現(xiàn)代電子元件ch11課件

補(bǔ)充知識（一）繼電器光耦揚(yáng)聲器一、小型繼電器

繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件，是自動控制電路中常用的一種元件。它可以用較小電流來控制較大的電流，在電路中起著自動操作、自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等作用。

電磁式繼電器、溫度繼電器、時(shí)間繼電器、固體繼電器1.1電磁式繼電器

電磁式繼電器是在輸入電路內(nèi)電流的作用下，由機(jī)械部件的相對運(yùn)動產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)的一種繼電器。包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器,節(jié)能功率繼電器等。它的特點(diǎn)是接點(diǎn)接觸電阻很小（小于1歐），缺點(diǎn)是動作時(shí)間長（ms以上），接點(diǎn)壽命短（一般在10萬次以下），體積較大

12345678109圖1.5典型電磁式繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1、2、9－線圈3、6－動觸點(diǎn)4、5－靜觸點(diǎn)7－銜鐵8－返回彈簧10－鐵芯2、主要參數(shù)（1）額定工作電壓指繼電器正常工作時(shí)線圈需要的電壓?？梢允墙涣鳎部梢允侵绷?，隨型號的不同而不同。（2）吸合電壓及吸合電流繼電器能夠吸合動作的最小電壓或電流值。一般吸合電壓為額定工作電壓的75％左右。因此為了保證可靠吸合，必須給線圈加上額定電壓，或略高于額定工作電壓，但一般不能超過額定工作電壓的1.5倍，否則，容易燒毀線圈。（3）直流電阻指線圈的直流電阻值。（4）釋放電壓或電流值指繼電器由吸合狀態(tài)到釋放狀態(tài)所需最大電壓或電流值，其值一般為吸合值的1/10至1/2。（5）觸點(diǎn)負(fù)荷指繼電器觸點(diǎn)允許的電壓電流值。3、電磁式繼電器的選用（1）線圈工作電壓是直流還是交流，電壓大小是否適合電路工作電壓。（2）線圈工作時(shí)所需功率與實(shí)際需要切換的觸發(fā)驅(qū)動控制電路所輸出的功率是否相當(dāng)。（3）受控觸點(diǎn)數(shù)量必須與受控電路需要相符，觸點(diǎn)允許最大電流必須大于受控電路工作電流的1.5～2倍。（4）繼電器吸合時(shí)，若受控電路是閉合的，則把常開觸點(diǎn)與動觸點(diǎn)接入電路；若受控電路是斷開的，把常閉觸點(diǎn)與動觸點(diǎn)接入電路；若用于電路轉(zhuǎn)換，則要全部接入電路。繼電器的體積大小、安裝方式、尺寸、吸合釋放時(shí)間、使用環(huán)境、絕緣強(qiáng)度、接點(diǎn)數(shù)、接點(diǎn)形式、接點(diǎn)壽命(次數(shù))、接點(diǎn)是控制交流還是直流等4.2固態(tài)繼電器

固態(tài)繼電器是指由固態(tài)電子元件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)，簡稱SSR（solidstateRelay）。和電磁式繼電器相比，具有體積小、開關(guān)速度快、無觸點(diǎn)、壽命長、耐振、無噪聲、安裝位置無限制，具有良好的防潮、防腐蝕、防爆、防臭氧污染等性能，性能極佳。應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。1、分類

固態(tài)繼電器工作分為交流和直流兩種。交流固態(tài)繼電器又分為過零型和非過零型兩種，目前應(yīng)用最廣泛的是過零型。直流固態(tài)繼電器根據(jù)輸出分為兩端型和三端型兩種，兩端型應(yīng)用較多。

2、交流過零型固態(tài)繼電器（a）原理圖3、固態(tài)繼電器的特點(diǎn)1、實(shí)現(xiàn)了弱信號(Vsr)對強(qiáng)電(輸出端負(fù)載電壓)的控制；2、功率極低；所需的工作電平與TTL、HTL、CMOS等常用集成電路兼容，可以實(shí)現(xiàn)直接聯(lián)接。3、工作中無任何機(jī)械動作；工作高可靠、長壽命；無動作噪聲；耐振耐機(jī)械沖擊；安裝位置無限制；很容易用絕緣防水材料灌封做成全密封形式，而且具有良好的防潮防霉防腐性能；防爆和防止臭氧污染性能極佳。4、能承受在數(shù)值上可達(dá)額定電流十倍左右的浪涌電流(2)額定輸出電流和浪涌電流

額定輸出電流是指在給定條件下所能承受的電流最大的有效值。一般生產(chǎn)廠家都提供熱降額曲線。如周圍溫度上升，應(yīng)按曲線作降額使用。浪涌電流指在給定條件下不會造成永久性損壞所允許的最大非重復(fù)性峰值電流。交流繼電器的浪涌電流為額定電流的5-10倍，直流產(chǎn)品為額定電流的1.5-5倍。選用時(shí)，如負(fù)載為穩(wěn)態(tài)阻性，固態(tài)繼電器可全額或降額10%使用。對于電加熱器、接觸器等，初始接通瞬間出現(xiàn)的浪涌電流可達(dá)3倍的穩(wěn)態(tài)電流，可降額20%-30%使用。白熾燈類負(fù)載，應(yīng)按降額50%使用，且加上適當(dāng)保護(hù)電路。對變壓器負(fù)載，所選產(chǎn)品的額定電流必須高于負(fù)載工作電流的兩倍。對于負(fù)載為感應(yīng)電機(jī)，所選固態(tài)繼電器的額定電流值應(yīng)為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流的2—4倍，其浪涌電流值應(yīng)為額定電流的10倍。

固態(tài)繼電器對溫度的敏感性很強(qiáng)，工作溫度超過標(biāo)稱值后，必須降熱或外加散熱器。二、光電器件光敏電阻、光電二極管、光電三極管、發(fā)光二極管、光電耦合器2.1光敏電阻光敏電阻是無結(jié)半導(dǎo)體器件，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，電阻越小?？梢杂萌f用表直接檢測其亮阻和暗阻。其方法是：將萬用表置于R×1kΩ檔，置光敏電阻于距25W白熾燈50cm遠(yuǎn)處。（其照度約為100Lx勒克斯），直接測量光敏電阻的亮阻；再在完全黑暗的條件下直接測量光敏電阻的暗阻。如果亮阻為數(shù)kΩ至數(shù)十Ω，暗阻為數(shù)MΩ至幾十MΩ，則說明光敏電阻質(zhì)量良好。2.3光電三極管光電三極管依據(jù)光照的強(qiáng)度來控制集電極電流的大小，其功能可等效為一只光電二極管和一只三極管相連，并只引出集電極和發(fā)射極，所以它具有放大作用。光電三極管也可用萬用表R×1k檔測試。用黑表筆接c極，紅表筆接e極，無光照，電阻為無窮大，有光照時(shí)，阻值減小到幾kΩ或1kΩ以下。若將表筆對換，無論有無光照，阻值均為無窮大。2.4光電耦合器

光電耦合器是實(shí)現(xiàn)光電耦合的基本器件，它將發(fā)光元件（發(fā)光二極管）與光敏元件（光電三極管）相互絕緣的耦合在一起，。發(fā)光元件為輸入回路，它將電能轉(zhuǎn)換成光能；光敏元件為輸出回路，它將光能再轉(zhuǎn)換成電能，實(shí)現(xiàn)了兩部分電路的電氣隔離，從而可以有效地抑制干擾。在輸出回路常采用復(fù)合管形式以增大放大倍數(shù)，也可為CaS光電池、光電二極管、硅光三極管等。

選用光電耦合器時(shí)主要根據(jù)用途選用合適的受光部分的類型。

光電耦合器也可用萬用表檢測，輸入部分和檢測發(fā)光二極管相同，輸出部分與受光器件類型有關(guān)，對于輸出為光電二極管、三極管的，則可按光電二極管、光電三極管的檢測方法測量。3.1揚(yáng)聲器的種類結(jié)構(gòu)1、

按聲波輻射方向分：直射式（紙盆揚(yáng)聲器）、反射式（號筒揚(yáng)聲器）。2、按換能原理來分：電動式、電容式、電壓式、電磁式。

3、按頻率特性分：低音、中音、高音和全音域揚(yáng)聲器。A、高音揚(yáng)聲器：僅為重放音頻中高頻成分而設(shè)計(jì)的揚(yáng)聲器單元。通常采用口徑較小的揚(yáng)聲器。B、中音揚(yáng)聲器：適用頻域在500Hz－5KHz中頻音發(fā)音的號筒型或錐型揚(yáng)聲器。C、低音揚(yáng)聲器：專為重放500Hz以下低音信號而設(shè)計(jì)的揚(yáng)聲器單元。低音通常分為中低音頻段（100－500Hz）；低音頻段（40－150Hz）；超低音頻段（20－50Hz）。D、全音域揚(yáng)聲器：指一個(gè)揚(yáng)聲器單元能重放全音域的聲音，此類揚(yáng)聲器一般頻率范圍控制在中低音至高音范圍，低音頻的下限大于100Hz，常使用在電視機(jī)，錄音機(jī)等民用產(chǎn)品中。4、按用途來分：A、監(jiān)聽揚(yáng)聲器：供調(diào)音人員來評價(jià)音色質(zhì)量的揚(yáng)聲器。要求：頻響寬、失真低，指向性好，功率大，動態(tài)范圍大，抗過載。B、主聲揚(yáng)聲器：面對觀眾，輻射全場。C、補(bǔ)聲揚(yáng)聲器：側(cè)后方，彌補(bǔ)主聲不足。D、巡回演出揚(yáng)聲器：大功率，移動方便。E、影院揚(yáng)聲器：適應(yīng)數(shù)碼技術(shù)，語言清晰，穿透力強(qiáng)。5、按外形來分：圓錐形、球頂形、號角形。

2、工作原理：當(dāng)功率放大器輸出的音頻電流通過音圈時(shí)，由于磁場與音圈的相互作用，音圈就會產(chǎn)生高變運(yùn)動，音圈被固定在紙盆上，音圈隨信號振動，通過振動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電聲轉(zhuǎn)換。紙盆面積越大越有利于聲輻射，通常低音紙盆口徑為20－30cm，高音紙盆口徑在10cm以下。紙盆揚(yáng)聲器具有結(jié)構(gòu)簡單、音質(zhì)柔和，頻率范圍寬、低音好的特點(diǎn)。

3.3揚(yáng)聲器的性能指標(biāo)揚(yáng)聲器的技術(shù)性能決定音箱質(zhì)量的高低，會場用揚(yáng)聲器要考慮其指向性，以保證會場有均勻的聲壓級；語言用揚(yáng)聲器，其頻率范圍不太寬，低音也不要太豐富，以免影響語言的清晰；高保真重放系統(tǒng)則頻響要寬，動態(tài)范圍要大，瞬間特性要好。

1、揚(yáng)聲器的口徑尺寸：指聲波輻射口的最大幾何尺寸。對于低音揚(yáng)聲器而言，口徑尺寸越大，放音頻率越低；對于高音揚(yáng)聲器而言，口徑尺寸越大，指向性越強(qiáng)。2、標(biāo)稱功率：分為額定功率和最大功率。A、額定功率：指揚(yáng)聲器在允許的失真范圍內(nèi)，所允許的最大輸入功率（一般由廠家給出）。B、最大功率：指揚(yáng)聲器在某一瞬間所能承受的最大峰值功率，通常是額定功率的2－4倍。3、有效頻率范圍：當(dāng)給揚(yáng)聲器一個(gè)恒壓信號時(shí)，并使該信號由低頻到高頻改變頻率時(shí)，揚(yáng)聲器產(chǎn)生的電壓也隨之變化，比變化曲線越寬說明放聲特性越好。4、靈敏度：指給揚(yáng)聲器輸入1W的電功率，在離揚(yáng)聲器軸向正面1米處所測得的聲壓值、靈敏度越高，說明揚(yáng)聲器效率越高。5、失真：A、諧波失真：由揚(yáng)聲器磁場不均勻及振動系統(tǒng)失衡引起，一般在低頻重放時(shí)易產(chǎn)生，該指標(biāo)不應(yīng)超過7%。B、互調(diào)失真：因兩種不同頻率信號同時(shí)加入揚(yáng)聲器時(shí)，互相調(diào)制而引起。會造成音調(diào)失真，當(dāng)該指標(biāo)較大時(shí)會使合唱，合奏等節(jié)目音質(zhì)變壞。C、瞬態(tài)失真：因揚(yáng)聲器振動系統(tǒng)的慣性而造成。慣性使紙盆不能緊跟瞬息變化的信號，從而引起輸入信號變形。6、指向性：指揚(yáng)聲器將聲波輻射各個(gè)方向的能力。300Hz以下的低頻指向性不明顯，而高頻則尖銳，口徑大，指向性尖銳，口徑小，指向性寬；紙盆深，高頻指向性強(qiáng)，紙盆淺，低頻指向性強(qiáng)。3.4揚(yáng)聲器的使用（1）揚(yáng)聲器得到的功率不要超過它的額定功率，否則，將燒毀音圈，或?qū)⒁羧φ裆?。電磁式和壓電陶瓷式揚(yáng)聲器工作電壓不要超過30V。（2）注意揚(yáng)聲器的阻抗應(yīng)與輸出線路配合，具體做法可參看擴(kuò)音機(jī)一節(jié)。（3）要正確選擇揚(yáng)聲器的型號。如在廣場使用，應(yīng)選用高音揚(yáng)聲器；在室內(nèi)使用，應(yīng)選用紙盆式揚(yáng)聲器，并選好助音箱。也可將高、低音揚(yáng)聲器做成功揚(yáng)聲器組，以擴(kuò)展頻率響應(yīng)范圍。

（4）在布置揚(yáng)聲器的時(shí)候，要做到聲揚(yáng)勻且足夠的聲級，如用單只（點(diǎn)）揚(yáng)聲器不能滿足需要，可多點(diǎn)設(shè)置，使每一位聽眾得到幾乎相同的聲音響度，提高聲音的清晰度；有好的方位感，揚(yáng)聲器安裝時(shí)應(yīng)高于地面3米以上，讓聽眾能夠“看”到揚(yáng)聲器，并盡量使水平方位的聽覺（聲源）一視覺（講話者）要盡量一致，而且兩只揚(yáng)聲器之間的距離也不能過大。（5）電動號筒式揚(yáng)聲器，必須把音頭套在號筒上后才能使用，否則很易損壞發(fā)音頭。（6）兩個(gè)人以揚(yáng)聲器放在一起使用時(shí)，必須注意相位問題。如果是反相，聲音將顯著削弱。測定揚(yáng)聲器相位的最簡單方法利用高靈敏度表頭或萬用表的50~250μA電流擋，把測試表與揚(yáng)聲器的接線頭