學(xué)電子必須會(huì)看懂的電子電路

件，它們的連線縱橫交叉，形式變化多端，初學(xué)者往往不知道該從什么地方開始，怎樣才是由少數(shù)幾個(gè)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，路，經(jīng)過分析就可發(fā)現(xiàn)，它也是由少數(shù)幾個(gè)單元電路組成的。因此初學(xué)者只要先熟悉常用的基本單元電路，再學(xué)會(huì)分析和分解電路的本領(lǐng)，看懂一般的電路圖應(yīng)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一、電源電路的功能和組成每個(gè)電子設(shè)備都有一個(gè)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(shù)要用到直流電源。直流電源的最簡(jiǎn)單的供電方法是用電池。但電池有成本高、體積大、需要不時(shí)更換(蓄電池則要經(jīng)常充電)的缺點(diǎn)，因此最經(jīng)濟(jì)可靠而又方便的是使用整流電源。流電中的交流成分后才能得到直流電。有的電子設(shè)備對(duì)電源的質(zhì)量要求很高，所以有時(shí)還需要再增加一個(gè)穩(wěn)壓電路。因此整流電源的組成一般有四大部分，見圖1。其中變壓電路二、整流電路整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動(dòng)直流電的電路。(1)半波整流截止，負(fù)載R上得到的是脈動(dòng)的直流電(2)全波整流2(b)。負(fù)載RL上得到的是脈動(dòng)的全波整流電流，輸出電壓比半波整流電路高。(3)全波橋式整流用4個(gè)二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個(gè)次級(jí)線圈的變壓器，見圖2(c)。負(fù)載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。(4)倍壓整流用多個(gè)二極管和電容器可以獲得較高的直流電壓。圖2(d)是一個(gè)二倍壓整流電路。C1上電壓的2倍，所以叫倍壓整流電路。三、濾波電路(1)電容濾波把電容器和負(fù)載并聯(lián)，如圖3(a)，正半周時(shí)電容被充電，負(fù)半周時(shí)電容放電，就可使負(fù)載上得到平滑的直流電。(2)電感濾波把電感和負(fù)載串聯(lián)起來，如圖3(b)，也能濾除脈動(dòng)電流中的交流成分。(3)L、C濾波用1個(gè)電感和1個(gè)電容組成的濾波電路因?yàn)橄笠粋€(gè)倒寫的字母“L”，被稱為L(zhǎng)型，見圖3(c)。用1個(gè)電感和2個(gè)電容的濾波電路因?yàn)橄笞帜浮唉小保环Q為π型，見圖3(d)，這是濾波效果較好的電路。(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)；π型，見圖3(f)。交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和負(fù)載電流的變化都會(huì)使整流電源的輸出電壓和電流隨之變動(dòng)，因此要求較高的電子電路必須使用穩(wěn)壓電源。(1)穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路用一個(gè)穩(wěn)壓管和負(fù)載并聯(lián)的電路是最簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路，見圖4(a)。圖中R是限流電阻。這個(gè)電路的輸出電流很小，它的輸出電壓等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓值VZ。(2)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路有放大和負(fù)反饋?zhàn)饔玫拇?lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的穩(wěn)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(cè)出輸出電壓的變動(dòng)，與基準(zhǔn)電壓(VZ)比較并經(jīng)放大器(VT2)放大后加到調(diào)整管(VT1)上，使調(diào)整管兩端的電出電壓上升，就使調(diào)整管管壓降也上升，于是輸出電壓被壓低，結(jié)果就使輸出電壓基本不變。在這個(gè)電路的基礎(chǔ)上發(fā)展成很多變型電路或增加一些輔助電路，如用復(fù)合管作調(diào)整管，輸出電壓可調(diào)的電路，用運(yùn)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(hù)電(3)開關(guān)型穩(wěn)壓電路近年來廣泛應(yīng)用的新型穩(wěn)壓電源是開關(guān)型穩(wěn)壓電源。它的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，本身功耗很小，所以有效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但電路比較復(fù)雜。開關(guān)穩(wěn)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(chǔ)能和濾波元件，二極管VD是調(diào)整管在關(guān)斷狀態(tài)時(shí)為L(zhǎng)、C濾波器提供電的體積不很大，輸出電壓中的高次諧波也不多。間的。如果輸出電壓U0因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓或負(fù)載電流的變動(dòng)而降低，就會(huì)使矩形波發(fā)生器的(4)集成化穩(wěn)壓電路近年來已有大量集成穩(wěn)壓器產(chǎn)品問世，品種很多，結(jié)構(gòu)也各不相同。目前用得較多的有三端集成穩(wěn)壓器，有輸出正電壓的CW7800系列和輸出負(fù)電壓的CW7900系列等產(chǎn)品。這種集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)端子，穩(wěn)壓電路的所有部分包括大功率調(diào)整管以及保護(hù)電少，穩(wěn)壓精度高，工作可靠，一般不需調(diào)試。圖4(e)是一個(gè)三端穩(wěn)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(hù)二極管。電路讀圖要點(diǎn)和舉例是半波整流，電熱毯兩端所加的是約100伏的脈以是高溫檔。電路的用途和組成下后，電容器又被充電，電網(wǎng)又恢復(fù)高壓。這個(gè)是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意的是:①整流橋的畫法c同，實(shí)際上它就是橋式整流電路。②這個(gè)電路使用PNP型的放大器。它是電子電路中最復(fù)雜多變的電路。但逐級(jí)分解、抓住關(guān)鍵、細(xì)致分析、全面綜大電路有它本身的特點(diǎn)：一是有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩饋有時(shí)在本級(jí)內(nèi)，有時(shí)是從后級(jí)反饋到前級(jí)，所壓放大器低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(1)共發(fā)射極放大電路(2)分壓式偏置共發(fā)射極放大電路(3)射極輸出器圖3(a)是一個(gè)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。，晶體管真正的輸入是Vi和Vo的差值，所以這是一個(gè)交(4)低頻放大器的耦合一個(gè)放大器通常有好幾級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的聯(lián)系就稱為耦合。放大器的級(jí)(1)甲類單管功率放大器RC′=(N1N2)2RL=N2RL負(fù)載電阻是低阻抗的揚(yáng)聲器，用變壓器可以起阻抗變換作用，使負(fù)載得這個(gè)電路不管有沒有輸入信號(hào)，晶體管始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，靜態(tài)電流比(2)乙類推挽功率放大器才導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為乙類工作狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)是(3)OTL功率放大器TL，兩組偏置電阻和發(fā)射極電阻的阻NOTL(1)雙管直耦放大器RC只能用直接耦合方式。圖8(2)差分放大器放大器集成運(yùn)算放大器是一種把多級(jí)直流放大器做在一個(gè)集成片上，只要在外(1)帶調(diào)零的同相輸出放大電路負(fù)電源。輸入信號(hào)接到同相輸入端(5)，因此輸出信號(hào)和輸入信號(hào)同相。放大器負(fù)反饋經(jīng)反饋電阻R2接到反相輸入端(4)。同相輸入接法的電壓放大圖要點(diǎn)和舉例(2)反相輸出運(yùn)放電路C經(jīng)R1接入反相輸入端，而同相輸入端通過電(3)同相輸出高輸入阻抗運(yùn)放電路較復(fù)雜的電路。在拿到一張放大電路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振蕩電路的用途和振蕩條件不需要外加信號(hào)就能自動(dòng)地把直流電能轉(zhuǎn)換成具有一定振幅和一定頻率一個(gè)振蕩器必須包括三部分：放大器、正反饋電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。放大器電路保證向振蕩器輸入端提供的反饋信號(hào)是相位相同的，只有這樣才能使振蕩維持下去。選頻網(wǎng)絡(luò)則只允許某個(gè)特定頻率f0能通過，使振蕩器產(chǎn)生單一頻振蕩器能不能振蕩起來并維持穩(wěn)定的輸出是由以下兩個(gè)條件決定的；一200千赫)、高頻(200千赫~30兆赫)和超高頻(10兆赫~350兆赫) LC振蕩器(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(fā)射極放大f相同的電流才能在回路兩端產(chǎn)生較高的電壓，這個(gè)電bLC是：頻率范圍寬、容易起振，但頻率穩(wěn)(2)電感三點(diǎn)式振蕩電路(a)是另一種常用的電感三點(diǎn)式振蕩電路。圖中電感L1、L2C的諧振電路。從L2上取出反饋電壓加到晶體管VT2(b)看到，晶體管的輸入電壓和反饋電壓是同相的，滿足相(3)電容三點(diǎn)式振蕩電路還有一種常用的振蕩電路是電容三點(diǎn)式振蕩電路，見圖3(a)。圖饋電壓加到晶體管VT的基極。從圖3(b)看到，晶體管的輸入電壓和反饋電路能起振。由于電路中晶體管的3個(gè)極RC蕩器(1)RC相移振蕩電路頻和正反饋的作用。從圖4(b)的交流等效電路看到：因?yàn)槭菃渭?jí)共發(fā)射極VT輸出電壓Uo與輸出電壓Ui在相位上是相差經(jīng)過RC網(wǎng)絡(luò)后，變成反饋電壓Uf又送到輸入端時(shí)，由(2)RC橋式振蕩電路頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)某個(gè)特定頻率為f0的信號(hào)電壓沒有相移(相移為0°)，其它頻率壓Uf是和放大器輸入電壓同相的(2級(jí)相移360°=0°)。因此反饋電壓2πRC。它的頻率范圍從1赫~1兆赫。廣播和無線電通信是利用調(diào)制技術(shù)把低頻聲音信號(hào)加到高頻信號(hào)上發(fā)射(1)調(diào)幅電路調(diào)幅是使載波信號(hào)的幅度隨著調(diào)制信號(hào)的幅度變化，載波的頻率和相應(yīng)幅器。程，所以它的關(guān)鍵是必須使用二極管、三極(2)檢波電路檢波電路或檢波器的作用是從調(diào)幅波中取出低頻信號(hào)。它的工作過程正的有二極管和三極管。另外為了取出低頻有用信號(hào)，還必須使用濾波器濾除高(1)調(diào)頻電路能夠完成調(diào)頻功能的電路就叫調(diào)頻器或調(diào)頻電路。常用的調(diào)頻方法是直制信號(hào)直接改變載波振蕩器頻率的方法。圖8畫出了它(2)鑒頻電路一步先將等幅的調(diào)頻波變成幅度隨頻率變化的調(diào)頻般的檢波器檢出幅度變化，還原成低頻信號(hào)。常用的例鑒頻器等的用途和特點(diǎn)在電子電路中，電源、放大、振蕩和調(diào)制電路被稱為模擬電子電路，因電子電路。它加工和處理的對(duì)象是不連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字電子電路又可分門用來產(chǎn)生電脈沖和對(duì)電脈沖進(jìn)行放大、變換和整形的電路。家用電器中的定T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， 脈沖電路的另一個(gè)特點(diǎn)是一定有電容器(用電感較少)作關(guān)鍵元件，脈生脈沖的多諧振蕩器脈沖有各種各樣的用途，有對(duì)電路起開關(guān)作用的控制脈沖，有起統(tǒng)帥全不管是什么脈沖，都是由脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的，而且大多是短形脈沖或以矩叫自激多諧振蕩器或簡(jiǎn)稱多諧振蕩器。如果用門來作比喻，多諧振蕩器輸出端(1)集基耦合多諧振蕩器態(tài)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)狀態(tài)，形成自激振蕩。(3)RC環(huán)形振蕩器(3)限幅器電路脈沖在工作中有時(shí)需要變換波形或幅度，如把矩形脈沖變成三角波或尖(1)微分電路最常用的波形變換電路，它和放大電路中的RC輸出負(fù)向尖脈沖。這種尖脈沖常被用作觸發(fā)脈沖或計(jì)數(shù)脈(2)積分電路見圖6。當(dāng)輸入矩形脈沖時(shí)，由于電容器充放電很慢，輸出得到的是一串幅度用二極帶或三極管等非線性器件可組成各種限幅器，或是變換波形(如把輸入脈沖變成方波、梯形波、尖脈沖等)，或是對(duì)脈沖整形(如把輸入高低不平的脈沖系列削平成為整齊的脈沖系列等)。(4)箝位器D(1)集基耦合雙穩(wěn)電路觸發(fā)脈沖)，就會(huì)使VT1基極電位下降，由于正反饋的作用，使VT1很快從飽(2)觸發(fā)脈沖的觸發(fā)方式和極性因?yàn)橛兄绷饔|發(fā)(電位觸發(fā))和交流觸發(fā)(邊沿觸發(fā))的分別，所以觸發(fā)電路形和管還是截止管)上、哪個(gè)極上(基極還是集電極)而變化的。在實(shí)際應(yīng)用中，功能的單穩(wěn)電路個(gè)暫穩(wěn)態(tài)而沒有穩(wěn)態(tài)，雙穩(wěn)電路則有2個(gè)穩(wěn)態(tài)而沒有暫看成是一扇彈簧門，平時(shí)它總是關(guān)著的，(1)集基耦合單穩(wěn)電路以可以想象出它是半個(gè)無穩(wěn)電路和半個(gè)雙穩(wěn)電路湊合成的，它應(yīng)該有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。平時(shí)它總是一管(VT1)飽和，另一管(VT2)截止，這就是它的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)輸入一個(gè)觸發(fā)脈沖后，電路便翻轉(zhuǎn)態(tài)。(2)集成化單穩(wěn)電路Itt.7~1.3)RC。要點(diǎn)來它們還是各有特點(diǎn)的：無穩(wěn)和雙穩(wěn)電路雖然都有對(duì)稱形式，但無穩(wěn)電路是用電容耦合，雙穩(wěn)是用電阻直接耦合(有時(shí)并聯(lián)有加速電容，容量一般都很小)；而且雙穩(wěn)電路一般都有觸發(fā)電路(雙端或單端觸發(fā))；單穩(wěn)電路就很好認(rèn)，它字邏輯電路的用途和特點(diǎn)數(shù)字電子電路中的后起之秀是數(shù)字邏輯電路。把它叫做數(shù)字電路是因?yàn)?2)觸發(fā)器也不管它們使用多高電壓，是TTL電和1的數(shù)字組合內(nèi)的，所以只要電路它的電氣參數(shù)性能等問題。也因?yàn)檫@個(gè)原因，數(shù)字(1)門電路PA，它的功能是輸入有一個(gè)1時(shí)，輸出就是1。這種功能也PA＋B。門電路組合起來可以得到各種復(fù)合門電路，如與門加非門穩(wěn)電路，它的電路和功能都比門電路D一個(gè)輸入端D和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端CP，為了區(qū)別在CPD電平1，如果使RD=0(SD仍為1)，則觸發(fā)器被置成Q=0；如果使SD(RD=1)，則被置成Q=1。因此RD端稱為置0端，SD端稱為J－K觸發(fā)器的邏輯功能見圖3。有CP脈沖時(shí)(即CP=1)：J、CP了使圖更簡(jiǎn)潔，常常把RD和SD端省(1)編碼器圖4(a)是一個(gè)能把十進(jìn)制數(shù)變成二進(jìn)制碼的編碼器。一個(gè)十進(jìn)制當(dāng)10個(gè)輸入端，用按鍵控制，平時(shí)做在一個(gè)集成片內(nèi)，便得到集成化的10線4線編碼器，它的邏輯符號(hào)見圖4(b)。左側(cè)有10個(gè)輸入端，帶小圓圈表示要用低電平，下按從低到高排列。使用時(shí)可以直接選用。(2)譯碼器，用數(shù)碼管?，F(xiàn)以共陽極發(fā)光二極管(LED)七段數(shù)碼顯示管為例，見圖6。它有七段發(fā)光二極管，如每段都接 就在IB上加低電平0，(1)寄存器把二進(jìn)制數(shù)碼存貯起來的的部件叫數(shù)碼寄存器，簡(jiǎn)稱寄存器。圖7并一直保持到下一次輸入數(shù)據(jù)之前。要想取出這串?dāng)?shù)碼可以從觸發(fā)器的Q端取(2)移位寄存器的D端，然后把低位的Q端連到高一位的D2)分頻器分頻器(1)計(jì)數(shù)器能對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的部件叫計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器品種繁多，有作累加計(jì)數(shù)的P用的方法是用晶體振蕩器產(chǎn)生手表專用集成電路產(chǎn)品，見圖10。字邏輯電路讀圖要點(diǎn)和舉例數(shù)字邏輯電路的讀圖步驟和其它電路是相同的，只是在進(jìn)行電路分析時(shí)部被置零，進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。這時(shí)Q1~Q3均為1，搶答燈不亮；門1和門2競(jìng)賽開始，假定1號(hào)臺(tái)搶先按下SA1，觸發(fā)器C1翻轉(zhuǎn)成Q1=1、HL個(gè)點(diǎn)亮HL4，第4個(gè)CP又把觸發(fā)器C1~C4置成1000，又點(diǎn)亮HL1。集成時(shí)基電路的特點(diǎn)成電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)，圖1(a)是雙列直插型封裝，按輸入輸出的排列可畫成圖1(b)。其中66腳稱閥值端(TH)，是上比較器的輸入。2腳稱觸發(fā)端()，是下比較器，如圖2(a)。這個(gè)特殊的觸發(fā)器有兩個(gè)輸入端；閾值端(TH)可看成是置零端是置零端R，要求高電平；觸發(fā)端()可看成是置位端，低電平有效。它只有1個(gè)輸出端VO，VO可等效成觸發(fā)器的Q端。放電端(DIS)可DIS這個(gè)特殊的R－S觸發(fā)器有2個(gè)特點(diǎn)：(1)兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低：置零端平要求一高一低：置零端R即閾值端TH要求高電平，而置低端S即觸發(fā)端則則要求低電平。(2)兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平，也就是使它們翻轉(zhuǎn)的閾值電(()端來講，＞1/3VDD是高電平1，＜1/3VDD是低電平0。如果在控制端(VC)加上控路因此它的輸入端都帶有定時(shí)電阻和定時(shí)電(1)人工啟動(dòng)型單穩(wěn)T兩端接按鈕開關(guān)SB，就成為人工啟動(dòng)型555單穩(wěn)電路，見圖3(a)。①穩(wěn)態(tài)：接上電源后，電容CT很快充到VDD，從圖3(b)看(2)脈沖啟動(dòng)型單穩(wěn)負(fù)脈沖時(shí)才啟動(dòng)電路。用等效觸發(fā)器替代555電路后可畫成圖4(b)。這個(gè)電路利用放電端使定時(shí)電容能快速放電。下面分析它的R(1)R-S觸發(fā)器型雙穩(wěn)把555電路的6、2端作為兩個(gè)控制輸入求和閾值電壓都不同，見圖5(a)。有時(shí)可能只有一個(gè)控制端，這時(shí)另一個(gè)控制端要設(shè)法接死，根據(jù)電路要求可以把R端接到電源端，見圖5(b)，(2)施密特觸發(fā)器型雙穩(wěn)a見圖6(b)，所以被稱為施密特觸發(fā)器。從曲線看到，當(dāng)輸入Vi=0時(shí)輸o壓之間是一個(gè)回線形曲線。由于它的輸入有(1)直接反饋型555無穩(wěn)的回滯特性，在它的輸入端接電容C，再在輸圖7(a)。用等效觸發(fā)器替代555電路后可畫成圖7(b)?，F(xiàn)在來看時(shí)，觸