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如何看懂工程电路图.doc

如何看懂工程电路图.doc

上传者: 走向成熟 2012-05-08 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《如何看懂工程电路图doc》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含如何看懂电路图--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符等。

如何看懂电路图--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。让我们从电源电路开始。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伏市电变换成直流电应该先把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。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。()半波整流半波整流电路只需一个二极管见图(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()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圈见图(b)。负载RL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。()全波桥式整流用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(c)。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。()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。图(d)是一个二倍压整流电路。当U为负半周时VD导通C被充电C上最高电压可接近U当U正半周时VD导通C上的电压和U叠加在一起对C充电使C上电压接近U是C上电压的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。 ()电容滤波   把电容器和负载并联如图(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。   ()电感滤波   把电感和负载串联起来如图(b)也能滤除脉动电流中的交流成分。   ()L、C滤波   用个电感和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(c)。用个电感和个电容的滤波电路因为象字母“π”被称为π型见图(d)这是滤波效果较好的电路。   ()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(e)π型见图(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。   ()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(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VZ。   ()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(b)、(c)。它是从取样电路(R、R)中检测出输出电压的变动与基准电压(VZ)比较并经放大器(VT)放大后加到调整管(VT)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。   ()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(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(R、R)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被提升达到了稳定输出电压的目的。   ()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CW系列和输出负电压的CW系列等产品。输出电流从A~A输出电压有V、V、V、V、V、V、V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(e)是一个三端稳压器电路。图中C是主滤波电容C、C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: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。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。熟悉某些习惯画法和简化画法。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。   例电热毯控温电路   图是一个电热毯电路。开关在“”的位置是低温档。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“”的位置伏市电直接接到电热毯上所以是高温档。   例高压电子灭蚊蝇器   图是利用倍压整流原理得到小电流直流高压电的灭蚊蝇器。伏交流经过四倍压整流后输出电压可达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瓦荧光灯或小型黑光灯就可以诱杀蚊虫和有害昆虫。   例实用稳压电源   图是一个实用的稳压电源。输出电压~伏可调输出电流最大毫安。这个电路就是串联型稳压电源电路。要注意的是:整流桥的画法和图(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。AP型二极管的正向压降约是伏CP型约是伏CZ型约是伏。图中用了两个CZ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赫~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。   ()共发射极放大电路   图(a)是共发射极放大电路。C是输入电容C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。、端是输入、端是输出。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(b)动态时交流通路见图(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。HYPERLINK"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"t"blank"   ()分压式偏置共发射极放大电路   图比图多用个元件。基极电压是由RB和RB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CECE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RB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。INCLUDEPICTURE"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"*MERGEFORMATINET()射极输出器   图(a)是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图(b)是它的交流通路图可以看到它是共集电极放大电路。INCLUDEPICTURE"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"*MERGEFORMATINET   这个图中晶体管真正的输入是Vi和Vo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:电压放大倍数小于而接近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。   ()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(a)。优点是简单、成本低。但性能不是最佳。变压器耦合见图(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(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。INCLUDEPICTURE"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"*MERGEFORMATINET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。   ()甲类单管功率放大器   图是单管功率放大器C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RL通过变压器匝数比折算过来的:   RC′=(NN)RL=NRL   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%。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。()乙类推挽功率放大器   图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VT导通VT截止负半周时VT导通VT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%。   ()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。   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VT、VT流过的电流很小电容C上充有对地为Ec的直流电压。在有输入信号时正半周时VT导通VT截止集电极电流ic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VT截止VT导通集电极电流ic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VT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电路用PNP管和NPN管组成的互补对称式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或直流放大器。测量和控制方面常用到这种放大器。   ()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VT的发射极加电阻RE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。   ()差分放大器   解决零点漂移的办法是采用差分放大器图是应用较广的射极耦合差分放大器。它使用双电源其中VT和VT的特性相同两组电阻数值也相同RE有负反馈作用。实际上这是一个桥形电路两个RC和两个管子是四个桥臂输出电压V从电桥的对角线上取出。没有输入信号时因为RC=RC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。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个端子的三角形符号表示如图。它有两个输入端、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。在作放大器应用时有:   ()带调零的同相输出放大电路   图是带调零端的同相输出运放电路。引脚、、是调零端调整RP可使输出端()在静态时输出电压为零。、两脚分别接正、负电源。输入信号接到同相输入端()因此输出信号和输入信号同相。放大器负反馈经反馈电阻R接到反相输入端()。同相输入接法的电压放大倍数总是大于的。()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。如对电路要求不高可以不用调零这时可以把个调零端短路。   输入信号从耦合电容C经R接入反相输入端而同相输入端通过电阻R接地。反相输入接法的电压放大倍数可以大于、等于或小于。   ()同相输出高输入阻抗运放电路   图中没有接入R相当于R阻值无穷大这时电路的电压放大倍数等于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: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。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。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。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。   例助听器电路   图是一个助听器电路实际上是一个级低频放大器。VT、VT之间和VT、VT之间采用直接耦合方式VT和VT之间则用RC耦合。为了改善音质VT和VT的本级有并联电压负反馈(R和R)。由于使用高阻抗的耳机所以可以把耳机直接接在VT的集电极回路内。R、C是去耦电路C是电源滤波电容。例收音机低放电路   图是普及型收音机的低放电路。电路共级第级(VT)前置电压放大第级(VT)是推动级第级(VT、VT)是推挽功放。VT和VT之间采用直接耦合VT和VT、VT之间用输入变压器(T)耦合并完成倒相最后用输出变压器(T)输出使用低阻扬声器。此外VT本级有并联电压负反馈(R)T次级经R送回到VT有串联电压负反馈。电路中C的作用是增强高音区的负反馈减弱高音以增强低音。R、C为去耦电路C为电源的滤波电容。整个电路简单明了。振荡电路的用途和振荡条件   不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号的电路就称为振荡电路或振荡器。这种现象也叫做自激振荡。或者说能够产生交流信号的电路就叫做振荡电路。   一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定频率f能通过使振荡器产生单一频率的输出。   振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的一个是反馈电压uf和输入电压Ui要相等这是振幅平衡条件。二是uf和ui必须相位相同这是相位平衡条件也就是说必须保证是正反馈。一般情况下振幅平衡条件往往容易做到所以在判断一个振荡电路能否振荡主要是看它的相位平衡条件是否成立。   振荡器按振荡频率的高低可分成超低频(赫以下)、低频(赫~千赫)、高频(千赫~兆赫)和超高频(兆赫~兆赫)等几种。按振荡波形可分成正弦波振荡和非正弦波振荡两类。   正弦波振荡器按照选频网络所用的元件可以分成LC振荡器、RC振荡器和石英晶体振荡器三种。石英晶体振荡器有很高的频率稳定度只在要求很高的场合使用。在一般家用电器中大量使用着各种LC振荡器和RG振荡器。   LC振荡器    LC振荡器的选频网络是LC谐振电路。它们的振荡频率都比较高常见电路有种。   ()变压器反馈LC振荡电路INCLUDEPICTURE"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"*MERGEFORMATINET   图(a)是变压器反馈LC振荡电路。晶体管VT是共发射极放大器。变压器T的初级是起选频作用的LC谐振电路变压器T的次级向放大器输入提供正反馈信号。接通电源时LC回路中出现微弱的瞬变电流但是只有频率和回路谐振频率f相同的电流才能在回路两端产生较高的电压这个电压通过变压器初次级L、L的耦合又送回到晶体管V的基极。从图(b)看到只要接法没有错误这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的也就是说它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并最后稳定下来。   变压器反馈LC振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振但频率稳定度不高。它的振荡频率是:f=/πLC。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。   ()电感三点式振荡电路INCLUDEPICTURE"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"*MERGEFORMATINET   图(a)是另一种常用的电感三点式振荡电路。图中电感L、L和电容C组成起选频作用的谐振电路。从L上取出反馈电压加到晶体管VT的基极。从图(b)看到晶体管的输入电压和反馈电压是同相的满足相位平衡条件的因此电路能起振。由于晶体管的个极是分别接在电感的个点上的因此被称为电感三点式振荡电路。   电感三点式振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振但输出含有较多高次调波波形较差。它的振荡频率是:f=πLC其中L=L+L+M。常用于产生几十兆赫以下的正弦波信号。()电容三点式振荡电路INCLUDEPICTURE"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"*MERGEFORMATINET   还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路见图(a)。图中电感L和电容C、C组成起选频作用的谐振电路从电容C上取出反馈电压加到晶体管VT的基极。从图(b)看到晶体管的输入电压和反馈电压同相满足相位平衡条件因此电路能起振。由于电路中晶体管的个极分别接在电容C、C的个点上因此被称为电容三点式振荡电路。   电容三点式振荡电路的特点是:频率稳定度较高输出波形好频率可以高达兆赫以上但频率调节范围较小因此适合于作固定频率的振荡器。它的振荡频率是:f=πLC其中C=CCCC。   上面种振荡电路中的放大器都是用的共发射极电路。共发射极接法的振荡器增益较高容易起振。也可以把振荡电路中的放大器接成共基极电路形式。共基极接法的振荡器振荡频率比较高而且频率稳定性好。   RC振荡器    RC振荡器的选频网络是RC电路它们的振荡频率比较低。常用的电路有两种。   ()RC相移振荡电路INCLUDEPICTURE"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"*MERGEFORMATINET   图(a)是RC相移振荡电路。电路中的节RC网络同时起到选频和正反馈的作用。从图(b)的交流等效电路看到:因为是单级共发射极放大电路晶体管VT的输出电压Uo与输出电压Ui在相位上是相差。当输出电压经过RC网络后变成反馈电压Uf又送到输入端时由于RC网络只对某个特定频率f的电压产生的相移所以只有频率为f的信号电压才是正反馈而使电路起振。可见RC网络既是选频网络又是正反馈电路的一部分。   RC相移振荡电路的特点是:电路简单、经济但稳定性不高而且调节不方便。一般都用作固定频率振荡器和要求不太高的场合。它的振荡频率是:当节RC网络的参数相同时:f=πRC。频率一般为几十千赫。   ()RC桥式振荡电路INCLUDEPICTURE"http:wwwdzcomArticleUploadFilesjpg"*MERGEFORMATINET   图(a)是一种常见的RC桥式振荡电路。图中左侧的RC和RC串并联电路就是它的选频网络。这个选频网络又是正反馈电路的一部分。这个选频网络对某个特定频率为f的信号电压没有相移(相移为)其它频率的电压都有大小不等的相移。由于放大器有级从V输出端取出的反馈电压Uf是和放大器输入电压同相的(级相移=)。因此反馈电压经选频网络送回到VT的输入端时只有某个特定频率为f的电压才能满足相位平衡条件而起振。可见RC串并联电路同时起到了选频和正反馈的作用。   实际上为了提高振荡器的工作质量电路中还加有由Rt和RE组成的串联电压负反馈电路。其中Rt是一个有负温度系数的热敏电阻它对电路能起到稳定振荡幅度和减小非线性失真的作用。从图(b)的等效电路看到这个振荡电路是一个桥形电路。RC、RC、Rt和RE分别是电桥的个臂放大器的输入和输出分别接在电桥的两个对角线上所以被称为RC桥式振荡电路。   RC桥式振荡电路的性能比RC相移振荡电路好。它的稳定性高、非线性失真小频率调节方便。它的振荡频率是:当R=R=R、C=C=C时f=πRC。它的频率范围从赫~兆赫。调幅和检波电路   广播和无线电通信是利用调制技术把低频声音信号加到高频信号上发射出去的。在接收机中还原的过程叫解调。其中低频信号叫做调制信号高频信号则叫载波。常见的连续波调制方法有调幅和调频两种对应的解调方法就叫检波和鉴频。   下面我们先介绍调幅和检波电路。   ()调幅电路   调幅是使载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化载波的频率和相应不变。能够完成调幅功能的电路就叫调幅电路或调幅器。  调幅是一个非线性频率变换过程所以它的关键是必须使用二极管、三极管等非线性器件。根据调制过程在哪个回路里进行可以把三极管调幅电路分成集电极调幅、基极调幅和发射极调幅种。下面举集电极调幅电路为例。   图是集电极调幅电路由高频载波振荡器产生的等幅载波经T加到晶体管基极。低频调制信号则通过T耦合到集电极中。C、C、C是高频旁路电容R、R是偏置电阻。集电极的LC并联回路谐振在载波频率上。如果把三极管的静态工作点选在特性曲线的弯曲部分三极管就是一个非线性器件。因为晶体管的集电极电流是随着调制电压变化的所以集电极中的个信号就因非线性作用而实现了调幅。由于LC谐振回路是调谐在载波的基频上因此在T的次级就可得到调幅波输出。()检波电路   检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程也要使用非线性元器件。常用的有二极管和三极管。另外为了取出低频有用信号还必须使用滤波器滤除高频分量所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分。下面举二极管检波器为例说明它的工作。   图是一个二极管检波电路。VD是检波元件C和R是低通滤波器。当输入的已调波信号较大时二极管VD是断续工作的。正半周时二极管导通对C充电负半周和输入电压较小时二极管截止C对R放电。在R两端得到的电压包含的频率成分很多经过电容C滤除了高频部分再经过隔直流电容C的隔直流作用在输出端就可得到还原的低频信号。  调频和鉴频电路   调频是使载波频率随调制信号的幅度变化而振幅则保持不变。鉴频则是从调频波中解调出原来的低频信号它的过程和调频正好相反。   ()调频电路   能够完成调频功能的电路就叫调频器或调频电路。常用的调频方法是直接调频法也就是用调制信号直接改变载波振荡器频率的方法。图画出了它的大意图中用一个可变电抗元件并联在谐振回路上。用低频调制信号控制可变电抗元件参数的变化使载波振荡器的频率发生变化。   ()鉴频电路   能够完成鉴频功能的电路叫鉴频器或鉴频电路有时也叫频率检波器。鉴频的方法通常分二步第一步先将等幅的调频波变成幅度随频率变化的调频调幅波第二步再用一般的检波器检出幅度变化还原成低频信号。常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器等脉冲电路的用途和特点   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因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。电子电路中另一大类电路的数字电子电路。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。脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、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。   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tr、脉冲后沿tf和脉冲宽度tk来表示。如果一个脉冲的宽度tk=/T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是:脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。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AK、CK、DK、AK型管只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。   就拿脉冲电路中最常用的反相器电路(图)来说从电路形式上看它和放大电路中的共发射电路很相似。在放大电路中基极电阻Rb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Rb是接到一个负电源上的而且Rb和Rb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。   ()集基耦合多谐振荡器   图是一个典型的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Rb=Rb=RCb=Cb=C时输出是幅度接近E的方波脉冲周期T=RC。如果两边不对称则输出是矩形脉冲   ()RC环形振荡器   图是常用的RC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=RC。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。()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。当电路时间常数τ=RC<<tk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。   ()积分电路   把图中的R和C互换并使τ=RC>>tk电路就成为积分电路见图。当输入矩形脉冲时由于电容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。   ()限幅器   能限制脉冲幅值的电路称为限幅器或削波器。图是用二极管和电阻组成的上限幅电路。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)。   ()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程中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伏现在增加了箝位二极管输出脉冲高电平被箝制在伏上。   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。另一种双稳态电路就绝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。   ()集基耦合双稳电路   图是用分立元件组成的集基耦合双稳电路。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截止一管饱和例如当VT管饱和时VT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“”低电平表示“”那么这时就可以认为双稳电路已经把数字信号“”寄存在B端了。   电路的基极分别加有微分电路。如果在VT基极加上一个负脉冲(称为触发脉冲)就会使VT基极电位下降由于正反馈的作用使VT很快从饱和转入截止VT从截止转入饱和。于是双稳电路翻转成A端为“”B端为“”并一直保持下去。   ()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。   ()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。但实际上因为目前有大量的集成化双稳触发器产品可供选用如RS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   无稳电路有个暂稳态而没有稳态双稳电路则有个稳态而没有暂稳态。脉冲电路中常用的第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。   ()集基耦合单稳电路   图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(VT)饱和另一管(VT)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:tt=RC。   ()集成化单稳电路   用集成门电路也可组成单稳电路。图是微分型单稳电路它用个与非门交叉连接门输出到门是用微分电路耦合门输出到门是直接耦合触发脉冲加到门的另一个输入端UI。它的暂稳态时间即定时时间为:tt=(~)RC。  脉冲电路的读图要点   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。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。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数字逻辑电路的用途和特点   数字电子电路中的后起之秀是数字逻辑电路。把它叫做数字电路是因为电路中传递的虽然也是脉冲但这些脉冲是用来表示二进制数码的例如用高电平表示“”低电平表示“”。声音图像文字等信息经过数字化处理后变成了一串串电脉冲它们被称为数字信号。能处理数字信号的电路就称为数字电路。   这种电路同时又被叫做逻辑电路那是因为电路中的“”和“”还具有逻辑意义例如逻辑“”和逻辑“”可以分别表示电路的接通和断开、事件的是和否、逻辑推理的真和假等等。电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力所以才把它叫做逻辑电路。   由于数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。   数字逻辑电路的第一个特点是为了突出“逻辑”两个字使用的是独特的图形符号。数字逻辑电路中有门电路和触发器两种基本单元电路它们都是以晶体管和电阻等元件组成的但在逻辑电路中我们只用几个简化了的图形符号去表示它们而不画出它们的具体电路也不管它们使用多高电压是TTL电路还是CMOS电路等等。按逻辑功能要求把这些图形符号组合起来画成的图就是逻辑电路图它完全不同于一般的放大振荡或脉冲电路图。   数字电路中有关信息是包含在和的数字组合内的所以只要电路能明显地区分开和和的组合关系没有破坏就行脉冲波形的好坏我们是不大理会的。所以数字逻辑电路的第二个特点是我们主要关心它能完成什么样的逻辑功能较少考虑它的电气参数性能等问题。也因为这个原因数字逻辑电路中使用了一些特殊的表达方法如真值表、特征方程等还使用一些特殊的分析工具如逻辑代数、卡诺图等等这些也都与放大振荡电路不同。   门电路和触发器   ()门电路   门电路可以看成是数字逻辑电路中最简单的元件。目前有大量集成化产品可供选用。   最基本的门电路有种:非门、与门和或门。非门就是反相器它把输入的信号变成变成。这种逻辑功能叫“非”如果输入是A输出写成P=A。与门有个以上输入它的功能是当输入都是时输出才是。这种功能也叫逻辑乘如果输入是A、B输出写成P=AB。或门也有个以上输入它的功能是输入有一个时输出就是。这种功能也叫逻辑加输出就写成P=A+B。   把这三种基本门电路组合起来可以得到各种复合门电路如与门加非门成与非门或门加非门成或非门。图是它们的图形符号和真值表。此外还有与或非门、异或门等等。   数字集成电路有TTL、HTL、CMOS等多种所用的电源电压和极性也不同但只要它们有相同的逻辑功能就用相同的逻辑符号。而且一般都规定高电平为、低电平为。   ()触发器   触发器实际上就是脉冲电路中的双稳电路它的电路和功能都比门电路复杂它也可看成是数字逻辑电路中的元件。目前也已有集成化产品可供选用。常用的触发器有D触发器和JK触发器。   D触发器有一个输入端D和一个时钟信号输入端CP为了区别在CP端加有箭头。它有两个输出端一个是Q一个是Q加有小圈的输出端是Q端。另外它还有两个预置端RD和SD平时正常工作时要RD和SD端都加高电平如果使RD=(SD仍为)则触发器被置成Q=如果使SD=(RD=)则被置成Q=。因此RD端称为置端SD端称为置端。D触发器的逻辑符号见图图中Q、D、SD端画在同一侧Q、RD画在另一侧。RD和SD都带小圆圈表示要加上低电平才有效。   D触发器是受CP和D端双重控制的CP加高

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