




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
1、電路圖解析完整版僅供參考電路圖解析(完整版)目錄1識別電子元器件11.1電阻器與電位器11.2 幾種特殊電阻器的符號21.2.1 電容器的符號21.2.2 電感器與變壓器的符號21.2.3 送話器、拾音器和錄放音磁頭的符號31.2.4 揚聲器、耳機的符號41.2.5 接線元件的符號41.2.6 繼電器的符號51.2.7 電池及熔斷器符號61.2.8 二極管、三極管符號71.2.9 三極管71.2.10 晶閘管、單結晶體管、場效應管的符號82電源電路單元82.1 電源電路的功能和組成92.2 整流電路92.2.1 半波整流92.2.2 全波整流102.2.3 全波橋式整流102.2.4 倍壓整流
2、102.3 濾波電路102.3.1 電容濾波112.3.2 電感濾波112.3.3 LC濾波112.3.4 RC濾波112.4 穩壓電路112.4.1 穩壓管并聯穩壓電路122.4.2 串聯型穩壓電路122.4.3 開關型穩壓電路122.4.4 集成化穩壓電路132.5 電源電路讀圖要點和舉例132.5.1 例1電熱毯控溫電路132.5.2 例2高壓電子滅蚊蠅器142.5.3 例3實用穩壓電源143放大電路153.1 放大電路的用途和組成153.2 低頻電壓放大器153.2.1 共發射極放大電路153.2.2 分壓式偏置共發射極放大電路163.2.3射極輸出器163.2.4 低頻放大器的耦合1
3、73.3 功率放大器173.3.1 甲類單管功率放大器183.3.2 乙類推挽功率放大器183.3.3 OTL功率放大器193.4 直流放大器193.4.1 雙管直耦放大器193.4.2 差分放大器203.5 集成運算放大器203.5.1 帶調零的同相輸出放大電路213.5.2 反相輸出運放電路213.5.3 同相輸出高輸入阻抗運放電路223.6 放大電路讀圖要點和舉例223.6.1 例1助聽器電路223.6.2 例2收音機低放電路234振蕩和調制電路234.1 振蕩電路的用途和振蕩條件234.2 LC振蕩器244.2.1 變壓器反饋LC振蕩電路244.2.2 電感三點式振蕩電路254.2.3
4、 電容三點式振蕩電路254.3 RC振蕩器264.3.1 RC相移振蕩電路264.3.2 RC橋式振蕩電路274.4 調幅和檢波電路284.4.1 調幅電路284.4.2 檢波電路284.5 調頻和鑒頻電路294.5.1 調頻電路294.5.2 鑒頻電路295脈沖電路295.1 產生脈沖的多諧振蕩器305.1.1 集基耦合多諧振蕩器315.1.3 RC環形振蕩器315.2 脈沖變換和整形電路315.2.1 微分電路325.2.2 積分電路325.2.3 限幅器325.2.4 箝位器335.3 集基耦合雙穩電路335.4 有延時功能的單穩電路345.4.1 集基耦合單穩電路355.4.2 集成化
5、單穩電路355.5 脈沖電路的讀圖要點366數字邏輯電路366.1 門電路和觸發器376.1.1 門電路376.1.2 觸發器386.1.3 編碼器396.1.4 譯碼器406.2 寄存器和移位寄存器416.2.1 寄存器416.2.2 移位寄存器416.3 計數器和分頻器426.3.1 計數器426.3.2 分頻器426.4 數字邏輯電路讀圖要點和舉例436.4.1 例1三路搶答器436.4.2 例2彩燈追逐電路447電路中的555電路447.1 555單穩電路467.1.1 人工啟動型單穩467.1.2 脈沖啟動型單穩467.2 555雙穩電路477.2.1 R-S觸發器型雙穩477.2.
6、2 施密特觸發器型雙穩487.3 555無穩電路487.3.1 直接反饋型555無穩497.3.2 間接反饋型無穩497.3.3 555方波振蕩電路507.4 555電路讀圖要點及舉例507.4.1 例1相片曝光定時器517.4.2 例2光電告警電路52III電路圖解析1識別電子元器件電子設備中有各種各樣的圖。能夠說明它們工作原理的是電原理圖,簡稱電路圖。電路圖有兩種,一種是說明模擬電子電路工作原理的。它用各種圖形符號表示電阻器、電容器、開關、晶體管等實物,用線條把元器件和單元電路按工作原理的關系連接起來。這種圖長期以來就一直被叫做電路圖。另一種是說明數字電子電路工作原理的。它用各種圖形符號表
7、示門、觸發器和各種邏輯部件,用線條把它們按邏輯關系連接起來,它是用來說明各個邏輯單元之間的邏輯關系和整機的邏輯功能的。為了和模擬電路的電路圖區別開來,就把這種圖叫做邏輯電路圖,簡稱邏輯圖。除了這兩種圖外,常用的還有方框圖。它用一個框表示電路的一部分,它能簡潔明了地說明電路各部分的關系和整機的工作原理。一張電路圖就好象是一篇文章,各種單元電路就好比是句子,而各種元器件就是組成句子的單詞。所以要想看懂電路圖,還得從認識單詞元器件開始。有關電阻器、電容器、電感線圈、晶體管等元器件的用途、類別、使用方法等內容可以點擊本文相關文章下的各個鏈接,本文只把電路圖中常出現的各種符號重述一遍,希望初學者熟悉它們
8、,并記住不忘。1.1電阻器與電位器符號詳見圖1所示,其中(a)表示一般的阻值固定的電阻器,(b)表示半可調或微調電阻器;(c)表示電位器;(d)表示帶開關的電位器。電阻器的文字符號是“R”,電位器是“RP”,即在R的后面再加一個說明它有調節功能的字符“P”。在某些電路中,對電阻器的功率有一定要求,可分別用圖1中(e)、(f)、(g)、(h)所示符號來表示。1.2 幾種特殊電阻器的符號第1種是熱敏電阻符號,熱敏電阻器的電阻值是隨外界溫度而變化的。有的是負溫度系數的,用NTC來表示;有的是正溫度系數的,用PTC來表示。它的符號見圖(i),用或t°來表示溫度。它的文字符號是“RT”。第2種
9、是光敏電阻器符號,見圖1(j),有兩個斜向的箭頭表示光線。它的文字符號是“RL”。第3種是壓敏電阻器的符號。壓敏電阻阻值是隨電阻器兩端所加的電壓而變化的。符號見圖1(k),用字符U表示電壓。它的文字符號是“RV”。這三種電阻器實際上都是半導體器件,但習慣上我們仍把它們當作電阻器。第4種特殊電阻器符號是表示新近出現的保險電阻,它兼有電阻器和熔絲的作用。當溫度超過500時,電阻層迅速剝落熔斷,把電路切斷,能起到保護電路的作用。它的電阻值很小,目前在彩電中用得很多。它的圖形符號見圖1(1),文字符號是“RF”。1.2.1 電容器的符號詳見圖2所示,其中(a)表示容量固定的電容器,(b)表示有極性電容
10、器,例如各種電解電容器,(c)表示容量可調的可變電容器。(d)表示微調電容器,(e)表示一個雙連可變電容器。電容器的文字符號是C。1.2.2 電感器與變壓器的符號電感線圈在電路圖中的圖形符號見圖3。其中(a)是電感線圈的一般符號,(b)是帶磁芯或鐵芯的線圈,(c)是鐵芯有間隙的線圈,(d)是帶可調磁芯的可調電感,(e)是有多個抽頭的電感線圈。電感線圈的文字符號是“L”。變壓器的圖形符號見圖4。其中(a)是空芯變壓器,(b)是滋芯或鐵芯變壓器,(c)是繞組間有屏蔽層的鐵芯變壓器,(d)是次級有中心抽頭的變壓器,(e)是耦合可變的變壓器,(f)是自耦變壓器,(g)是帶可調磁芯的變壓器,(h)中的小
11、圓點是變壓器極性的標記。1.2.3 送話器、拾音器和錄放音磁頭的符號送話器的符號見圖5(a)(b)(c),其中(a)為一般送話器的圖形符號,(b)是電容式送話器,(c)是壓電晶體式送話器的圖形符號。送話器的文字符號是“BM”。拾音器俗稱電唱頭。圖5(d)是立體聲唱頭的圖形符號,它的文字符號是“B”。圖5(e)是單聲道錄放音磁頭的圖形符號。如果是雙聲道立體聲的,就在符號上加一個“2”字,見圖(f)。1.2.4 揚聲器、耳機的符號揚聲器、耳機都是把電信號轉換成聲音的換能元件。耳機的符號見圖5(g)。它的文字符號是“BE”。揚聲器的符號見圖5(h),它的文字符號是“BL”。1.2.5 接線元件的符號
12、電子電路中常常需要進行電路的接通、斷開或轉換,這時就要使用接線元件。接線元件有兩大類:一類是開關;另一類是接插件。 (1)開關的符號在機電式開關中至少有一個動觸點和一個靜觸點。當我們用手扳動、推動或是旋轉開關的機構,就可以使動觸點和靜觸點接通或者斷開,達到接通或斷開電路的目的。動觸點和靜觸點的組合一般有3種:動合(常開)觸點,符號見圖6(a);動斷(常閉)觸點,符號是圖6(b);動換(轉換)觸點,符號見圖6(c)。一個最簡單的開關只有一組觸點,而復雜的開關就有好幾組觸點。點下方表示推拉的動作;(d)表示旋轉式開關,帶3極同時動合的觸點;(e)表示推拉式1×6波段開關;(f)
13、表示旋轉式1×6波段開關的符號。開關的文字符號用“S”,對控制開關、波段開關可以用“SA”,對按鈕式開關可以用“SB”。開關在電路圖中的圖形符號見圖7。其中(a)表示一般手動開關;(b)表示按鈕開關,帶一個動斷觸點;(c)表示推拉式開關,帶一組轉換觸點;圖中把扳鍵畫在觸點下方表示推拉的動作;(d)表示旋轉式開關,帶3極同時動合的觸點;(e)表示推拉式1×6波段開關;(f)表示旋轉式1×6波段開關的符號。開關的文字符號用“S”,對控制開關、波段開關可以用“SA”,對按鈕式開關可以用“SB”。 (2)接插件的符號接插件的圖形符號見圖8。其中(a)
14、表示一個插頭和一個插座,(有兩種表示方式)左邊表示插座,右邊表示插頭。(b)表示一個已經插入插座的插頭。(c)表示一個2極插頭座,也稱為2芯插頭座。(d)表示一個3極插頭座,也就是常用的3芯立體聲耳機插頭座。(e)表示一個6極插頭座。為了簡化也可以用圖(f)表示,在符號上方標上數字6,表示是6極。接插件的文字符號是X。為了區分,可以用“XP”表示插頭,用“XS”表示插座。1.2.6 繼電器的符號因為繼電器是由線圈和觸點組兩部分組成的,所以繼電器在電路圖中的圖形符號也包括兩部分:一個長方框表示線圈;一組觸點符號表示觸點組合。當觸點不多電路比較簡單時,往往把觸點組直接畫在線圈框的一側,這種畫法叫集
15、中表示法,如圖9(a)。當觸點較多而且每對觸點所控制的電路又各不相同時,為了方便,常常采用分散表示法。就是把線圈畫在控制電路中,把觸點按各自的工作對象分別畫在各個受控電路里。這種畫法對簡化和分析電路有利。但這種畫法必須在每對觸點旁注上繼電器的編號和該觸點的編號,并且規定所有的觸點都應該按繼電器不通電的原始狀態畫出。圖9(b)是一個觸摸開關。當人手觸摸到金屬片A時,555時基電路輸出(3端)高電位,使繼電器KR1通電,觸點閉合使燈點亮使電鈴發聲。555時基電路是控制部分,使用的是6伏低壓電。電燈和電鈴是受控部分,使用的是220伏市電。繼電器的文字符號都是“K”。有時為了區別,交流繼電器用“KA”
16、,電磁繼電器和舌簧繼電器可以用“KR”,時間繼電器可以用“KT”。1.2.7 電池及熔斷器符號電池的圖形符號見圖10。長線表示正極,短線表示負極,有時為了強調可以把短線畫得粗一些。圖10(b)是表示一個電池組。有時也可以把電池組簡化地畫成一個電池,但要在旁邊注上電壓或電池的數量。圖10(c)是光電池的圖形符號。電池的文字符號為“GB”。熔斷器的圖形符號見圖11,它的文字符號是“FU”。1.2.8 二極管、三極管符號半導體二極管在電路圖中的圖形符號見圖12。其中(a)為一段二極管的符號,箭頭所指的方向就是電流流動的方向,就是說在這個二級管上端接正,下端接負電壓時它就能導通。圖(b)是穩壓二極管符
17、號。圖(c)是變容二極管符號,旁邊的電容器符號表示它的結電容是隨著二極管兩端的電壓變化的。圖(d)是熱敏二極管符號。圖(e)是發光二極管符號,用兩個斜向放射的箭頭表示它能發光。圖(f)是磁敏二極管符號,它能對外加磁場作出反應,常被制成接近開關而用在自動控制方面。二極管的文字符號用“V”,有時為了和三極管區別,也可能用“VD”來表示。1.2.9 三極管由于PNP型和NPN型三極管在使用時對電源的極性要求是不同的,所以在三極管的圖形符號中應該能夠區別和表示出來。圖形符號的標準規定:只要是PNP型三極管,不管它是用鍺材料的還是用硅材料的,都用圖13(a)來表示。同樣,只要是NPN型三極管,不管它是用
18、鍺材料還是硅材料的,都用圖13(b)來表示。圖13(c)是光敏三極管的符號。圖13(d)表示一個硅NPN型磁敏三極管。1.2.10 晶閘管、單結晶體管、場效應管的符號晶閘管是晶體閘流管或可控硅整流器的簡稱,常用的有單向晶閘管、雙向晶閘管和光控晶閘管,它們的符號分別為圖14中的(a)(b)(c)。晶閘管的文字符號是“VS”。單結晶體管的符號見圖15 利用電場控制的半導體器件,稱為場效應管,它的符號如圖16所示,其中(a)表示N溝道結型場效應管,(b)表示N溝道增強型絕緣柵場效應管,(c)表示P溝道耗盡型絕緣柵場效應管。它們的文字符號也是“VT”。2電源電路單元前面介紹了電路圖中的元器件的作用和符
19、號。一張電路圖通常有幾十乃至幾百個元器件,它們的連線縱橫交叉,形式變化多端,初學者往往不知道該從什么地方開始,怎樣才能讀懂它。其實電子電路本身有很強的規律性,不管多復雜的電路,經過分析可以發現,它是由少數幾個單元電路組成的。好象孩子們玩的積木,雖然只有十來種或二三十種塊塊,可是在孩子們手中卻可以搭成幾十乃至幾百種平面圖形或立體模型。同樣道理,再復雜的電路,經過分析就可發現,它也是由少數幾個單元電路組成的。因此初學者只要先熟悉常用的基本單元電路,再學會分析和分解電路的本領,看懂一般的電路圖應該是不難的。按單元電路的功能可以把它們分成若干類,每一類又有好多種,全部單元電路大概總有幾百種。下面我們選
20、最常用的基本單元電路來介紹。讓我們從電源電路開始。2.1 電源電路的功能和組成每個電子設備都有一個供給能量的電源電路。電源電路有整流電源、逆變電源和變頻器三種。常見的家用電器中多數要用到直流電源。直流電源的最簡單的供電方法是用電池。但電池有成本高、體積大、需要不時更換(蓄電池則要經常充電)的缺點,因此最經濟可靠而又方便的是使用整流電源。電子電路中的電源一般是低壓直流電,所以要想從220伏市電變換成直流電,應該先把220伏交流變成低壓交流電,再用整流電路變成脈動的直流電,最后用濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分后才能得到直流電。有的電子設備對電源的質量要求很高,所以有時還需要再增加一個穩壓電路。
21、因此整流電源的組成一般有四大部分,見圖1。其中變壓電路其實就是一個鐵芯變壓器,需要介紹的只是后面三種單元電路。2.2 整流電路整流電路是利用半導體二極管的單向導電性能把交流電變成單向脈動直流電的電路。2.2.1 半波整流半波整流電路只需一個二極管,見圖2(a)。在交流電正半周時VD導通,負半周時VD截止,負載R上得到的是脈動的直流電2.2.2 全波整流全波整流要用兩個二極管,而且要求變壓器有帶中心抽頭的兩個圈數相同的次級線圈,見圖2(b)。負載RL上得到的是脈動的全波整流電流,輸出電壓比半波整流電路高。2.2.3 全波橋式整流用4個二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈的變壓器,見圖
22、2(c)。負載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。2.2.4 倍壓整流用多個二極管和電容器可以獲得較高的直流電壓。圖2(d)是一個二倍壓整流電路。當U2為負半周時VD1導通,C1被充電,C1上最高電壓可接近1.4U2;當U2正半周時VD2導通,C1上的電壓和U2疊加在一起對C2充電,使C2上電壓接近2.8U2,是C1上電壓的2倍,所以叫倍壓整流電路。2.3 濾波電路整流后得到的是脈動直流電,如果加上濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分,就可得到平滑的直流電。2.3.1 電容濾波把電容器和負載并聯,如圖3(a),正半周時電容被充電,負半周時電容放電,就可使負載上得到平滑的直流電。2.3.2
23、 電感濾波把電感和負載串聯起來,如圖3(b),也能濾除脈動電流中的交流成分。2.3.3 LC濾波用1個電感和1個電容組成的濾波電路因為象一個倒寫的字母“L”,被稱為L型,見圖3(c)。用1個電感和2個電容的濾波電路因為象字母“”,被稱為型,見圖3(d),這是濾波效果較好的電路。2.3.4 RC濾波電感器的成本高、體積大,所以在電流不太大的電子電路中常用電阻器取代電感器而組成RC濾波電路。同樣,它也有L型,見圖3(e);型,見圖3(f)。2.4 穩壓電路交流電網電壓的波動和負載電流的變化都會使整流電源的輸出電壓和電流隨之變動,因此要求較高的電子電路必須使用穩壓電源。2.4.1 穩壓管并聯穩壓電路
24、用一個穩壓管和負載并聯的電路是最簡單的穩壓電路,見圖4(a)。圖中R是限流電阻。這個電路的輸出電流很小,它的輸出電壓等于穩壓管的穩定電壓值VZ。2.4.2 串聯型穩壓電路有放大和負反饋作用的串聯型穩壓電路是最常用的穩壓電路。它的電路和框圖見圖4(b)、(c)。它是從取樣電路(R3、R4)中檢測出輸出電壓的變動,與基準電壓(VZ)比較并經放大器(VT2)放大后加到調整管(VT1)上,使調整管兩端的電壓隨著變化。如果輸出電壓下降,就使調整管管壓降也降低,于是輸出電壓被提升;如果輸出電壓上升,就使調整管管壓降也上升,于是輸出電壓被壓低,結果就使輸出電壓基本不變。在這個電路的基礎上發展成很多變型電路或
25、增加一些輔助電路,如用復合管作調整管,輸出電壓可調的電路,用運算放大器作比較放大的電路,以及增加輔助電源和過流保護電路等。2.4.3 開關型穩壓電路近年來廣泛應用的新型穩壓電源是開關型穩壓電源。它的調整管工作在開關狀態,本身功耗很小,所以有效率高、體積小等優點,但電路比較復雜。開關穩壓電源從原理上分有很多種。它的基本原理框圖見圖4(d)。圖中電感L和電容C是儲能和濾波元件,二極管VD是調整管在關斷狀態時為L、C濾波器提供電流通路的續流二極管。開關穩壓電源的開關頻率都很高,一般為幾幾十千赫,所以電感器的體積不很大,輸出電壓中的高次諧波也不多。它的基本工作原理是:從取樣電路(R3、R4)中檢測出取
26、樣電壓經比較放大后去控制一個矩形波發生器。矩形波發生器的輸出脈沖是控制調整管(VT)的導通和截止時間的。如果輸出電壓U0因為電網電壓或負載電流的變動而降低,就會使矩形波發生器的輸出脈沖變寬,于是調整管導通時間增大,使L、C儲能電路得到更多的能量,結果是使輸出電壓U0被提升,達到了穩定輸出電壓的目的。2.4.4 集成化穩壓電路近年來已有大量集成穩壓器產品問世,品種很多,結構也各不相同。目前用得較多的有三端集成穩壓器,有輸出正電壓的CW7800系列和輸出負電壓的CW7900系列等產品。輸出電流從0.1A3A,輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等多種。這種集成穩壓器只有三個端
27、子,穩壓電路的所有部分包括大功率調整管以及保護電路等都已集成在芯片內。使用時只要加上散熱片后接到整流濾波電路后面就行了。外圍元件少,穩壓精度高,工作可靠,一般不需調試。圖4(e)是一個三端穩壓器電路。圖中C是主濾波電容,C1、C2是消除寄生振蕩的電容,VD是為防止輸入短路燒壞集成塊而使用的保護二極管。2.5 電源電路讀圖要點和舉例電源電路是電子電路中比較簡單然而卻是應用最廣的電路。拿到一張電源電路圖時,應該:先按“整流濾波穩壓”的次序把整個電源電路分解開來,逐級細細分析。逐級分析時要分清主電路和輔助電路、主要元件和次要元件,弄清它們的作用和參數要求等。例如開關穩壓電源中,電感電容和續流二極管就
28、是它的關鍵元件。因為晶體管有NPN和PNP型兩類,某些集成電路要求雙電源供電,所以一個電源電路往往包括有不同極性不同電壓值和好幾組輸出。讀圖時必須分清各組輸出電壓的數值和極性。在組裝和維修時也要仔細分清晶體管和電解電容的極性,防止出錯。熟悉某些習慣畫法和簡化畫法。最后把整個電源電路從前到后全面綜合貫通起來。這張電源電路圖也就讀懂了。2.5.1 例1電熱毯控溫電路圖5是一個電熱毯電路。開關在“1”的位置是低溫檔。220伏市電經二極管后接到電熱毯,因為是半波整流,電熱毯兩端所加的是約100伏的脈動直流電,發熱不高,所以是保溫或低溫狀態。開關扳到“2”的位置,220伏市電直接接到電熱毯上,所以是高溫
29、檔。2.5.2 例2高壓電子滅蚊蠅器圖6是利用倍壓整流原理得到小電流直流高壓電的滅蚊蠅器。220伏交流經過四倍壓整流后輸出電壓可達1100伏,把這個直流高壓加到平行的金屬絲網上。網下放誘餌,當蒼蠅停在網上時造成短路,電容器上的高壓通過蒼蠅身體放電把蠅擊斃。蒼蠅尸體落下后,電容器又被充電,電網又恢復高壓。這個高壓電網電流很小,因此對人無害。由于昆蟲夜間有趨光性,因此如在這電網后面放一個3瓦熒光燈或小型黑光燈,就可以誘殺蚊蟲和有害昆蟲。2.5.3 例3實用穩壓電源圖7是一個實用的穩壓電源。輸出電壓39伏可調,輸出電流最大100毫安。這個電路就是串聯型穩壓電源電路。要注意的是:整流橋的畫法和圖2(c
30、)不同,實際上它就是橋式整流電路。這個電路使用PNP型鍺管,所以輸出是負電壓,正極接地。用兩個普通二極管代替穩壓管。任何二極管的正向壓降都是基本不變的,因此可用二極管代替穩壓管。2AP型二極管的正向壓降約是0.3伏,2CP型約是0.7伏,2CZ型約是1伏。圖中用了兩個2CZ二極管作基準電壓。取樣電阻是一個電位器,所以輸出電壓是可調的。3放大電路能夠把微弱的信號放大的電路叫做放大電路或放大器。例如助聽器里的關鍵部件就是一個放大器。3.1 放大電路的用途和組成放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按頻率分為低頻、中源和高頻;接輸出信號強弱分成電壓放大、功率放大等。此外還有用集成運算放大器和
31、特殊晶體管作器件的放大器。它是電子電路中最復雜多變的電路。但初學者經常遇到的也只是少數幾種較為典型的放大電路。讀放大電路圖時也還是按照“逐級分解、抓住關鍵、細致分析、全面綜合”的原則和步驟進行。首先把整個放大電路按輸入、輸出逐級分開,然后逐級抓住關鍵進行分析弄通原理。放大電路有它本身的特點:一是有靜態和動態兩種工作狀態,所以有時往往要畫出它的直流通路和交流通路才能進行分析;二是電路往往加有負反饋,這種反饋有時在本級內,有時是從后級反饋到前級,所以在分析這一級時還要能“瞻前顧后”。在弄通每一級的原理之后就可以把整個電路串通起來進行全面綜合。下面我們介紹幾種常見的放大電路。3.2 低頻電壓放大器低
32、頻電壓放大器是指工作頻率在20赫20千赫之間、輸出要求有一定電壓值而不要求很強的電流的放大器。3.2.1 共發射極放大電路圖1(a)是共發射極放大電路。C1是輸入電容,C2是輸出電容,三極管VT就是起放大作用的器件,RB是基極偏置電阻,RC是集電極負載電阻。1、3端是輸入,2、3端是輸出。3端是公共點,通常是接地的,也稱“地”端。靜態時的直流通路見圖1(b),動態時交流通路見圖1(c)。電路的特點是電壓放大倍數從十幾到一百多,輸出電壓的相位和輸入電壓是相反的,性能不夠穩定,可用于一般場合。3.2.2 分壓式偏置共發射極放大電路圖2比圖1多用3個元件。基極電壓是由RB1和RB2分壓取得的,所以稱
33、為分壓偏置。發射極中增加電阻RE和電容CE,CE稱交流旁路電容,對交流是短路的;RE則有直流負反饋作用。所謂反饋是指把輸出的變化通過某種方式送到輸入端,作為輸入的一部分。如果送回部分和原來的輸入部分是相減的,就是負反饋。圖中基極真正的輸入電壓是RB2上電壓和RE上電壓的差值,所以是負反饋。由于采取了上面兩個措施,使電路工作穩定性能提高,是應用最廣的放大電路。3.2.3射極輸出器圖3(a)是一個射極輸出器。它的輸出電壓是從射極輸出的。圖3(b)是它的交流通路圖,可以看到它是共集電極放大電路。這個圖中,晶體管真正的輸入是Vi和Vo的差值,所以這是一個交流負反饋很深的電路。由于很深的負反饋,這個電路
34、的特點是:電壓放大倍數小于1而接近1,輸出電壓和輸入電壓同相,輸入阻抗高輸出阻抗低,失真小,頻帶寬,工作穩定。它經常被用作放大器的輸入級、輸出級或作阻抗匹配之用。3.2.4 低頻放大器的耦合一個放大器通常有好幾級,級與級之間的聯系就稱為耦合。放大器的級間耦合方式有三種:RC耦合,見圖4(a)。優點是簡單、成本低。但性能不是最佳。變壓器耦合,見圖4(b)。優點是阻抗匹配好、輸出功率和效率高,但變壓器制作比較麻煩。直接耦合,見圖4(c)。優點是頻帶寬,可作直流放大器使用,但前后級工作有牽制,穩定性差,設計制作較麻煩。3.3 功率放大器能把輸入信號放大并向負載提供足夠大的功率的放大器叫功率放大器。例
35、如收音機的末級放大器就是功率放大器。3.3.1 甲類單管功率放大器圖5是單管功率放大器,C1是輸入電容,T是輸出變壓器。它的集電極負載電阻Ri是將負載電阻RL通過變壓器匝數比折算過來的:RC=(N1N2)2RL=N2RL負載電阻是低阻抗的揚聲器,用變壓器可以起阻抗變換作用,使負載得到較大的功率。這個電路不管有沒有輸入信號,晶體管始終處于導通狀,靜態電流比較大,困此集電極損耗較大,效率不高,大約只有35。這種工作狀態被稱為甲類工作狀態。這種電路一般用在功率不太大的場合,它的輸入方式可以是變壓器耦合也可以是RC耦合。3.3.2 乙類推挽功率放大器圖6是常用的乙類推挽功率放大電路。它由兩個特性相同的
36、晶體管組成對稱電路,在沒有輸入信號時,每個管子都處于截止狀態,靜態電流幾乎是零,只有在有信號輸入時管子才導通,這種狀態稱為乙類工作狀態。當輸入信號是正弦波時,正半周時VT1導通VT2截止,負半周時VT2導通VT1截止。兩個管子交替出現的電流在輸出變壓器中合成,使負載上得到純正的正弦波。這種兩管交替工作的形式叫做推挽電路。乙類推挽放大器的輸出功率較大,失真也小,效率也較高,一般可達60。3.3.3 OTL功率放大器目前廣泛應用的無變壓器乙類推挽放大器,簡稱OTL電路,是一種性能很好的功率放大器。為了易于說明,先介紹一個有輸入變壓器沒有輸出變壓器的OTL電路,如圖7。這個電路使用兩個特性相同的晶體
37、管,兩組偏置電阻和發射極電阻的阻值也相同。在靜態時,VT1、VT2流過的電流很小,電容C上充有對地為12Ec的直流電壓。在有輸入信號時,正半周時VT1導通,VT2截止,集電極電流ic1方向如圖所示,負載RL上得到放大了的正半周輸出信號。負半周時VT1截止,VT2導通,集電極電流ic2的方向如圖所示,RL上得到放大了的負半周輸出信號。這個電路的關鍵元件是電容器C,它上面的電壓就相當于VT2的供電電壓。以這個電路為基礎,還有用三極管倒相的不用輸入變壓器的真正OTL電路,用PNP管和NPN管組成的互補對稱式OTL電路,以及最新的橋接推挽功率放大器,簡稱BTL電路等等。3.4 直流放大器能夠放大直流信
38、號或變化很緩慢的信號的電路稱為直流放大電路或直流放大器。測量和控制方面常用到這種放大器。3.4.1 雙管直耦放大器直流放大器不能用RC耦合或變壓器耦合,只能用直接耦合方式。圖8是一個兩級直耦放大器。直耦方式會帶來前后級工作點的相互牽制,電路中在VT2的發射極加電阻RE以提高后級發射極電位來解決前后級的牽制。直流放大器的另一個更重要的問題是零點漂移。所謂零點漂移是指放大器在沒有輸入信號時,由于工作點不穩定引起靜態電位緩慢地變化,這種變化被逐級放大,使輸出端產生虛假信號。放大器級數越多,零點漂移越嚴重。所以這種雙管直耦放大器只能用于要求不高的場合。3.4.2 差分放大器解決零點漂移的辦法是采用差分
39、放大器,圖9是應用較廣的射極耦合差分放大器。它使用雙電源,其中VT1和VT2的特性相同,兩組電阻數值也相同,RE有負反饋作用。實際上這是一個橋形電路,兩個RC和兩個管子是四個橋臂,輸出電壓V0從電橋的對角線上取出。沒有輸入信號時,因為RC1=RC2和兩管特性相同,所以電橋是平衡的,輸出是零。由于是接成橋形,零點漂移也很小。差分放大器有良好的穩定性,因此得到廣泛的應用。3.5 集成運算放大器集成運算放大器是一種把多級直流放大器做在一個集成片上,只要在外部接少量元件就能完成各種功能的器件。因為它早期是用在模擬計算機中做加法器、乘法器用的,所以叫做運算放大器。它有十多個引腳,一般都用有3個端子的三角
40、形符號表示,如圖10。它有兩個輸入端、1個輸出端,上面那個輸入端叫做反相輸入端,用“”作標記;下面的叫同相輸入端,用“”作標記。集成運算放大器可以完成加、減、乘、除、微分、積分等多種模擬運算,也可以接成交流或直流放大器應用。在作放大器應用時有:3.5.1 帶調零的同相輸出放大電路圖11是帶調零端的同相輸出運放電路。引腳1、11、12是調零端,調整RP可使輸出端(8)在靜態時輸出電壓為零。9、6兩腳分別接正、負電源。輸入信號接到同相輸入端(5),因此輸出信號和輸入信號同相。放大器負反饋經反饋電阻R2接到反相輸入端(4)。同相輸入接法的電壓放大倍數總是大于1的。3.5.2 反相輸出運放電路也可以使
41、輸入信號從反相輸入端接入,如圖12。如對電路要求不高,可以不用調零,這時可以把3個調零端短路。輸入信號從耦合電容C1經R1接入反相輸入端,而同相輸入端通過電阻R3接地。反相輸入接法的電壓放大倍數可以大于1、等于1或小于1。3.5.3 同相輸出高輸入阻抗運放電路圖13中沒有接入R1,相當于R1阻值無窮大,這時電路的電壓放大倍數等于1,輸入阻抗可達幾百千歐。3.6 放大電路讀圖要點和舉例放大電路是電子電路中變化較多和較復雜的電路。在拿到一張放大電路圖時,首先要把它逐級分解開,然后一級一級分析弄懂它的原理,最后再全面綜合。讀圖時要注意:在逐級分析時要區分開主要元器件和輔助元器件。放大器中使用的輔助元
42、器件很多,如偏置電路中的溫度補償元件,穩壓穩流元器件,防止自激振蕩的防振元件、去耦元件,保護電路中的保護元件等。在分析中最主要和困難的是反饋的分析,要能找出反饋通路,判斷反饋的極性和類型,特別是多級放大器,往往以后級將負反饋加到前級,因此更要細致分析。一般低頻放大器常用RC耦合方式;高頻放大器則常常是和LC調諧電路有關的,或是用單調諧或是用雙調諧電路,而且電路里使用的電容器容量一般也比較小。注意晶體管和電源的極性,放大器中常常使用雙電源,這是放大電路的特殊性。3.6.1 例1助聽器電路圖14是一個助聽器電路,實際上是一個4級低頻放大器。VT1、VT2之間和VT3、VT4之間采用直接耦合方式,V
43、T2和VT3之間則用RC耦合。為了改善音質,VT1和VT3的本級有并聯電壓負反饋(R2和R7)。由于使用高阻抗的耳機,所以可以把耳機直接接在VT4的集電極回路內。R6、C2是去耦電路,C6是電源濾波電容。3.6.2 例2收音機低放電路圖15是普及型收音機的低放電路。電路共3級,第1級(VT1)前置電壓放大,第2級(VT2)是推動級,第3級(VT3、VT4)是推挽功放。VT1和VT2之間采用直接耦合,VT2和VT3、VT4之間用輸入變壓器(T1)耦合并完成倒相,最后用輸出變壓器(T2)輸出,使用低阻揚聲器。此外,VT1本級有并聯電壓負反饋(R1),T2次級經R3送回到VT2有串聯電壓負反饋。電路
44、中C2的作用是增強高音區的負反饋,減弱高音以增強低音。R4、C4為去耦電路,C3為電源的濾波電容。整個電路簡單明了。4振蕩和調制電路4.1 振蕩電路的用途和振蕩條件不需要外加信號就能自動地把直流電能轉換成具有一定振幅和一定頻率的交流信號的電路就稱為振蕩電路或振蕩器。這種現象也叫做自激振蕩。或者說,能夠產生交流信號的電路就叫做振蕩電路。一個振蕩器必須包括三部分:放大器、正反饋電路和選頻網絡。放大器能對振蕩器輸入端所加的輸入信號予以放大使輸出信號保持恒定的數值。正反饋電路保證向振蕩器輸入端提供的反饋信號是相位相同的,只有這樣才能使振蕩維持下去。選頻網絡則只允許某個特定頻率f0能通過,使振蕩器產生單
45、一頻率的輸出。振蕩器能不能振蕩起來并維持穩定的輸出是由以下兩個條件決定的;一個是反饋電壓uf和輸入電壓Ui要相等,這是振幅平衡條件。二是uf和ui必須相位相同,這是相位平衡條件,也就是說必須保證是正反饋。一般情況下,振幅平衡條件往往容易做到,所以在判斷一個振蕩電路能否振蕩,主要是看它的相位平衡條件是否成立。振蕩器按振蕩頻率的高低可分成超低頻(20赫以下)、低頻(20赫200千赫)、高頻(200千赫30兆赫)和超高頻(10兆赫350兆赫)等幾種。按振蕩波形可分成正弦波振蕩和非正弦波振蕩兩類。正弦波振蕩器按照選頻網絡所用的元件可以分成LC振蕩器、RC振蕩器和石英晶體振蕩器三種。石英晶體振蕩器有很高
46、的頻率穩定度,只在要求很高的場合使用。在一般家用電器中,大量使用著各種LC振蕩器和RC振蕩器。4.2 LC振蕩器LC振蕩器的選頻網絡是LC諧振電路。它們的振蕩頻率都比較高,常見電路有3種。4.2.1 變壓器反饋LC振蕩電路圖1(a)是變壓器反饋LC振蕩電路。晶體管VT是共發射極放大器。變壓器T的初級是起選頻作用的LC諧振電路,變壓器T的次級向放大器輸入提供正反饋信號。接通電源時,LC回路中出現微弱的瞬變電流,但是只有頻率和回路諧振頻率f0相同的電流才能在回路兩端產生較高的電壓,這個電壓通過變壓器初次級L1、L2的耦合又送回到晶體管V的基極。從圖1(b)看到,只要接法沒有錯誤,這個反饋信號電壓是
47、和輸入信號電壓相位相同的,也就是說,它是正反饋。因此電路的振蕩迅速加強并最后穩定下來。變壓器反饋LC振蕩電路的特點是:頻率范圍寬、容易起振,但頻率穩定度不高。它的振蕩頻率是:f0=12LC。常用于產生幾十千赫到幾十兆赫的正弦波信號。4.2.2 電感三點式振蕩電路圖2(a)是另一種常用的電感三點式振蕩電路。圖中電感L1、L2和電容C組成起選頻作用的諧振電路。從L2上取出反饋電壓加到晶體管VT的基極。從圖2(b)看到,晶體管的輸入電壓和反饋電壓是同相的,滿足相位平衡條件的,因此電路能起振。由于晶體管的3個極是分別接在電感的3個點上的,因此被稱為電感三點式振蕩電路。電感三點式振蕩電路的特點是:頻率范
48、圍寬、容易起振,但輸出含有較多高次調波,波形較差。它的振蕩頻率是:f0=1/2LC,其中L=L1L22M。常用于產生幾十兆赫以下的正弦波信號。4.2.3 電容三點式振蕩電路還有一種常用的振蕩電路是電容三點式振蕩電路,見圖3(a)。圖中電感L和電容C1、C2組成起選頻作用的諧振電路,從電容C2上取出反饋電壓加到晶體管VT的基極。從圖3(b)看到,晶體管的輸入電壓和反饋電壓同相,滿足相位平衡條件,因此電路能起振。由于電路中晶體管的3個極分別接在電容C1、C2的3個點上,因此被稱為電容三點式振蕩電路。電容三點式振蕩電路的特點是:頻率穩定度較高,輸出波形好,頻率可以高達100兆赫以上,但頻率調節范圍較
49、小,因此適合于作固定頻率的振蕩器。它的振蕩頻率是:f0=1/2LC,其中C=C1C2C1+C2。上面3種振蕩電路中的放大器都是用的共發射極電路。共發射極接法的振蕩器增益較高,容易起振。也可以把振蕩電路中的放大器接成共基極電路形式。共基極接法的振蕩器振蕩頻率比較高,而且頻率穩定性好。4.3 RC振蕩器RC振蕩器的選頻網絡是RC電路,它們的振蕩頻率比較低。常用的電路有兩種。4.3.1 RC相移振蕩電路圖4(a)是RC相移振蕩電路。電路中的3節RC網絡同時起到選頻和正反饋的作用。從圖4(b)的交流等效電路看到:因為是單級共發射極放大電路,晶體管VT的輸出電壓Uo與輸出電壓Ui在相位上是相差180
50、176;。當輸出電壓經過RC網絡后,變成反饋電壓Uf又送到輸入端時,由于RC網絡只對某個特定頻率f0的電壓產生180°的相移,所以只有頻率為f0的信號電壓才是正反饋而使電路起振。可見RC網絡既是選頻網絡,又是正反饋電路的一部分。RC相移振蕩電路的特點是:電路簡單、經濟,但穩定性不高,而且調節不方便。一般都用作固定頻率振蕩器和要求不太高的場合。它的振蕩頻率是:當3節RC網絡的參數相同時:f0=126RC。頻率一般為幾十千赫。4.3.2 RC橋式振蕩電路圖5(a)是一種常見的RC橋式振蕩電路。圖中左側的R1C1和R2C2串并聯電路就是它的選頻網絡。這個選頻網絡又是正反饋電路的一部分。這個
51、選頻網絡對某個特定頻率為f0的信號電壓沒有相移(相移為0°),其它頻率的電壓都有大小不等的相移。由于放大器有2級,從V2輸出端取出的反饋電壓Uf是和放大器輸入電壓同相的(2級相移360°=0°)。因此反饋電壓經選頻網絡送回到VT1的輸入端時,只有某個特定頻率為f0的電壓才能滿足相位平衡條件而起振。可見RC串并聯電路同時起到了選頻和正反饋的作用。實際上為了提高振蕩器的工作質量,電路中還加有由Rt和RE1組成的串聯電壓負反饋電路。其中Rt是一個有負溫度系數的熱敏電阻,它對電路能起到穩定振蕩幅度和減小非線性失真的作用。從圖5(b)的等效電路看到,這個振蕩電路是一個橋形電
52、路。R1C1、R2C2、Rt和RE1分別是電橋的4個臂,放大器的輸入和輸出分別接在電橋的兩個對角線上,所以被稱為RC橋式振蕩電路。RC橋式振蕩電路的性能比RC相移振蕩電路好。它的穩定性高、非線性失真小,頻率調節方便。它的振蕩頻率是:當R1=R2=R、C1=C2=C時f0=12RC。它的頻率范圍從1赫1兆赫。4.4 調幅和檢波電路廣播和無線電通信是利用調制技術把低頻聲音信號加到高頻信號上發射出去的。在接收機中還原的過程叫解調。其中低頻信號叫做調制信號,高頻信號則叫載波。常見的連續波調制方法有調幅和調頻兩種,對應的解調方法就叫檢波和鑒頻。下面我們先介紹調幅和檢波電路。4.4.1 調幅電路調幅是使載
53、波信號的幅度隨著調制信號的幅度變化,載波的頻率和相應不變。能夠完成調幅功能的電路就叫調幅電路或調幅器。調幅是一個非線性頻率變換過程,所以它的關鍵是必須使用二極管、三極管等非線性器件。根據調制過程在哪個回路里進行可以把三極管調幅電路分成集電極調幅、基極調幅和發射極調幅3種。下面舉集電極調幅電路為例。圖6是集電極調幅電路,由高頻載波振蕩器產生的等幅載波經T1加到晶體管基極。低頻調制信號則通過T3耦合到集電極中。C1、C2、C3是高頻旁路電容,R1、R2是偏置電阻。集電極的LC并聯回路諧振在載波頻率上。如果把三極管的靜態工作點選在特性曲線的彎曲部分,三極管就是一個非線性器件。因為晶體管的集電極電流是
54、隨著調制電壓變化的,所以集電極中的2個信號就因非線性作用而實現了調幅。由于LC諧振回路是調諧在載波的基頻上,因此在T2的次級就可得到調幅波輸出。4.4.2 檢波電路檢波電路或檢波器的作用是從調幅波中取出低頻信號。它的工作過程正好和調幅相反。檢波過程也是一個頻率變換過程,也要使用非線性元器件。常用的有二極管和三極管。另外為了取出低頻有用信號,還必須使用濾波器濾除高頻分量,所以檢波電路通常包含非線性元器件和濾波器兩部分。下面舉二極管檢波器為例說明它的工作。圖7是一個二極管檢波電路。VD是檢波元件,C和R是低通濾波器。當輸入的已調波信號較大時,二極管VD是斷續工作的。正半周時,二極管導通,對C充電;
55、負半周和輸入電壓較小時,二極管截止,C對R放電。在R兩端得到的電壓包含的頻率成分很多,經過電容C濾除了高頻部分,再經過隔直流電容C0的隔直流作用,在輸出端就可得到還原的低頻信號。4.5 調頻和鑒頻電路調頻是使載波頻率隨調制信號的幅度變化,而振幅則保持不變。鑒頻則是從調頻波中解調出原來的低頻信號,它的過程和調頻正好相反。4.5.1 調頻電路能夠完成調頻功能的電路就叫調頻器或調頻電路。常用的調頻方法是直接調頻法,也就是用調制信號直接改變載波振蕩器頻率的方法。圖8畫出了它的大意,圖中用一個可變電抗元件并聯在諧振回路上。用低頻調制信號控制可變電抗元件參數的變化,使載波振蕩器的頻率發生變化。4.5.2
56、鑒頻電路能夠完成鑒頻功能的電路叫鑒頻器或鑒頻電路,有時也叫頻率檢波器。鑒頻的方法通常分二步,第一步先將等幅的調頻波變成幅度隨頻率變化的調頻調幅波,第二步再用一般的檢波器檢出幅度變化,還原成低頻信號。常用的鑒頻器有相位鑒頻器、比例鑒頻器等。5脈沖電路在電子電路中,電源、放大、振蕩和調制電路被稱為模擬電子電路,因為它們加工和處理的是連續變化的模擬信號。電子電路中另一大類電路的數字電子電路。它加工和處理的對象是不連續變化的數字信號。數字電子電路又可分成脈沖電路和數字邏輯電路,它們處理的都是不連續的脈沖信號。脈沖電路是專門用來產生電脈沖和對電脈沖進行放大、變換和整形的電路。家用電器中的定時器、報警器、
57、電子開關、電子鐘表、電子玩具以及電子醫療器具等,都要用到脈沖電路。電脈沖有各式各樣的形狀,有矩形、三角形、鋸齒形、鐘形、階梯形和尖頂形的,最具有代表性的是矩形脈沖。要說明一個矩形脈沖的特性可以用脈沖幅度Um、脈沖周期T或頻率f、脈沖前沿tr、脈沖后沿tf和脈沖寬度tk來表示。如果一個脈沖的寬度tk=12T,它就是一個方波。脈沖電路和放大振蕩電路最大的不同點,或者說脈沖電路的特點是:脈沖電路中的晶體管是工作在開關狀態的。大多數情況下,晶體管是工作在特性曲線的飽和區或截止區的,所以脈沖電路有時也叫開關電路。從所用的晶體管也可以看出來,在工作頻率較高時都采用專用的開關管,如2AK、2CK、DK、3AK型管,只有在工作頻率較低時才使用一般的晶體管。就拿脈沖電路中最常用的反相器電路(圖1)來說,從電路形式上看,它和放大電路
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 社區護理中級課件
- 2025至2030中國小型銑床行業發展趨勢分析與未來投資戰略咨詢研究報告
- 2025至2030中國家用太陽能發電市場運營調研與未來發展預測分析報告
- 2025至2030中國室內磅行業發展趨勢分析與未來投資戰略咨詢研究報告
- 2025至2030中國寵物垃圾袋行業發展趨勢分析與未來投資戰略咨詢研究報告
- 小小探險家的一天記事想象類作文8篇范文
- 《唐朝繁榮的文化生活:初中歷史教學教案》
- 2025至2030中國塑料拉鏈滑塊行業發展趨勢分析與未來投資戰略咨詢研究報告
- 2025至2030中國國際結算行業市場發展分析及發展潛力與投資機會報告
- 2025至2030中國回收紗行業發展趨勢分析與未來投資戰略咨詢研究報告
- 天津市大港區2023年數學五下期末學業質量監測模擬試題含解析
- 上海市靜安區2023年數學五下期末教學質量檢測試題含解析
- 《滑炒技法-尖椒炒肉絲》教學設計
- 岐山縣南灣水泥用灰巖礦礦山地質環境保護與土地復墾方案
- 反違章安全教育講義
- 2023-2024學年江蘇省張家港市小學語文五年級期末高分模擬題附參考答案和詳細解析
- 城市管理學PPT完整全套教學課件
- 人教版三年級語文下冊八個單元作文寫作范文
- 陶土板施工技術交底
- 分子生物學知到章節答案智慧樹2023年湖南科技大學
- 《園藝產品貯藏與加工》考試題庫大全(附答案)
評論
0/150
提交評論