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1、第一局部 电路设计心得根本全部芯片的电源和地之间都要接电容,一般接个 104 就行,而对供给电源的电路,要在输出电压前加一个二极管和电容,减小负载电路对电源电路的影响1) 三端稳压器输出电压要接电阻到地2) 电路需要考虑温度系数,高的负温度系数可以用电阻的正温度性来补偿3) 绘制 PCB 板时,过孔不应过大,过大则孔间电容电感太大,静电特性差4) 整流二极管 1N4007 的应用5) 留意观看稳压管输入电压是否已经经过滤涉及旁路,假设已经有了,则无需再 次滤涉及旁路6) 信号需要上下拉的缘由很多,但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的 输入信号,电流也就几十微安以下,但拉一个被驱动了的信号
2、,其电流将达毫 安级,现在的系统常常是地址数据各 32 位,可能还有 244/245 隔离后的总线及其它信号,都上拉的话,几瓦的功耗就耗在这些电阻上了7) 大局部存储器的功耗在片选有效时不管 OE 和WE 如何将比片选无效时大 100 倍以上,所以应尽可能使用 CS 来掌握芯片,并且在满足其它要求的状况下尽可能缩短片选脉冲的宽度。8) 总的来说去耦电容越多电源固然会更平稳,但太多了也有不利因素:铺张本钱、 布线困难、上电冲击电流太大等。去耦电容的选用并不严格,可按 C=1/F,即10MHz 取 0.1F,100MHz 取 0.01F。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干
3、扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应当是他们的本质区分。9) 模拟地和数字地要分开处理,然后通过细的走线连在一起,或者单点接在一起。 总的思想是尽量阻隔数字地上的噪声窜到模拟地上。 掌握系统应承受一点接地。一般状况下高频电路就近多点接地。低频电路中,布线和元件间的电感不是什么大问题,然而接地形成的环路的干扰影响很大,因此常以一点作为接地点。频率 在 1MHz 可用 1 点接地,10M 以上多点接地。10) 沟通地与信号地不能共用。由于在一段电源地线的两点间会有数 MV 甚至几 v电压对低电平信号电路来说是个很大的干扰,因此必需加以隔离和防止。11) 为了提高抗共模干扰力量,对于模拟信号可
4、承受屏蔽浮技术12) 在数字和模拟等混合电路中,往往要求两个地分开,并且单点连接。我们可以用一个 0 欧的电阻来连接这两个地,而不是直接连在一起。这样做的好处就是, 地线被分成了两个网络,在大面积铺铜等处理时,就会便利得多。附带提示一下, 这样的场合,有时也会用电感或者磁珠等来连接。13) 放大器(如 4558 和 5532大都工作在闭环状态,所以要求闭环后不能自激. 运放可以接入负反响电路,而比较器则不能使用负反响,虽然比较器也有同相和反相两个输入端,但由于其内部没有相位补偿电路,所以,假设接入负反响,电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速度快很多的主要缘由。其次局部半导
5、体导电特性一、导体、绝缘体和半导体自然界的各种物质就其导电性能来说、可以分为导体、绝缘体和半导体三大类。导体具有良好的导电特性,常温下,其内部存在着大量的自由电子,它们在外电场的作用下做定向运动形成较大的电流。因而导体的电阻率很小,只有金属一般为导体,如铜、铝、银等。绝缘体几乎不导电,如橡胶、陶瓷、塑料等。在这类材料中,几乎没有自由电子,即使受外电场作用也不会形成电流,所以,绝缘体的电阻率很大,在以上。半导体的导电力量介于导体和绝缘体之间,如硅、锗、硒等,它们的电阻率通常在之间。半导体之所以得到广泛应用,是由于它的导电力量受掺杂、温度和光照的影响格外显著。如纯洁的半导体单晶硅在室温下电阻率约为
6、比例掺入少量杂质如磷后,其电阻率急剧下降为体具有这种性能的根本缘由在于半导体原子构造的特别性。二、本征半导体的导电特性,假设按百万分之一的,几乎降低了一百万倍。半导常用的半导体材料是单晶硅Si和单晶锗Ge。所谓单晶,是指整块晶体中的原子按肯定规章整齐地排列着的晶体。格外纯洁的单晶半导体称为本征半导体。一、本征半导体的原子构造半导体锗和硅都是四价元素,其原子构造示意图如图 Z0102 所示。它们的最外层都有 4 个电子,带 4 个单位负电荷。通常把原子核和内层电子看作一个整体,称为惯性核,如图 Z0101 所示。惯性核带有 4 个单位正电荷,最外层有 4 个价电子带有 4 个单位负电荷, 因此,
7、整个原子为电中性。二、本征激发一般来说,共价键中的价电子不完全象绝缘体中价电子所受束缚那样强,假设能从外界获得肯定的能量如光照、升温、电磁场激发等,一些价电子就可能摆脱共价键的束缚而成为自由电子。理论和试验说明:在常温T300K下,硅共价键中的价电子只要获得大于电离能 E G= 1.1eV的能量便可激发成为自由电子。本征锗的电离能更小,只有 0.72 eV。当共价键中的一个价电子受激发摆脱原子核的束缚成为自由电子的同时,在共价键中便留下了一个空位子,称为“空穴“。当空穴消灭时,相邻原子的价电子比较简洁离开它所在的共价键而填补到这个空穴中来使该价电子原来所在共价键中消灭一个的空穴,这个空穴又可能
8、被相邻原子的价电子填补,再消灭的空穴。价电子填补空穴的这种运动无论在形式上还是效果上都相当于带正电荷的空穴在运动,且运动方向与价电子运动方向相反。为了区分于自由电子的运动,把这种运动称为空穴运动,并把空穴看成是一种带正点荷的载流子。电子一空穴对本征激发复合:当自由电子在运动过程中遇到空穴时可能会填充进去从而恢复 一个共价键,与此同时消逝一个“电子一空穴“对,这一相反过程称为复合。动态平衡:在肯定温度条件下,产生的“电子一空穴对“和复合的“电子一空穴对“数量相等时,形成相对平衡,这种相对平衡属于动态平衡,到达动态平衡时“电子一空穴对“维持肯定的数目。可见,在半导体中存在着自由电子和空穴两种载流子
9、,而金属导体中只有自由电子一种载流 子,这也是半导体与导体导电方式的不同之处。三、杂质半导体的导电特性本征半导体的导电力量很弱,热稳定性也很差,因此,不宜直接用它制造半导体器件。半导体器件多数是用含有肯定数量的某种杂质的半导体制成。依据掺入杂质性质的不同,杂质半导体分为 N 型半导体和 P 型半导体两种。一、N 型半导体在本征半导体硅或锗中掺入微量的 5 价元素,例如磷,则磷原子就取代了硅晶体中少量的硅原子,占据晶格上的某些位置。如图 Z0103 所示。由图可见,磷原子最外层有 5 个价电子,其中 4 个价电子分别与邻近4 个硅原子形成共价键构造,多余的1 个价电子在共价键之外, 只受到磷原子
10、对它微弱的束缚,因此在室温下,即可获得摆脱束缚所需要的能量而成为自由电子,游离于晶格之间。失去电子的磷原子则成为不能移动的正离子。磷原子由于可以释放 1 个电子而被称为施主原子,又称施主杂质。在本征半导体中每掺入 1 个磷原子就可产生 1 个自由电子,而本征激发产生的空穴的数目不变。这样,在掺入磷的半导体中,自由电子的数目就远远超过了空穴数目,成为多数载流子简称多子,空穴则为少数载流子简称少子。明显,参与导电的主要是电子,故这种半导体称为电子型半导体,简称 N 型半导体。二、P 型半导体在本征半导体硅或锗中,假设掺入微量的 3 价元素,如硼,这时硼原子就取代了晶体中的少量硅原子,占据晶格上的某
11、些位置,如图Z0104 所示。由图可知,硼原子的 3 个价电子分别与其邻近的 3 个硅原子中的 3 个价电子组成完整的共价键,而与其相邻的另 1 个硅原子的共价键中则缺少 1 个电子,消灭了 1 个空穴。这个空穴被四周硅原子中的价电子来填充后,使 3 价的硼原子获得了 1 个电子而变成负离子。同时,邻近共价键上消灭 1 个空穴。由于硼原子起着承受电子的作用,故称为受主原子,又称受主杂质。在本征半导体中每掺入 1 个硼原子就可以供给 1 个空穴,当掺入肯定数量的硼原子时,就可以使半导体中空穴的数目远大于本征激发电子的数目,成为多数载流于,而电子则成为少数载流子。明显,参与导电的主要是空穴,故这种
12、半导体称为空穴型半导体,简称 P 型半导体。1. 直观检查法;2.电压测量法;3.电流测量法 4.电阻的在路测量方法;5.晶体二极管的在路测量方法;6.晶体三极管的在路测量方法;7.替换法;8.并联法;9.干扰信号注入法;10.信号注入 检测法;11.示波器检测法电路图是电子技术的语言。看不懂电路图如同“文盲”,也就无法深入地学习和把握电子技术。因此,宽阔初学者都迫切地期望能把握看懂电路图的根本功。为了满足大家的要求,五六电子网将刊出 怎样看电路图讲座 ,以供电子爱好者学习参考。内容分两大局部,第一局部介绍电路图中常常消灭的元器件和根本电路;其次局部是以常见的家用电器为例,具体说明它们的工作原
13、理和阅读电路图的方法。本讲座力求写得深入浅出,通俗易懂,理论联系实际。初学者只要逐篇细心读下去,再协作学习一些电子技术初级学问的读物,就肯定能把握阅读电路图的方法,学会电子技术的共同语言,进一步把握电子技术。我们恳切地欢送宽阔网友提出贵重意见,以便互通信息,提高讲座质量,更好地为宽阔初学者效劳。电子设备中有各种各样的图。能够说明它们工作原理的是电原理图,简称电路图。电路图有两种,一种是说明模拟电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示电阻器、电容器、开关、晶体管等实物,用线条把元器件和单元电路按工作原理的关系连接起来。这种图长期以来就始终被叫做电路图。另一种是说明数字电子电路工作原理的。它用各种
14、图形符号表示门、触发器和各种规律部件,用线条把它们按规律关系连接起来,它是用来说明各个规律单元之间的规律关系和整机的规律功能的。为了和模拟电路的电路图区分开来,就把这种图叫做规律电路图, 简称规律图。除了这两种图外,常用的还有方框图。它用一个框表示电路的一局部,它能简洁明白地说明电路各局部的关系和整机的工作原理。一张电路图就好象是一篇文章,各种单元电路就好比是句子,而各种元器件就是组成句子的单词。所以要想看懂电路图,还得从生疏单词 元器件开头。有关电阻器、电容器、电感线圈、晶体管等元器件的用途、类别、使用方法等内容,本刊近期已作了很多介绍,因此在讲座中不再重复介绍。本文只把电路图中常消灭的各种
15、符号重述一遍,期望初学者生疏它们,并记住不忘。电阻器与电位器符号详见图 1 所示,其中 a 表示一般的阻值固定的电阻器, b 表示半可调或微调电阻器; c 表示电位器; d 表示带开关的电位器。电阻器的文字符号是“ R ”,电位器是“ RP ”,即在 R 的后面再加一个说明它有调整功能的字符“ P ”。在某些电路中,对电阻器的功率有肯定要求,可分别用图 1 中 e 、 f 、 g 、 h 所示符号来表示。还有几种特别电阻器的符号,第 1 种是热敏电阻符号,热敏电阻器的电阻值是随外界温度而变化的。有的是负温度系数的,用 NTC 来表示;有的是正温度系数的,用 PTC 来表示。它的符号见图 i ,
16、用 或 t 来表示温度。它的文字符号是“ RT ”。第 2 种是光敏电阻器符号,见图 1 j ,有两个斜向的箭头表示光线。它的文字符号是“ RL ”。第 3 种是压敏电阻器的符号。压敏电阻阻值是随电阻器两端所加的电压而变化的。符号见图 1 k ,用字符 U 表示电压。它的文字符号是“ RV ”。这三种电阻器实际上都是半导体器件,但习惯上我们仍把它们当作电阻器。第 4 种特别电阻器符号是表示近消灭的保险电阻,它兼有电阻器和熔丝的作用。当温度超过 500 时,电阻层快速剥落熔断,把电路切断,能起到保护电路的作用。它的电阻值很小,目前在彩电中用得很多。它的图形符号见图 1 1 ,文字符号是“R F
17、”。电容器的符号详见图 2 所示,其中 a 表示容量固定的电容器, b 表示有极性电容器,例如各种电解电容器, c 表示容量可调的可变电容器。 d 表示微调电容器, e 表示一个双连可变电容器。电容器的文字符号是 C 。电感器与变压器的符号电感线圈在电路图中的图形符号见图 3 。其中 a 是电感线圈的一般符号, b 是带磁芯或铁芯的线圈, c 是铁芯有间隙的线圈, d 是带可调磁芯的可调电感, e 是有多个抽头的电感线圈。电感线圈的文字符号是“ L ”。变压器的图形符号见图 4 。其中 a 是空芯变压器, b 是滋芯或铁芯变压器, c 是绕组间有屏蔽层的铁芯变压器, d 是次级有中心抽头的变压
18、器, e 是耦合可变的变压器, f 是自耦变压器, g 是带可调磁芯的变压器, h 中的小圆点是变压器极性的标记。送话器、拾音器和录放音磁头的符号送话器的符号见图 5 a b c ,其中 a 为一般送话器的图形符号, b是电容式送话器, c 是压电晶体式送话器的图形符号。送话器的文字符号是“ BM ”。拾音器俗称电唱头。图 5 d 是立体声唱头的图形符号,它的文字符号是“ B ”。图 5 e 是单声道录放音磁头的图形符号。假设是双声道立体声的,就在符号上加一个“ 2 ”字, 见图 f 。扬声器、耳机的符号扬声器、耳机都是把电信号转换成声音的换能元件。耳机的符号见图 5 g 。它的文字符号是“
19、B E ”。扬声器的符号见图 5 h ,它的文字符号是“ BL ”。接线元件的符号电子电路中常常需要进展电路的接通、断开或转换,这时就要使用接线元件。接线元件有两大类:一类是开关;另一类是接插件。 1 开关的符号在机电式开关中至少有一个动触点和一个静触点。当我们用手扳动、推动或是旋转开关的机构,就可以使动触点和静触点接通或者断开,到达接通或断开电路的目的。动触点和静触点的组合一般有 3 种: 动合常开触点,符号见图 6 a ; 动断常闭触点,符号是图 6 b ; 动换转换触点,符号见图 6 c 。一个最简洁的开关只有一组触点,而简单的开关就有好几组触点。开关在电路图中的图形符号见图 7 。其中
20、 a 表示一般手动开关; b 表示按钮开关, 带一个动断触点; c 表示推拉式开关,带一组转换触点;图中把扳键画在触点下方表示推拉的动作; d 表示旋转式开关,带 3 极同时动合的触点; e 表示推拉式 16 波段开关; f 表示旋转式 16 波段开关的符号。开关的文字符号用“ S ”,对掌握开关、波段开关可以用“ SA ”,对按钮式开关可以用“ SB ”。 2 接插件的符号接插件的图形符号见图 8 。其中 a 表示一个插头和一个插座,有两种表示方式左边表示插座,右边表示插头。 b 表示一个已经插入插座的插头。 c 表示一个 2 极插头座,也称为 2 芯插头座。 d 表示一个 3 极插头座,也
21、就是常用的 3 芯立体声耳机插头座。 e 表示一个 6 极插头座。为了简化也可以用图 f 表示,在符号上方标上数字6 ,表示是 6 极。接插件的文字符号是 X 。为了区分,可以用“ XP ”表示插头,用“ XS ”表示插座。继电器的符号由于继电器是由线圈和触点组两局部组成的,所以继电器在电路图中的图形符号也包括两局部:一个长方框表示线圈;一组触点符号表示触点组合。当触点不多电路比较简洁时,往往把触点组直接画在线圈框的一侧,这种画法叫集中表示法,如图 9 a 。当触点较多而且每对触点所掌握的电路又各不一样时,为了便利,常常承受分散表示法。就是把线圈画在掌握电路中,把触点按各自的工作对象分别画在各
22、个受控电路里。这种画法对简化和分析电路有利。但这种画法必需在每对触点旁注上继电器的编号和该触点的编号,并且规定全部的触点都应当按继电器不通电的原始状态画出。图 9 b 是一个触摸开关。当人手触摸到金属片 A 时, 555 时基电路输出 3 端高电位,使继电器 KR1 通电,触点闭合使灯点亮使电铃发声。555 时基电路是掌握局部,使用的是 6 伏低压电。电灯和电铃是受控局部,使用的是 220 伏市电。继电器的文字符号都是“ K ”。有时为了区分,沟通继电器用“ KA ”,电磁继电器和舌簧继电器可以用“ KR ”,时间继电器可以用“ KT ”。电池及熔断器符号电池的图形符号见图 10 。长线表示正
23、极,短线表示负极,有时为了强调可以把短线画得粗一些。图 10 b 是表示一个电池组。有时也可以把电池组简化地画成一个电池,但要在旁边注上电压或电池的数量。图 10 c 是光电池的图形符号。电池的文字符号为“ GB ”。熔断器的图形符号见图 11 ,它的文字符号是“ FU ”。二极管、三极管符号半导体二极管在电路图中的图形符号见图 12 。其中 a 为一段二极管的符号,箭头所指的方向就是电流流淌的方向,就是说在这个二级管上端接正,下端接负电压时它就能导通。图 b 是稳压二极管符号。图 c 是变容二极管符号,旁边的电容器符号表示它的结电容是随着二极管两端的电压变化的。图 d 是热敏二极管符号。图
24、e 是发光二极管符号, 用两个斜向放射的箭头表示它能发光。图 f 是磁敏二极管符号,它能对外加磁场作出反响, 常被制成接近开关而用在自动掌握方面。二极管的文字符号用“ V ”,有时为了和三极管区分, 也可能用“ VD ”来表示。由于 PNP 型和 NPN 型三极管在使用时对电源的极性要求是不同的,所以在三极管的图形符号中应当能够区分和表示出来。图形符号的标准规定:只要是 PNP 型三极管,不管它是用锗材料的还是用硅材料的,都用图 13 a 来表示。同样,只要是 NPN 型三极管,不管它是用锗材料还是硅材料的,都用图 13 b 来表示。图 13 c 是光敏三极管的符号。图13 d 表示一个硅 N
25、PN 型磁敏三极管。晶闸管、单结晶体管、场效应管的符号晶闸管是晶体闸流管或可控硅整流器的简称,常用的有单向晶闸管、双向晶闸管和光控晶闸管,它们的符号分别为图 14 中的 a b c 。晶闸管的文字符号是“ VS ”。单结晶体管的符号见图 15 。利用电场掌握的半导体器件,称为场效应管,它的符号如图 16 所示,其中 a 表示 N 沟道结型场效应管, b 表示 N 沟道增加型绝缘栅场效应管, c 表示 P 沟道耗尽型绝缘栅场效应管。它们的文字符号也是“ VT ”。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,它们的连线纵横穿插,形式变化多端,初学者往往不知道该从什
26、么地方开头,怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性,不管多简单的电路,经过分析可以觉察,它是由少数几个单元电路组成的。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,再简单的电路,经过分析就可觉察, 它也是由少数几个单元电路组成的。因此初学者只要先生疏常用的根本单元电路,再学会分析 和分解电路的本领,看懂一般的电路图应当是不难的。按单元电路的功能可以把它们分成假设干类,每一类又有好多种,全部单元电路或许总有几百种。下面我们选最常用的根本单元电路来介绍。让我们从电源电路开头。一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有
27、一个供给能量的电源电路。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。直流电源的最简洁的供电方法是用电池。但电池有本钱高、体积大、需要不时更换蓄电池则要常常充电的缺点,因此最经济牢靠而又便利的是使用整流电源。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,应领先把 220 伏沟通变成低压沟通电,再用整流电路变成脉动的直流电,最终用滤波电路滤除脉动直流电中的沟通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局部,见图 1 。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器,需要介绍
28、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沟通电变成单向脉动直流电的电路。 1 半波整流半波整流电路只需一个二极管,见图 2 a 。在沟通电正半周时 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一样的次级线圈,见图2 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圈的变压器,见图 2 c 。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路一样。 4 倍压整流用多个二极管
29、和电容器可以获得较高的直流电压。图 2 d 是一个二倍压整流电路。当U2 为负半周时 VD1 导通, 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,假设加上滤波电路滤除脉动直流电中的沟通成分,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
30、能滤除脉动电流中的沟通成分。 3 L 、 C 滤波用 1 个电感和 1 个电容组成的滤波电路由于象一个倒写的字母“ L ”,被称为 L 型,见图3 c 。用 1 个电感和 2 个电容的滤波电路由于象字母“ ”,被称为 型,见图 3 d ,这是滤波效果较好的电路。 4 RC 滤波电感器的本钱高、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 R C 滤波电路。同样,它也有 L 型,见图 3 e ; 型,见图 3 f 。四、稳压电路沟通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需使用稳压电源。(1 稳压管并联稳压电路用一个稳压管和
31、负载并联的电路是最简洁的稳压电路,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响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。假设输出电压下降,就使调整管管压降也降低,于是输出电压被提升;假设输出电压上升,就使调整管管压降也上升,于是输出电压被压低,结果就使输出电压根本不变。在这个电路的根底上进展成很多变型电路或
32、增加一些关心电路,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,以及增加关心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,但电路比较简单。开关稳压电源从原理上分有很多种。它的根本原理框图见图 4 d 。图中电感 L 和电容 C 是储能和滤波元件,二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器供给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。它的根本工作原理是 : 从取样电路 R3
33、 、 R4 中检测出取样电压经比较放大后去掌握一个矩形波发生器。矩形波发生器的输出脉冲是掌握调整管 VT 的导通和截止时间的。假设输出电压 U 0 由于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,到达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,构造也各不一样。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 、
34、 12V 、 15V 、 18V 、 24V 等多种。这种集成稳压器只有三个端子,稳压电路的全部局部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,工作牢靠,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 是消退寄生振荡的电容 ,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洁然而却是应用最广的电路。拿到一张电源电路图时,应当: 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。 逐级分析时要分清主电路和
35、关心电路、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。 由于晶体管有 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。读图时必需分清各组输出电压的数值和极性。在组装和修理时也要认真分清晶体管和电解电容的极性,防止出错。 生疏某些习惯画法和简化画法。 最终把整个电源电路从前到后全面综合贯穿起来。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,由于是半波整流,电热毯两端所加的是约
36、 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 伏沟通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 有用稳压电源图 7
37、是一个有用的稳压电源。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。要留意的是 : 整流桥的画法和图 2 c 不同,实际上它就是桥式整流电路。 这个电路使用 PNP 型锗管,所以输出是负电压,正极接地。 用两个一般二极管代替稳压管。任何二极管的正向压降都是根本不变的,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。 取样电阻是一个电位器,所以输出电压是可调的。能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键部件就是一个放
38、大器。放大电路的用途和组成放大器有沟通放大器和直流放大器。沟通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别晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最简单多变的电路。但初学者常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依据“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进展。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展分析弄通原理。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沟通通路才能进展分析;二是电路往往加有负反响,这种反响有时在本级内,有时是从后级
39、反响到前级,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展全面综合。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、输出要求有肯定电压值而不要求很强的电流的放大器。 1 共放射极放大电路图 1 a 是共放射极放大电路。 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 , 动态时沟通通路见图 1 c 。电
40、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 分压式偏置共放射极放大电路图 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。放射极中增加电阻 RE 和电容 CE , CE 称沟通旁路电容,对沟通是短路的; RE 则有直流负反响作用。所谓反响是指把输出的变化通过某种方式送到输入端,作为输入的一局部。假设送回局部和原来的输入局部是相减的,就是负反响。图中基极真正的输入电压是 RB2 上电压和RE 上电压的差值,所以是负反响。由于实行了上面两个措施,使电路工作稳定性能提高,是应用最广的放大电
41、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 是它的沟通通路图,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,所以这是一个沟通负反响很深的电路。由于很深的负反响,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。它常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:RC 耦合,见图 4 a 。优点是简洁、本钱低。但性能不是最正确。 变压
42、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。 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供给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。 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
43、输入信号,晶体管始终处于导通状态,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。它由两个特性一样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。两个管子交替消灭的电流在输出变压器中合成,使负载上得到纯粹的正弦波。这
44、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一样的晶体管,两组偏置电阻和放射极电阻的阻值也一样。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 方向如下图,负载 RL 上得到放大了的正半周输出信号。
45、负半周时 VT1 截止, VT2 导通,集电极电流 i c2 的方向如下图, 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。以这个电路为根底,还有用三极管倒相的不用输入变压器的真正 OTL 电路,用 PNP 管和NPN 管组成的互补对称式 OTL 电路,以及最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或直流放大器。测量和掌握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 的放射极加电阻 R E 以提高后级放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,零点漂移越严峻。所以这种双管直耦放大器只能用于