•   如何快速的读懂电路原理图_电子/电路_工程科技_专业资料。如何快速的读懂电路原理图 关键是要掌握其要点, 要分析电路图的原理,初学人员要分析电子电路或了解、掌握电子产品的工 作原理,看懂电子产品的电路图是一项基本功。怎样快速地看懂电子产品的电路图呢? 一、要

      如何快速的读懂电路原理图 关键是要掌握其要点, 要分析电路图的原理,初学人员要分析电子电路或了解、掌握电子产品的工 作原理,看懂电子产品的电路图是一项基本功。怎样快速地看懂电子产品的电路图呢? 一、要学习并熟练掌握电子产品中常用的电子元、器件的基本知识,如电阻器、电容器、电感 器、二极管、三极管、可控硅、场效应管、变压器、开关、继电器、接插件等,并充分了解它们的 种类、性能、特征、特性以及在电路中的符号、在电路中的作用和功能等,根据这些元器件在电路 中的作用, 懂得哪些参数会对电路性能和功能产生什么样的影响, 具备这些电子元器件的基本知识, 对于读懂、读透电路图是必不可少的。 二、为方便、快捷地看懂电路图,还要掌握一些由常用元器件组成的单元电子电路知识,例如 整流电路、滤波电路、放大电路、振荡电路、电源电路等。因为这些电路单元是电子产品电路图中 常见的功能块,掌握这些单元电路的知识,不仅可以深化对电子元器件的认识,而且通过这样的 初级练习,也是对看懂、读通电路图的锻炼,有了这些知识,为进一步看懂、读通较复杂的电路 奠定了良好的基础,也就更容易深化自己的学习。 三、应多了解、熟悉、理解电路图中的有关基本概念。比如关键点的电位,各点电位如何变化、 如何互相关联,如何形成回路、通路,哪些构成直流回路、哪些形成信号通道、哪些属于控制回路 等。 四、要看懂、读通某一电子产品的电路图,还需对该电子产品有一个大致的了解,例如由产品 的主要功能,它可能由哪些电路单元组成。这对读懂、读通它的电路图可以少走弯路。 五、经常在电路图中寻找自己熟悉的元器件和单元电路,看它们在电路中起什么作用,然后与 它们周围的电路联系,分析这些外部电路怎样与这些元器件和单元电路互相配合工作,逐步扩展, 直至对全图能理解为止。 六、不断尝试将电路图分割成若干条条框框,然后各个击破,逐个了解这些条条框框电路的功 能和工作原理,再将各个条条框框互相联系起来,将整个电路图看懂、读通。 七、要多看、多读、多分析、多理解各种电路图。可以由简单电路到复杂电路,遇到一时难以 弄懂的问题除自己反复独立思考外, 也可以向内行、 专家请教, 还可以多阅读这方面的教材与文章, 从中吸取营养。只要坚持不懈地追求、努力,快速读懂、读通电路图并非难事,而要成为电子技术 的专家、行家里手,也是指日可待的事。 模拟地与信号地的区别 很多人分不清模拟地与信号地的区别, 有时候也就不区分数字地与模拟地, 但这样就使得电路质量 下降,影响了电路的性能: 模拟电路涉及弱小信号,但是数字电路门限电平较高,对电源的要求就比模拟电路低些。既有数字 电路又有模拟电路的系统中, 数字电路产生的噪声会影响模拟电路, 使模拟电路的小信号指标变差, 克服的办法是分开模拟地和数字地。 对于低频模拟电路, 除了加粗和缩短地线之外, 电路各部分采用一点接地是抑制地线干扰的最 佳选择,主要可以防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。 而对于高频电路和数字电路, 由于这时地线的电感效应影响会更大, 一点接地会导致实际地线加长 而带来不利影响,这时应采取分开接地和一点接地相结合的方式。 另外对于高频电路还要考虑如何抑制高频辐射噪声,方法是:尽量加粗地线,以降低噪声对地 阻抗;满接地,即除传输信号的印制线以外,其他部分全作为地线。不要有无用的大面积铜箔。 地线应构成环路,以防止产生高频辐射噪声,但环路所包围面积不可过大,以免仪器处于强磁 场中时, 产生感应电流。 但如果只是低频电路, 则应避免地线环路。 数字电源和模拟电源最好隔离, 地线分开布置,如果有 A/D,则只在此处单点共地。 低频中没有多大影响,但建议模拟和数字一点接地。高频时,可通过磁珠把模拟和数字地一点 共地。 如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方 法解决此问题∶1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用 0 欧姆电阻连接。 磁珠的等效电路相当于带阻限波器, 只对某个频点的噪声有显着抑制作用, 使用时需要预先估 计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。 电容隔直通交,造成浮地。 电感体积大,杂散参数多,不稳定。 0 欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频 带上都有衰减作用(0 欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。 在具体的电路 PCB 设计中,必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减 小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。相反,如果系统存在两个参考面,就可 能形成一个偶极天线(注: 小型偶极天线的辐射大小与线的长度、 流过的电流大小以及频率成正比); 而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐 射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种 情况。 复杂混合信号 PCB 设计是一个复杂的过程,设计过程要注意以下几点: 1. 将 PCB 分区为独立的模拟部分和数字部分。 2.合适的元器件布局。 3.A/D 转换器跨分区放置。 4.不要对地进行分割。在电路板的模拟部分和数字部分下面敷设统一地。 5.在电路板的所有层中,数字信号只能在电路板的数字部分布线.在电路板的所有层中,模拟信号只能在电路板的模拟部分布线.实现模拟和数字电源分割。 8.布线不能跨越分割电源面之间的间隙。 9.必须跨越分割电源之间间隙的信号线要位于紧邻大面积地的布线.分析返回地电流实际流过的路径和方式。 11.采用正确的布线规则。 如何看懂电路图 5--脉冲电路 在电子电路中,电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路 模拟电子电路,因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。 模拟电子电路 电子电路中另一大类电路的数字电子电路 数字电子电路。它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。数字电子电路又可分成脉 数字电子电路 冲电路和数字逻辑电路,它们处理的都是不连续的脉冲信号。脉冲电路 脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、 脉冲电路 变换和整形的电路。家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等,都要用到 脉冲电路。 脉冲电路 电脉冲有各式各样的形状,有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的,最具有代表性的是矩形脉冲。 要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度 Um 、脉冲周期 T 或频率 f 、脉冲前沿 t r 、脉冲后沿 t f 和脉冲宽 度 t k 来表示。如果一个脉冲的宽度 t k =1 / 2T ,它就是一个方波。 脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点,或者说脉冲电路的特点 脉冲电路的特点是:脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。 脉冲电路 脉冲电路的特点 大多数情况下,晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的,所以脉冲电路有时也叫开关电路。从所用的晶体管也 可以看出来,在工作频率较高时都采用专用的开关管,如 2AK 、 2CK 、DK 、 3AK 型管,只有在工作频率较低时才 使用一般的晶体管。 就拿脉冲电路 脉冲电路中最常用的反相器电路(图 1 )来说,从电路形式上看,它和放大电路中的共发射极电路很相似。 脉冲电路 在放大电路中,基极电阻 R b2 是接到正电源上以取得基极偏压;而这个电路中,为了保证电路可靠地截止, R b2 是 接到一个负电源上的,而且 R b1 和 R b2 的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。不仅如 此,为了使晶体管开关速度更快,在基极上还加有加速电容 C ,在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并 饱和;在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。除了射极输出器是个特例,脉冲电路中的晶体管都是 工作在开关状态的,这是一个特点。 脉冲电路的另一个特点是一定有电容器(用电感较少)作关键元件,脉冲的产生、波形的变换都离不开电容器的 脉冲电路 充放电。 产生脉冲的多谐振荡器 脉冲有各种各样的用途,有对电路起开关作用的控制脉冲,有起统帅全局作用的时钟脉冲,有做计数用的计数脉 冲,有起触发启动作用的触发脉冲等等。不管是什么脉冲,都是由脉冲信号发生器产生的,而且大多是短形脉冲或以 矩形脉冲为原型变换成的。因为矩形脉冲含有丰富的谐波,所以脉冲信号发生器也叫自激多谐振荡器或简称多谐振荡 器。如果用门来作比喻,多谐振荡器输出端时开时闭的状态可以把多谐振荡器比作宾馆的自动旋转门,它不需要人去 推动,总是不停地开门和关门。 ( 1 )集基耦合多谐振荡器 图 2 是一个典型的分立元件集基耦合多谐振荡器 分立元件集基耦合多谐振荡器。它由两个晶体管反相器经 RC 电路交叉耦合接成正反馈电路 分立元件集基耦合多谐振荡器 组成。两个电容器交替充放电使两管交替导通和截止,使电路不停地从一个状态自动翻转到另一个状态,形成自激振 荡。从 A 点或 B 点可得到输出脉冲。当 R b1 =R b2 =R , C b1 =C b2 =C 时,输出是幅度接近 E 的方波,脉冲周 期 T=1.4RC 。如果两边不对称,则输出是矩形脉冲 ( 3 ) RC 环形振荡器 图 4 是常用的 RC 环形振荡器 环形振荡器。它用奇数个门、首尾相连组成闭环形,环路中有 RC 延时电路。图中 RS 是保 护电阻, R 和 C 是延时电路元件,它们的数值决定脉冲周期。输出脉冲周期 T=2.2RC 。如果把 R 换成电位器,就 成为脉冲频率可调的多谐振荡器。因为这种电路简单可靠,使用方便,频率范围宽,可以从几赫变化到几兆赫,所以 被广泛应用。 脉冲变换和整形电路 脉冲在工作中有时需要变换波形或幅度,如把矩形脉冲变成三角波或尖脉冲等,具有这种功能的电路就叫变换电 路。脉冲在传送中会造成失真,因此常常要对波形不好的脉冲进行修整,使它整旧如新,具有这种功能的电路就叫整 形电路。 ( 1 )微分电路 微分电路是脉冲电路中最常用的波形变换电路,它和放大电路中的 RC 耦合电路很相似,见图 5 。当电路时间常 微分电路 数 τ=RCt k 时,输入矩形脉冲,由于电容器充放电极快,输出可得到一对尖脉冲。输入脉冲前沿则输出正向尖脉 冲,输入脉冲后沿则输出负向尖脉冲。这种尖脉冲常被用作触发脉冲或计数脉冲。 ( 2 )积分电路 把图 5 中的 R 和 C 互换,并使 τ=RCt k ,电路就成为积分电路 积分电路,见图 6 。当输入矩形脉冲时,由于电容 积分电路 器充放电很慢,输出得到的是一串幅度较低的近似三角形的脉冲波。 ( 3 )限幅器 能限制脉冲幅值的电路称为限幅器或削波器。 7 是用二极管和电阻组成的上限幅电路。 图 它能把输入的正向脉冲 削掉。如果把二极管反接,就成为削掉负脉冲的下限幅电路。 用二极带或三极管等非线性器件可组成各种限幅器, 或是变换波形 (如把输入脉冲变成方波、 梯形波、 尖脉冲等) , 或是对脉冲整形(如把输入高低不平的脉冲系列削平成为整齐的脉冲系列等)。 ( 4 )箝位器 能把脉冲电压维持在某个数值上而使波形保持不变的电路称为箝位器。它也是整形电路的一种。例如电视信号在 传输过 会造成失真,为了使脉冲波形恢复原样,接收机里就要用箝位电路把波形顶部箝制在某个固定电平上。 图 8 中反相器输出端上就有一个箝位二极管 VD 。如果没有这个二极管,输出脉冲高电平应该是 12 伏,现在增 加了箝位二极管,输出脉冲高电平被箝制在 3 伏上。 此外,象反相器、射极输出器等电路也有“整旧如新”的作用,也可认为是整形电路。 有记忆功能的双稳电路多谐振荡器的输出总是时高时低地变换,所以它也叫无稳态电路 无稳态电路。另一种双稳态电路就绝 无稳态电路 然不同,双稳电路有两个输出端,它们总是处于相反的状态:一个是高电平,另一个必定是低电平。它的特点是如果 没有外来的触发,输出状态能一直保持不变。所以常被用作寄存二进制数码的单元电路。 ( 1 )集基耦合双稳电路 图 9 是用分立元件组成的集基耦合双稳电路 集基耦合双稳电路。它由一对用电阻交叉耦合的反相器组成。它的两个管子总是一管 集基耦合双稳电路 截止一管饱和,例如当 VT1 管饱和时 VT2 管就截止,这时 A 点是低电平 B 点是高电平。如果没有外来的触发信号, 它就保持这种状态不变。如把高电平表示数字信号“ 1 ”,低电平表示“ 0 ”,那么这时就可以认为双稳电路已经 把数字信号“ 1 ”寄存在 B 端了。 电路的基极分别加有微分电路。 如果在 VT1 基极加上一个负脉冲 (称为触发脉冲)就会使 VT1 , 基极电位下降,由于正反馈的作用,使 VT1 很快从饱和转入截止, VT2 从截止转入饱和。于是双 稳电路翻转成 A 端为“ 1 ”, B 端为“ 0 ”,并一直保持下去。 ( 2 )触发脉冲的触发方式和极性 双稳电路的触发电路形式和触发脉冲极性选择比较复杂。从触发方式看,因为有直流触发(电位触发)和交流触 发(边沿触发)的分别,所以触发电路形式各有不同。从脉冲极性看,也是随着晶体管极性、触发脉冲加在哪个管子 (饱和管还是截止管)上、哪个极上(基极还是集电极)而变化的。在实际应用中,因为微分电路能容易地得到尖脉 冲,触发效果较好,所以都用交流触发方式。触发脉冲所加的位置多数是加在饱和管的基极上。所以使用 NPN 管的双 稳电路所加的是负脉冲,而 PNP 管双稳电路所加的是正脉冲。 ( 3 )集成触发器除了用分立元件外,也可以用集成门电路组成双稳电路 集成门电路组成双稳电路。但实际上因为目前有大量的集成化双 集成门电路组成双稳电路 稳触发器产品可供选用,如 R—S 触发器、 D 触发器、 J - K 触发器等等,所以一般不使用门电路搭成的双稳电路 而直接选用现成产品。 有延时功能的单稳电路 无稳电路有 2 个暂稳态而没有稳态, 双稳电路则有 2 个稳态而没有暂稳态。 脉冲电路中常用的第 3 种电路叫单 稳电路,它有一个稳态和一个暂稳态。如果也用门来作比喻,单稳电路可以看成是一扇弹簧门,平时它总是关着的, “关”是它的稳态。当有人推它或拉它时门就打开,但由于弹力作用,门很快又自动关上,恢复到原来的状态。所以 “开”是它的暂稳态。单稳电路常被用作定时、延时控制以及整形等。 ( 1 )集基耦合单稳电路 图 10 是一个典型的集基耦合单稳电路。它也是由两级反相器交叉耦合而成的正反馈电路。它的一半和多谐振荡 器相似,另一半和双稳电路相似,再加它也有一个微分触发电路,所以可以想象出它是半个无稳电路和半个双稳电路 凑合成的,它应该有一个稳态和一个暂稳态。平时它总是一管( VT1 )饱和,另一管( VT2 )截止,这就是它的稳 态。当输入一个触发脉冲后,电路便翻转到另一种状态,但这种状态只能维持不长的时间,很快它又恢复到原来的状 态。电路暂稳态的时间是由延时元件 R 和 C 的数值决定的: t t =0.7RC 。 ( 2 )集成化单稳电路 用集成门电路也可组成单稳电路。图 11 是微分型单稳电路,它用 2 个与非门交叉连接,门 1 输出到门 2 是用 微分电路耦合,门 2 输出到门 1 是直接耦合,触发脉冲加到门 1 的另一个输入端 U I 。它的暂稳态时间即定时时 间为: t t = ( 0.7 ~ 1.3 ) RC 。 脉冲电路的读图要点 ① 脉冲电路的特点是工作在开关状态,它的输入输出都是脉冲,因此分析时要抓住关键,把主次电路区分开,先 认定主电路的功能,再分析辅助电路的作用。 ② 从电路结构上抓关键找异同。 前面介绍了集基耦合方式的三种基本单元电路, 它们都由双管反相器构成正反馈 电路,这是它们的相同点。但细分析起来它们还是各有特点的:无稳和双稳电路虽然都有对称形式,但无稳电路是用 电容耦合,双稳是用电阻直接耦合(有时并联有加速电容,容量一般都很小);而且双稳电路一般都有触发电路(双 端或单端触发);单稳电路就很好认,它是不对称的,兼有双稳和单稳的形式。这样一分析,三种电路就很好区别了。 ③ 脉冲电路中,脉冲的生成、变换和整形都和电容器的充、放电有关,电路的时间常数即 R 和 C 的数值对确定 电路的性质有极重要的意义,这一点尤为重要。 如何看懂电路图 3--放大电路 能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路 放大器 放大电路或放大器 放大器。 放大电路 放大器。例如助听器里的关键部件就是一个放大器 放大器 放大电路的用途和组成 放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放 大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但 初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。 读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大 电路按输入、输出逐级分开,然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。放大电路有它本身的特点:一是有静态和动态两 种工作状态,所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈,这种反馈有时 在本级内,有时是从后级反馈到前级,所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把 整个电路串通起来进行全面综合。 下面我们介绍几种常见的放大电路。 低频电压放大器 低频电压放大器是指工作频率在 20 赫~ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。 ( 1 )共发射极放大电路 图 1 ( a )是共发射极放大电路。 C1 是输入电容, C2 是输出电容,三极管 VT 就是起放大作用的器件, RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。 1 、 3 端是输入, 2 、 3 端是输出。 3 端是公共点,通常是接地的, 也称“地”端。静态时的直流通路见图 1 ( b ),动态时交流通路见图 1 ( c )。电路的特点是电压放大倍数从 十几到一百多,输出电压的相位和输入电压是相反的,性能不够稳定,可用于一般场合。 ( 2 )分压式偏置共发射极放大电路 图 2 比图 1 多用 3 个元件。 基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的, 所以称为分压偏置。 发射极中增加电阻 RE 和电容 CE , CE 称交流旁路电容,对交流是短路的; RE 则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某 种方式送到输入端,作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的,就是负反馈。图中基极真正的输 入电压是 RB2 上电压和 RE 上电压的差值,所以是负反馈。由于采取了上面两个措施,使电路工作稳定性能提高,是 应用最广的放大电路。 ( 3 )射极输出器 图 3 ( a )是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图 3 ( b )是它的交流通路图,可以看到它 是共集电极放大电路。 这个图中,晶体管真正的输入是 V i 和 V o 的差值,所以这是一个交流负反馈很深的电路。由于很深的负反馈, 这个电路的特点是:电压放大倍数小于 1 而接近 1 ,输出电压和输入电压同相,输入阻抗高输出阻抗低,失真小, 频带宽,工作稳定。它经常被用作放大器的输入级、输出级或作阻抗匹配之用。 ( 4 )低频放大器的耦合 一个放大器通常有好几级,级与级之间的联系就称为耦合。放大器的级间耦合方式有三种: ①RC 耦合,见图 4 ( a )。优点是简单、成本低。但性能不是最佳。 ② 变压器耦合,见图 4 ( b )。优点是阻抗匹配好、输出功率 和效率高,但变压器制作比较麻烦。 ③ 直接耦合,见图 4 ( c )。优点是频带宽,可作直流放大器使用,但前后 级工作有牵制,稳定性差,设计制作较麻烦。 功率放大器 能把输入信号放大并向负载提供足够大的功率的放大器叫功率放大器 例如收音机的末级放大器就是功率放大器。 功率放大器。 功率放大器 ( 1 )甲类单管功率放大器 图 5 是单管功率放大器, C1 是输入电容, T 是输出变压器。它的集电极负载电阻 Ri′ 是将负载电阻 R L 通 过变压器匝数比折算过来的: RC′= ( N1 N2 ) 2 RL=N 2 RL 负载电阻是低阻抗的扬声器,用变压器可以起阻抗变换作用,使负载得到较大的功率。 这个电路不管有没有输入信号,晶体管始终处于导通状 ,静态电流比较大,困此集电极损耗较大,效率不高,大约只有 35 %。这种工作状态被称为甲类工作状态。这种电 路一般用在功率不太大的场合,它的输入方式可以是变压器耦合也可以是 RC 耦合。 ( 2 )乙类推挽功率放大器 图 6 是常用的乙类推挽功率放大电路。它由两个特性相同的晶体管组成对称电路,在没有输入信号时,每个管子 都处于截止状态,静态电流几乎是零,只有在有信号输入时管子才导通,这种状态称为乙类工作状态。当输入信号是 正弦波时,正半周时 VT1 导通 VT2 截止,负半周时 VT2 导通 VT1 截止。两个管子交替出现的电流在输出变压器中 合成,使负载上得到纯正的正弦波。这种两管交替工作的形式叫做推挽电路。 乙类推挽放大器的输出功率较大,失真也小,效率也较高,一般可达 60 %。 ( 3 ) OTL 功率放大器 目前广泛应用的无变压器乙类推挽放大器,简称 OTL 电路,是一种性能很好的功率放大器。为了 易于说明,先介绍一个有输入变压器没有输出变压器的 OTL 电路,如图 7 。 这个电路使用两个特性相同的晶体管,两组偏置电阻和发射极电阻的阻值也相同。在静态时, VT1 、 VT2 流过 的电流很小,电容 C 上充有对地为 1 2 E c 的直流电压。在有输入信号时,正半周时 VT1 导通, VT2 截止,集电 极电流 i c1 方向如图所示,负载 RL 上得到放大了的正半周输出信号。负半周时 VT1 截止, VT2 导通,集电极电 流 i c2 的方向如图所示, RL 上得到放大了的负半周输出信号。这个电路的关键元件是电容器 C ,它上面的电压就 相当于 VT2 的供电电压。 以这个电路为基础, 还有用三极管倒相的不用输入变压器的真正 OTL 电路, PNP 管和 NPN 管组成的互补对称 用 式 OTL 电路,以及最新的桥接推挽功率放大器,简称 BTL 电路等等。 直流放大器 能够放大直流信号或变化很缓慢的信号的电路称为直流放大电路 直流放大器 直流放大电路或直流放大器 直流放大电路 直流放大器。测量和控制方面常用到这种放大 器。 ( 1 )双管直耦放大器 直流放大器不能用 RC 耦合或变压器耦合,只能用直接耦合方式。图 8 是一个两级直耦放大器。直耦方式会带来 前后级工作点的相互牵制,电路中在 VT2 的发射极加电阻 R E 以提高后级发射极电位来解决前后级的牵制。直流放 大器的另一个更重要的问题是零点漂移。所谓零点漂移是指放大器在没有输入信号时,由于工作点不稳定引起静态电 位缓慢地变化,这种变化被逐级放大,使输出端产生虚假信号。放大器级数越多,零点漂移越严重。所以这种双管直 耦放大器只能用于要求不高的场合。 ( 2 )差分放大器 解决零点漂移的办法是采用差分放大器,图 9 是应用较广的射极耦合差分放大器。它使用双电源,其中 VT1 和 VT2 的特性相同,两组电阻数值也相同, R E 有负反馈作用。实际上这是一个桥形电路,两个 R C 和两个管子是四 个桥臂,输出电压 V 0 从电桥的对角线上取出。没有输入信号时,因为 RC1=RC2 和两管特性相同,所以电桥是平衡 的,输出是零。由于是接成桥形,零点漂移也很小。 差分放大器有良好的稳定性,因此得到广泛的应用。 集成运算放大器 集成运算放大器 集成运算放大器是一种把多级直流放大器做在一个集成片上,只要在外部接少量元件就能完成各种功能的器件。 运算放大器 因为它早期是用在模拟计算机中做加法器、乘法器用的,所以叫做运算放大器。它有十多个引脚,一般都用有 3 个端 子的三角形符号表示,如图 10 。它有两个输入端、 1 个输出端,上面那个输入端叫做反相输入端,用“ — ”作标 记;下面的叫同相输入端,用“+”作标记。 集成运算放大器可以完成加、减、乘、除、微分、积分等多种模拟运算,也可以接成交流或直流放大器应用。在 集成运算放大器 作放大器应用时有: ( 1 )带调零的同相输出放大电路 图 11 是带调零端的同相输出运放电路。引脚 1 、 11 、 12 是调零端,调整 RP 可使输出端( 8 )在静态时 输出电压为零。 9 、 6 两脚分别接正、负电源。输入信号接到同相输入端( 5 ),因此输出信号和输入信号同相。 放大器负反馈经反馈电阻 R2 接到反相输入端( 4 )。同相输入接法的电压放大倍数总是大于 1 的。 ( 2 )反相输出运放电路 也可以使输入信号从反相输入端接入,如图 12 。如对电路要求不高,可以不用调零,这时可以把 3 个调零端短 路。 输入信号从耦合电容 C1 经 R1 接入反相输入端,而同相输入端通过电阻 R3 接地。反相输入接法的电压放大倍 数可以大于 1 、等于 1 或小于 1 。 ( 3 )同相输出高输入阻抗运放电路 图 13 中没有接入 R1 ,相当于 R1 阻值无穷大,这时电路的电压放大倍数等于 1 ,输入阻抗可达几百千欧。 放大电路读图要点和举例 放大电路是电子电路中变化较多和较复杂的电路。在拿到一张放大电路图时,首先要把它逐级分解开,然后一级 一级分析弄懂它的原理,最后再全面综合。读图时要注意: ① 在逐级分析时要区分开主要元器件和辅助元器件。放 大器中使用的辅助元器件很多,如偏置电路中的温度补偿元件,稳压稳流元器件,防止自激振荡的防振元件、去耦元 件,保护电路中的保护元件等。 ② 在分析中最主要和困难的是反馈的分析,要能找出反馈通路,判断反馈的极性和 类型,特别是多级放大器,往往以后级将负反馈加到前级,因此更要细致分析。 ③ 一般低频放大器常用 RC 耦合方 式;高频放大器则常常是和 LC 调谐电路有关的,或是用单调谐或是用双调谐电路,而且电路里使用的电容器容量一 般也比较小。 ④ 注意晶体管和电源的极性,放大器中常常使用双电源,这是放大电路的特殊性。 例 1 助听器电路 图 14 是一个助听器电路,实际上是一个 4 级低频放大器。 VT1 、 VT2 之间和 VT3 、 VT4 之间采用直接耦合方 式, VT2 和 VT3 之间则用 RC 耦合。为了改善音质, VT1 和 VT3 的本级有并联电压负反馈( R2 和 R7 )。由于 使用高阻抗的耳机,所以可以把耳机直接接在 VT4 的集电极回路内。 R6 、 C2 是去耦电路, C6 是电源滤波电容。 例 2 收音机低放电路 图 15 是普及型收音机的低放电路。电路共 3 级,第 1 级( VT1 )前置电压放大,第 2 级( VT2 )是推动级, 第 3 级 VT3 、 VT4 ) ( 是推挽功放。 VT1 和 VT2 之间采用直接耦合, VT2 和 VT3 、 VT4 之间用输入变压器 T1 ) ( 耦合并完成倒相,最后用输出变压器( T2 )输出,使用低阻扬声器。此外, VT1 本级有并联电压负反馈( R1 ), T2 次级经 R3 送回到 VT2 有串联电压负反馈。 电路中 C2 的作用是增强高音区的负反馈, 减弱高音以增强低音。R4 、 C4 为去耦电路, C3 为电源的滤波电容。整个电路简单明了。 如何看懂电路图 2--电源电路单元 前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器件,它们的连线纵横交叉,形式 变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始,怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性,不管多复杂 的电路,经过分析可以发现,它是由少数几个单元电路 单元电路组成的。好象孩子们玩的积木,虽然只有十来种或二三十种块 单元电路 块,可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理,再复杂的电路,经过分析就可发 现,它也是由少数几个单元电路 单元电路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路,再学会分析和分解电路的本领, 单元电路 看懂一般的电路图应该是不难的。 按单元电路的功能可以把它们分成若干类,每一类又有好多种,全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常 用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路 电源电路开始。 电源电路 一、电源电路的功能和组成 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路 电源电路 电源电路。电源电路 电源电路 电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中 多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换(蓄电池则 要经常充电)的缺点,因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电,所以要想从 220 伏市电变换成直流电,应该先把 220 伏交流变成低压交 流电,再用整流电路变成脉动的直流电,最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子 设备对电源的质量要求很高,所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分,见图 1 。 其中变压电路其实就是一个铁芯变压器,需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 整流电路 ( 1 )半波整流 半波整流电路只需一个二极管,见图 2 ( a )。在交流电正半周时 VD 导通,负半周时 VD 截止,负载 R 上得 到的是脉动的直流电 ( 2 )全波整流 全波整流要用两个二极管,而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线 ( b )。负载 R L 上得到的是脉动的全波整流电流,输出电压比半波整流电路高。 ( 3 )全波桥式整流 用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线 ( c )。负载上的电流波形和 输出电压值与全波整流电路相同。 ( 4 )倍压整流 用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。 2 ( d ) 图 是一个二倍压整流电路。 U2 为负半周时 VD1 导 当 通, C1 被充电, C1 上最高电压可接近 1.4U2 ;当 U2 正半周时 VD2 导通, C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电,使 C2 上电压接近 2.8U2 ,是 C1 上电压的 2 倍,所以叫倍压整流电路。 三、滤波电路 整流后得到的是脉动直流电,如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分,就可得到平滑的直流电。 ( 1 )电容滤波 把电容器和负载并联,如图 3 ( a ),正半周时电容被充电,负半周时电容放电,就可使负载上得到平滑的直 流电。 ( 2 )电感滤波 把电感和负载串联起来,如图 3 ( b ),也能滤除脉动电流中的交流成分。 ( 3 ) L 、 C 滤波 用 1 个电感和 1 个电容组成的滤波电路因为象一个倒写的字母“ L ”,被称为 L 型,见图 3 ( c )。 1 个 用 电感和 2 个电容的滤波电路因为象字母“ π ”,被称为 π 型,见图 3 ( d ),这是滤波效果较好的电路。 ( 4 ) RC 滤波 电感器的成本高、体积大,所以在电流不太大的电子电路中常用电阻器取代电感器而组成 RC 滤波电路。同样, 它也有 L 型,见图 3 ( e ); π 型,见图 3 ( f )。 四、稳压电路 交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动,因此要求较高的电子电路必 须使用稳压电源。 (1 )稳压管并联稳压电路 用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路,见图 4 ( a )。图中 R 是限流电阻。这个电路的输出电流很 小,它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。 (2 )串联型稳压电路 有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。它的电路和框图见图 4 ( b )、( c )。它是从 取样电路( R3 、 R4 )中检测出输出电压的变动,与基准电压( V Z )比较并经放大器( VT2 )放大后加到调整 管( VT1 )上,使调整管两端的电压随着变化。如果输出电压下降,就使调整管管压降也降低,于是输出电压被提升; 如果输出电压上升,就使调整管管压降也上升,于是输出电压被压低,结果就使输出电压基本不变。在这个电路的基 础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路,如用复合管作调整管,输出电压可调的电路,用运算放大器作比较放 大的电路,以及增加辅助电源和过流保护电路等。 ( 3 )开关型稳压电路 近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。它的调整管工作在开关状态,本身功耗很小,所以有效率高、 体积小等优点,但电路比较复杂。 开关稳压电源从原理上分有很多种。它的基本原理框图见图 4 ( d )。图中电感 L 和电容 C 是储能和滤波元 开关稳压电源 件,二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器提供电流通路的续流二极管。开关稳压电源的开关频率都很 高,一般为几~几十千赫,所以电感器的体积不很大,输出电压中的高次谐波也不多。 它的基本工作原理是 : 从取样电路( R3 、 R4 )中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。矩 形波发生器的输出脉冲是控制调整管( VT )的导通和截止时间的。如果输出电压 U 0 因为电网电压或负载电流的变 动而降低,就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽,于是调整管导通时间增大,使 L 、 C 储能电路得到更多的能量, 结果是使输出电压 U 0 被提升,达到了稳定输出电压的目的。 ( 4 )集成化稳压电路 近年来已有大量集成稳压器产品问世,品种很多,结构也各不相同。目前用得较多的有三端集成稳压器,有输出 正电压的 CW7800 系列和输出负电压的 CW7900 系列等产品。 输出电流从 0.1A ~ 3A , 输出电压有 5V 、 6V 、 9V 、 12V 、 15V 、 18V 、 24V 等多种。 这种集成稳压器只有三个端子,稳压电路的所有部分包括大功率调整管以及保护电路等都已集成在芯片内。使用 时只要加上散热片后接到整流滤波电路后面就行了。外围元件少,稳压精度高,工作可靠,一般不需调试。 图 4 ( e )是一个三端稳压器电路。图中 C 是主滤波电容, C1 、 C2 是消除寄生振荡的电容 ,VD 是为防止 输入短路烧坏集成块而使用的保护二极管。 五、电源电路读图要点和举例 电源电路是电子电路中比较简单然而却是应用最广的电路。 拿到一张电源电路图时, 应该: ① 先按“整流 — 滤 波 — 稳压”的次序把整个电源电路分解开来,逐级细细分析。 ② 逐级分析时要分清主电路和辅助电路、主要元件 和次要元件, 弄清它们的作用和参数要求等。 例如开关稳压电源中, 电感电容和续流二极管就是它的关键元件。 ③ 因 为晶体管有 NPN 和 PNP 型两类,某些集成电路要求双电源供电,所以一个电源电路往往包括有不同极性不同电压值 和好几组输出。 读图时必须分清各组输出电压的数值和极性。 在组装和维修时也要仔细分清晶体管和电解电容的极性, 防止出错。 ④ 熟悉某些习惯画法和简化画法。 ⑤ 最后把整个电源电路从前到后全面综合贯通起来。这张电源电路 图也就读懂了。 例 1 电热毯控温电路 图 5 是一个电热毯电路。开关在“ 1 ”的位置是低温档。 220 伏市电经二极管后接到电热毯,因为是半波整流, 电热毯两端所加的是约 100 伏的脉动直流电,发热不高,所以是保温或低温状态。开关扳到“ 2 ”的位置, 220 伏 市电直接接到电热毯上,所以是高温档。 例 2 高压电子灭蚊蝇器 图 6 是利用倍压整流原理得到小电流直流高压电的灭蚊蝇器。 220 伏交流经过四倍压整流后输出电压可达 1100 伏,把这个直流高压加到平行的金属丝网上。网下放诱饵,当苍蝇停在网上时造成短路,电容器上的高压通过苍蝇身 体放电把蝇击毙。苍蝇尸体落下后,电容器又被充电,电网又恢复高压。这个高压电网电流很小,因此对人无害。 由于昆虫夜间有趋光性,因此如在这电网后面放一个 3 瓦荧光灯或小型黑光灯,就可以诱杀 蚊虫和有害昆虫。 例 3 实用稳压电源 图 7 是一个实用的稳压电源。输出电压 3 ~ 9 伏可调,输出电流最大 100 毫安。这个电路就是串联型稳压电源 电路。要注意的是 :① 整流桥的画法和图 2 ( c )不同,实际上它就是桥式整流电路。 ② 这个电路使用 PNP 型 锗管,所以输出是负电压,正极接地。 ③ 用两个普通二极管代替稳压管。任何二极管的正向压降都是基本不变的, 因此可用二极管代替稳压管。 2AP 型二极管的正向压降约是 0.3 伏, 2CP 型约是 0.7 伏, 2CZ 型约是 1 伏。图 中用了两个 2CZ 二极管作基准电压。 ④ 取样电阻是一个电位器,所以输出电压是可调的。

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    原理图
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    2019-10-20 13:20
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