idealized

UNIT3

A：LogicalVariablesandFlip-flop

背景知识：逻辑变量就是取值为“真”和“假”或者“0”和“1”的变量。逻辑

变量和逻辑运算（逻辑代数）在数字线路和计算机技术中使用得很多。

常用的逻辑运算有：“与运算”、“或运算”和“非运算”。逻辑运算可以使

用各类逻辑器件来实现。

Newwords

operationn.运算

terminologyn.术语

designationn.赋值cockpitn.驾驶舱cabinn.坐舱

deducevt.推断

presumablead.可假定的、可推断的propertyn.特性、房地产

ifandonlyif当且仅当

reasonvt.推理

recapitulatevt&vi概括、扼要说明

propositionn.命题

cross-coupled交叉连接

NORgate或非门

NANDgate与非门

complementarya.互补的

解释：pilotdevice中试装置

……andinsodoingweshallbringoutthespecialaptnessofthedesignations

‘true’and‘fal’toidentifythepossiblevaluesofavariable.

我们将阐明将‘真’和‘假’赋值给一个变量的合理性。

Booleanalgebradealswithpropositionsandisaneffectivetoolforanalyzing

therelationshipsbetweenpropositionswhichallowonlytwomutually

exclusivealternative.

布尔代数处理命题并且是分析两值命题的有效工具。

翻译示例：

ThecircuitofFig.1-3A-1,showapairofcross-coupledNORgates,is

pairofinputterminalsSandR,standingfor“t”

and“ret”,luthesymbolSandRnotonlyto

designatetheterminalsbutalsotospecifythelogicallevelattheterminals.

Thus,S=1indicatesthatavoltagecorrespondingtologiclevel1isnormally

rly,theoutputterminalsandthecorresponding

notationwehaveexplicitlytaken

accountofthefactthatinnormaloperation,asweshalle,thelogiclevels

attheoutputarecomplementary.

图1-3A-1为一对交叉连接的或非门，称为触发器。它有一对输入

端，S和R，分别表示“置位”和“复位”。我们不仅使用S和R来表示端

子，还用其来表示端子的逻辑电平。因此，S=1，表示端子S逻辑值为1

的电平。同样的，输出端子和相应的输出逻辑电平为Qand。通过这种

表示方式，我们已经明显考虑这样的事实：在通常的运算中，输出的逻

辑电平是互补的。

InNANDandNOR(aswellasanANDandORgates),whenitrvesour

purpotodoso,wecanarbitrarilylectoneinputterminalandviewitas

,elect

inputisatlogic1,theoutputofthegateisindependentofallotherinputs.

Thisonelectinputtakescontrolofthegateandthegateisdisabledwith

respecttoanyotherinput.(Theterm“inhibit”isudsynonymouslywith

“disable”).Alternatively,ifthelectinputisatlogic0,itdoesnottake

control,Dor

ANDgate,alectedinputtakesovercontrolanddisablesthegatewhenthis

honeinputatlogic0,thegateoutputcannot

ferencebetweentheNORandORgate,onthe

onehand,andtheNANDorANDgate,ontheother,

firstca,thecontrolinputachievesitscontrolwhenitgoestologic1;inthe

condca,itachievesitscontrolwhenitgoestologic0.

对于与非门和或非门（与门和或门也一样），当我们使用时，可以

任意选择一个输入端子并将其作为使能-禁止输入端。因此，考虑一个

或门或者一个或非门，如果所选择的输入端为逻辑，则该门电路的输出

不再受其他输入的影响。所选择的输入控制了门电路且该门电路相对其

他输入来说是禁止的。反之，如果所选的输入为逻辑0，则其无控制作

用，门电路对其他输入来说是可用的。对于一个与非门或者一个与门，

所选的输入当取值逻辑0时起控制作用。当一个输入端子为逻辑0时门电

路的输出对其他输入无响应。

B：BinaryNumberSystem

背景知识：二进制、八进制和十六进制是计算机技术的基础。一个数可

以用多种代码来表示；例如BCD码、Gray码等。为了减少代码在传输、

接受以及其他处理过程中出现的错误，可以利用奇偶校验法来检查错

误。

Newwords

weightn.权powern.幂radixn.基数

fractionn.分数、小数equivalentn.等值、等效

even-parity偶校验odd-parity奇校验

employvt.应用

阅读时间：12分

解释：

Giventhebasicideaofachainofpositiveandnegative,orpositiveandzero,

orzeroandnegativepulsasreprentingbinary1sand0s,therearemany

possiblecodesinwhichthepulsmightbetransmitted.

基于使用正脉冲、负脉冲或者正脉冲、零或者零、负脉冲来表示1和0的

基本思想，可以用这些脉冲来传递各种二进制编码。

翻译示例：B：BinaryNumberSystem

Shannon,in1938,recognizedtheparallelsbetweenthisformofalgebraand

thefunctioningelectricalswitchingsystems,inthatswitchesaretwo-state,

soningprocesscalledforbyBooleanalgebraare

implementedthroughswitches,actingalectronicslogiccircuits.

香农在1938年意识到该代数的形式和电子开关（这一类开关具有通-

断两种状态）的功能的相似性。布尔代数所需的推理过程是通过开关来

实现的，这些开关起着逻辑电路的作用。

Inthedecimalsystemthebaorradixis10,andeachpositiontothe

leftorrightofdecimalpointprentsanincreadordecreadweightas

rysystemtheradixis2,andthepositionstotheleftor

rightofthebinarypointcarryweightincreasingordecreasinginpowerof2.

Numbersarecodedintochainsoftwo-levelpuls,withthelevelsusually

designatedas1and0,asshowninFig.1-3B-1.十进制系统的基数为10，且

从小数点每左进一位或者右退一位，其权增加或者减少10的幂次。二进

制系统的基数为2，且从小数点每左进一位或者右退一位，其权增加或

者减少2幂次。每个数可以用一串2电平的脉冲来记录，这些电平往往用

0或者1来表示，正如图1-3B-1所示。

TheBCDcodecanbeextendedtodecimal15withoutrequiring

additionalbitsfortransmittal;itthenbecomesahexadecimalcode,usually

employingthelettersa,b,…,fforthedecimalnumber10through15

BCD码可以无须增加位数就将表示范围扩展到十进制的15。因此可

以变成十六-十进制码。通常使用英文字母a，b，…，f表示十进制的10

到5。

Anothercodethatimployedinsomecomputeroperationsistheoctal

mittedsymbolsare0,1,2,…,7,andthedecimal

number24iswrittenasoctal30(3╳8

1

+0╳8

0

).Binarycoding

ofoctalnumbersrequiresonlythethreeleast-significant

bitsoftheBCDtable,andbinarycodingofoctal30is

011000.用于计算机运算的另一种码是8进制码。这种码只使用符号

0,1,2,…,7，且十进制数24表示为8进制的30(3╳8

1

+0╳8

0

)。8进制数的

二进制编码只须BCD表中的最后3位，8进制的30的二进制编码为

011000。

Sincedecimal24iswritten11000inpurebinaryform,and011000in

octalcodedform,aneasymeansofconversionfrombinarynumbertooctal

ingoffthebinarynumberingroupofthreebits,

tance,

psofthreebitswehave:

Binary

Octal2266

andtheoctalnumberis2266.因为十进制数24的纯二进制形式为11000，

而8进制编码形式为011000，给了一种从二进制数转换为8进制数的启

发。通过将二进制数每三个一组分组，每一组都对应一个等效的8进制

编码。例如，十进制数1206的二进制数为1，每三位一组则

有：

二进制

8进制2266

8进制数为：2266。

阅读时间：12分

解释：

Onlywhentheanodecurrenttriestogonegativeundertheinfluenceofthe

circuitinwhichthethyristorisconnecteddoesthethyristorturnoffandthe

currentgotozero.改为：

Onlywhentheanodevoltagetriestogonegativeundertheinfluenceofthe

circuitinwhichthethyristorisconnecteddoesthethyristorturnoffandthe

currentgotozero.

However,asspecifiedinthethyristordatasheet,thethyristorcurrentrevers

ortantparameterisnotthetimeittakes

forthecurrenttobecomezerofromitsnegativevalue,butrathertheturn-off

timeintervalt

q

fromthezerocrossoverofthecurrenttothezerocrossoverof

thevoltageacrossthethyristor.

然而正如可控硅数据资料所指明的，其电流在完全等于零之前，会有

一小段翻转为负值的时间。因此重要的参数不是其从负值到零的时间，

而是关断时间t

q

，这是指从电流的过零点到可控硅两端的电压过零点的

时间。

翻译示例：

ediodeis

forwardbiad,itbeginstoconductwithonlyasmallforwardvoltageacross

it,ediodeisreverbiad,onlya

negligiblysmallleakagecurrentflowsthroughthedeviceuntiltherever

aloperation,thereverbiasvoltage

shouldnotreachthebreakdownrating.

图1-4A-1为二极管的线路符号。二极管正向偏置时导通，并有1伏

左右的正向压降。当二极管反向偏置时，仅有很小的、可忽略的漏电流

流过，除非是达到反向击穿电压。在正常工作时，反向偏置电压不应高

于击穿电压。

Inviewoftheverysmallleakagecurrentsintheblockingstate(rever

bias)andthesmallvoltageintheconductingstate(forwardbias)as

comparedtotheoperatingvoltageandcurrentsofthecircuitinwhichthe

diodeisud,

idealizedcharacteristicscanbeudforanalyzingtheconvertertopologybut

shouldnotbeudfortheactualdesign,when,forexample,heatsink

requirementsforthedevicearebeingestimated.

与二极管的工作电流和电压相比，在阻断（截止）状态下漏电流很

小，在导通状态下电压比较小，因此二极管的电流-电压（伏安）特性

可以理想化。这个理想化的特性可以用来分析换流器的拓扑性质但是不

能应用于实际设计，例如估计设备所需的散热器。

Atturn-on,thediodecanbeconsideredanidealswitchbecauitturns

r,atturn-

off,thediodecurrentreverforareverrecoverytimetrrbeforefallingto

circuit,this

revercurrentdoesnotaffecttheconvertcharacteristicandsothediodecan

alsobeconsideredasidealduringtheturn-offtransient.在导通时，与功率

电流的瞬态特性相比二极管可以视为理想开关。然而在关断时，二极管

的电流在降至零之前有一个反向恢复时间。这可能会在电感电路中导致

过电压。在许多的电路中，二极管反向电流不会影响换流器特性，因此

在关断过程中仍然可以视为理想的。

Thethyristorcanbetriggedintotheon-statebyapplyingapulof

positivegatecurrentforashortdurationprovidedthatthedeviceisinits

wardvoltagedropintheon-stateisonlyafew

volts(typically1to3Vdependingonthedeviceblockingvoltagerating).如

果是处于正向阻断状态，只要在门极提供一个短暂的正脉冲，晶闸管就

会导通。在导通状态的正向压降很小（取决于阻断电压的值，一般为

1~3伏）。

Oncethedevicebeginstoconduct,itislatchedonandthegatecurrent

ristorcannotbeturnedoffbythegate,andthe

entheanodecurrenttriestogo

negativeundertheinfluenceofthecircuitinwhichthethyristorisconnected

lowsthegate

toregaincontrolinordertoturnthedeviceonatsomecontrollabletimeafter

ithasagainenteredtheforwardblockingstate.一旦器件（晶闸管）导通，

门极电流即可去掉。此时晶闸管就象二极管一样导通，不能通过门极关

断。只有当阳极电流在与晶闸管连接的电路的作用下开始变负时，晶闸

管才会关断且流过其的电流为零。这样，当晶闸管重新处于正向阻断状

态（器件处于可控时间），使得门极变得可控。