功率驱动器晶体管把输出电压置于一个八十欧姆扬声器的两端，加一个电阻以提高组合的总电阻。产生的电压模式在点“D” 显示，并且是一个引人注意的声音。
那么，这个电路为什么振荡？
那么，这个电路为什么振荡？
如果门控输入低，电路将不会振荡，所以假设它是高的。取门2的输出低的时刻。要做到这一点，门2的输入必须高。由于门1的输出直接连接到门2的输入，它必定是高的，而当此为真，其输入中至少有一个必须是低的。这种情况显示在右侧。
现在点“A”和点“B”之间有一个全电压降。47K电阻器和电容器在这个电压降两端串联，因此电容器开始充电，逐渐提高在点“C”的电压。电阻的值越低，电压上升越快。电容器的值越大，电压上升越慢。
当点“C”的电压充分上升，100K的电阻提升门1的输入电压，使它远足以改变其状态。这导致了下面的状态：
现在，跨“A”到“B”的电压被翻转，而在点“C”的电压开始下降，其速率受47K电阻器的大小和1微法电容的制约。当点“C”的电压降至足够低时，它要门1的输入足够低（通过100K的电阻），而使门1再次切换状态。这使得电路初始化所讨论的状态。这就是为什么电路持续振荡，直到门1的门控输入为低，以阻止振荡。
现在，这里是与非门电路的通断切换顺序︰
由于门1的输出高，电容器“C2”通过2M2电阻给那个电压充电。如果短暂按下按钮开关，“C2”的高压升高点“A”的电压，使门1改变状态，因此，门2也改变了状态。再次，点“B”的高电压经由100K电阻“R2”反馈给点“A”，使它保持在高电压，维持着这个状态。这是第二个稳定态。在这种状态下，点“B”有一个高电压，而这经由4.7K电阻馈送给晶体管的基极，将其打开，并点亮发光二极管（LED）。
在这个第二态下，门1的输出低，所以电容器“C2”迅速放电到一个低电压。如果再次按下按钮开关，“C2”的低压驱使点“A”再次走低，使电路恢复到它原来的稳定态。
如果愿意，我们可以修改电路，以使它导通后运行三、四分钟，但随后停止运行，直到电路被关闭，然后再重新打开。这是通过门控的门1来实现的，而不是仅仅把两者作为反相器来利用。如果我们选通第二个门，则LED将长亮，所以，我们将修改第一个门电路：
如果，而且仅当如果在点“C”的电压高时，这个电路与前面的电路的运行方式才完全相同。随着点“C”的电压高，门1被释放，像以前一样在点“A”对电压做出反应。如果点“C”的电压低，它把门1的输出锁定在高电平，迫使门2的输出变为低电平，并保持LED关闭。
当电路首次加电，新的100微法电容“C3”完全放电，拉动点“C”的电压到接近+9伏。这使得门1顺畅运行，而LED可以像以前一样切换导通和关闭。随着时间的推移，由2M2电阻供给的电荷在电容器“C3”积聚。这导致点“C”的电压稳步下降。下降速率由电容器的大小和电阻的大小决定。电阻越大，下降越慢。电容越大，下降越慢。由于“C3”的电流“泄漏”，所示的值约与实际上的一样大。
三、四分钟后，点“C”的电压被变得低得足以运行门1，而防止电路的进一步的运行。这种类型的电路可以成为一个竞技游戏的一部分，在这里的参赛者必须在有限的时间来完成某些任务。
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