学电子必须会看懂的电子电路.docx

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学电子必须会看懂的电子电路

学电子必须会看懂的电子电路

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，形式千变万化，初学者往往不明白该从什么地点开始，如何样才能读明白它。

事实上电子电路本身有专门强的规律性，不管多复杂的电路，通过分析能够发觉，它是由少数几个单元电路组成的。

仿佛小孩们玩的积木，尽管只有十来种或二三十种块块，但是在小孩们手中却能够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，通过分析就可发觉，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差不多单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看明白一样的电路图应该是不难的。

按单元电路的功能能够把它们分成假设干类，每一类又有好多种，全部单元电路大致总有几百种。

下面我们选最常用的差不多单元电路来介绍。

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〔蓄电池那么要经常充电〕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样是低压直流电，因此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专门高，因此有时还需要再增加一个稳压电路。

因此整流电源的组成一样有四大部分，见图。

其中变压电路事实上确实是一个铁芯变压器，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〔〕。

在交流电正半周时导通，负半周时截止，负载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〔〕。

负载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能够使用只有单个次级线圈的变压器，见图〔〕。

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能够获得较高的直流电压。

图〔〕是一个二倍压整流电路。

当为负半周时导通，被充电，上最高电压可接近；当正半周时导通，上的电压和叠加在一起对充电，使上电压接近，是上电压的倍，因此叫倍压整流电路。

三、滤波电路

整流后得到的是脉动直流电，假如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〔〕，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〔〕，也能滤除脉动电流中的交流成分。

   〔〕、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〝〞，被称为型，见图〔〕。

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〔〕，这是滤波成效较好的电路。

   〔〕滤波

   电感器的成本高、体积大，因此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滤波电路。

同样，它也有型，见图〔〕；π型，见图〔〕。

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〔〕。

图中是限流电阻。

那个电路的输出电流专门小，它的输出电压等于稳压管的稳固电压值。

   （〕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〔〕、〔〕。

它是从取样电路〔、〕中检测出输出电压的变动，与基准电压〔〕比较并经放大器〔〕放大后加到调整管〔〕上，使调整管两端的电压随着变化。

假如输出电压下降，就使调整管管压降也降低，因此输出电压被提升；假如输出电压上升，就使调整管管压降也上升，因此输出电压被压低，结果就使输出电压差不多不变。

在那个电路的基础上进展成专门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爱护电路等。

   〔〕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，本身功耗专门小，因此有效率高、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专门多种。

它的差不多原理框图见图〔〕。

图中电感和电容是储能和滤波元件，二极管是调整管在关断状态时为、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专门高，一样为几～几十千赫，因此电感器的体积不专门大，输出电压中的高次谐波也不多。

   它的差不多工作原理是:

从取样电路〔、〕中检测出取样电压经比较放大后去操纵一个矩形波发生器。

矩形波发生器的输出脉冲是操纵调整管〔〕的导通和截止时刻的。

假如输出电压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，因此调整管导通时刻增大，使、储能电路得到更多的能量，结果是使输出电压被提升，达到了稳固输出电压的目的。

   〔〕集成化稳压电路

   近年来已有大量集成稳压器产品问世，品种专门多，结构也各不相同。

目前用得较多的有三端集成稳压器，有输出正电压的系列和输出负电压的系列等产品。

输出电流从0.1A～3A，输出电压有、、、、、、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爱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，一样不需调试。

   图〔〕是一个三端稳压器电路。

图中是主滤波电容，、是排除寄生振荡的电容是为防止输入短路烧坏集成块而使用的爱护二极管。

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：

①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。

②逐级分析时要分清主电路和辅助电路、要紧元件和次要元件，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确实是它的关键元件。

③因为晶体管有和型两类，某些集成电路要求双电源供电，因此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认真分清晶体管和电解电容的极性，防止出错。

④熟悉某些适应画法和简化画法。

⑤最后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明白了。

   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，因此是保温或低温状态。

开关扳到〝”的位置，伏市电直截了当接到电热毯上，因此是高温档。

   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。

伏交流通过四倍压整流后输出电压可达伏，把那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躯体放电把蝇击毙。

苍蝇尸体落下后，电容器又被充电，电网又复原高压。

那个高压电网电流专门小，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，就能够诱杀蚊虫和有害昆虫。

   例有用稳压电源

   图是一个有用的稳压电源。

输出电压～伏可调，输出电流最大毫安。

那个电路确实是串联型稳压电源电路。

要注意的是:

①整流桥的画法和图〔〕不同，实际上它确实是桥式整流电路。

②那个电路使用型锗管，因此输出是负电压，正极接地。

③用两个一般二极管代替稳压管。

任何二极管的正向压降差不多上差不多不变的，因此可用二极管代替稳压管。

型二极管的正向压降约是伏，型约是伏，型约是伏。

图中用了两个二极管作基准电压。

④取样电阻是一个电位器，因此输出电压是可调的。

能够把柔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确实是一个放大器。

    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专门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。

   读放大电路图时也依旧按照〝逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合〞的原那么和步骤进行。

第一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，因此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，因此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能够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专门强的电流的放大器。

   〔〕共发射极放大电路

   图〔〕是共发射极放大电路。

是输入电容，是输出电容，三极管确实是起放大作用的器件，是基极偏置电阻是集电极负载电阻。

、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〔〕，动态时交流通路见图〔〕。

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，性能不够稳固，可用于一样场合。

   〔〕分压式偏置共发射极放大电路

   图比图多用个元件。

基极电压是由和分压取得的，因此称为分压偏置。

发射极中增加电阻和电容，称交流旁路电容，对交流是短路的；那么有直流负反馈作用。

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。

假如送回部分和原先的输入部分是相减的，确实是负反馈。

图中基极真正的输入电压是上电压和上电压的差值，因此是负反馈。

由于采取了上面两个措施，使电路工作稳固性能提高，是应用最广的放大电路。

〔〕射极输出器

   图〔〕是一个射极输出器。

它的输出电压是从射极输出的。

图〔〕是它的交流通路图，能够看到它是共集电极放大电路。

   那个图中，晶体管真正的输入是和的差值，因此这是一个交流负反馈专门深的电路。

由于专门深的负反馈，那个电路的特点是：

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，工作稳固。

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：

①耦合，见图〔〕。

优点是简单、成本低。

但性能不是最正确。

②变压器耦合，见图〔〕。

优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高，但变压器制作比较苦恼。

③直截了当耦合，见图〔〕。

优点是频带宽，可作直流放大器使用，但前后级工作有牵制，稳固性差，设计制作较苦恼。

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确实是功率放大器。

   〔〕甲类单管功率放大器

   图是单管功率放大器，是输入电容，是输出变压器。

它的集电极负载电阻′是将负载电阻通过变压器匝数比折算过来的：

   ′〔〕

   负载电阻是低阻抗的扬声器，用变压器能够起阻抗变换作用，使负载得到较大的功率。

   那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。

这种电路一样用在功率不太大的场合，它的输入方式能够是变压器耦合也能够是耦合。

〔〕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，正半周时导通截止，负半周时导通截止。

两个管子交替显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，一样可达％。

   〔〕功率放大器

   目前广泛应用的无变压器乙类推挽放大器，简称电路，是一种性能专门好的功率放大器。

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电路，如图。

   那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，、流过的电流专门小，电容上充有对地为的直流电压。

在有输入信号时，正半周时导通，截止，集电极电流方向如下图，负载上得到放大了的正半周输出信号。

负半周时截止，导通，集电极电流的方向如下图，上得到放大了的负半周输出信号。

那个电路的关键元件是电容器，它上面的电压就相当于的供电电压。

   以那个电路为基础，还有用三极管倒相的不用输入变压器的真正电路，用管和管组成的互补对称式电路，以及最新的桥接推挽功率放大器，简称电路等等。

直流放大器

   能够放大直流信号或变化专门缓慢的信号的电路称为直流放大电路或直流放大器。

测量和操纵方面常用到这种放大器。

   〔〕双管直耦放大器

   直流放大器不能用耦合或变压器耦合，只能用直截了当耦合方式。

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，电路中在的发射极加电阻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，由于工作点不稳固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。

因此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

   解决零点漂移的方法是采纳差分放大器，图是应用较广的射极耦合差分放大器。

它使用双电源，其中和的特性相同，两组电阻数值也相同，有负反馈作用。

实际上这是一个桥形电路，两个和两个管子是四个桥臂，输出电压从电桥的对角线上取出。

没有输入信号时，因为和两管特性相同，因此电桥是平稳的，输出是零。

由因此接成桥形，零点漂移也专门小。

   差分放大器有良好的稳固性，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运算机中做加法器、乘法器用的，因此叫做运算放大器。

它有十多个引脚，一样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。

   集成运算放大器能够完成加、减、乘、除、微分、积分等多种模拟运算，也能够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

   也能够使输入信号从反相输入端接入，如图。

如对电路要求不高，能够不用调零，这时能够把个调零端短路。

   输入信号从耦合电容经接入反相输入端，而同相输入端通过电阻接地。

反相输入接法的电压放大倍数能够大于、等于或小于。

   〔〕同相输出高输入阻抗运放电路

   图中没有接入，相当于阻值无穷大，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，第一要把它逐级分解开，然后一级一级分析弄明白它的原理，最后再全面综合。

读图时要注意：

①在逐级分析时要区分开要紧元器件和辅助元器件。

放大器中使用的辅助元器件专门多，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，爱护电路中的爱护元件等。

②在分析中最要紧和困难的是反馈的分析，要能找出反馈通路，判定反馈的极性和类型，专门是多级放大器，往往以后级将负反馈加到前级，因此更要细致分析。

③一样低频放大器常用耦合方式；高频放大器那么常常是和调谐电路有关的，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样也比较小。

④注意晶体管和电源的极性，放大器中常常使用双电源，这是放大电路的专门性。

   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。

、之间和、之间采纳直截了当耦合方式，和之间那么用耦合。

为了改善音质，和的本级有并联电压负反馈〔和〕。

由于使用高阻抗的耳机，因此能够把耳机直截了当接在的集电极回路内。

、是去耦电路，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〔〕前置电压放大，第级〔〕是推动级，第级〔、〕是推挽功放。

和之间采纳直截了当耦合，和、之间用输入变压器〔〕耦合并完成倒相，最后用输出变压器〔〕输出，使用低阻扬声器。

此外，本级有并联电压负反馈〔〕，次级经送回到有串联电压负反馈。

电路中的作用是增强高音区的负反馈，减弱高音以增强低音。

、为去耦电路，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，只有如此才能使振荡坚持下去。

选频网络那么只承诺某个特定频率能通过，使振荡器产生单一频率的输出。

   振荡器能不能振荡起来并坚持稳固的输出是由以下两个条件决定的；一个是反馈电压和输入电压要相等，这是振幅平稳条件。

二是和必须相位相同，这是相位平稳条件，也确实是说必须保证是正反馈。

一样情形下，振幅平稳条件往往容易做到，因此在判定一个振荡电路能否振荡，要紧是看它的相位平稳条件是否成立。

   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能够分成振荡器、振荡器和石英晶体振荡器三种。

石英晶体振荡器有专门高的频率稳固度，只在要求专门高的场合使用。

在一样家用电器中，大量使用着各种振荡器和振荡器。

   振荡器

    振荡器的选频网络是谐振电路。

它们的振荡频率都比较高，常见电路有种。

   〔〕变压器反馈振荡电路

   图〔〕是变压器反馈振荡电路。

晶体管是共发射极放大器。

变压器的初级是起选频作用的谐振电路，变压器的次级向放大器输入提供正反馈信号。

接通电源时，回路中显现柔弱的瞬变电流，然而只有频率和回路谐振频率相同的电流才能在回路两端产生较高的电压，那个电压通过变压器初次级、的耦合又送回到晶体管的基极。

从图〔〕看到，只要接法没有错误，那个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的，也确实是说，它是正反馈。

因此电路的振荡迅速加强并最后稳固下来。

   变压器反馈振荡电路的特点是：

频率范畴宽、容易起振，但频率稳固度不高。

它的振荡频率是：

／π。

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

   图〔〕是另一种常用的电感三点式振荡电路。

图中电感、和电容组成起选频作用的谐振电路。

从上取出反馈电压加到晶体管的基极。

从图〔〕看到，晶体管的输入电压和反馈电压是同相的，满足相位平稳条件的，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：

频率范畴宽、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：

π，其中＋＋2M。

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

   还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路，见图〔〕。

图中电感和电容、组成起选频作用的谐振电路，从电容上取出反馈电压加到晶体管的基极。

从图〔〕看到，晶体管的输入电压和反馈电压同相，满足相位平稳条件，因此电路能起振。

由于电路中晶体管的个极分别接在电容、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：

频率稳固度较高，输出波形好，频率能够高达兆赫以上，但频率调剂范畴较小，因此适合于作固定频率的振荡器。

它的振荡频率是：

π，其中。

   上面种振荡电路中的放大器差不多上用的共发射极电路。

共发射极接法的振荡器增益较高，容易起振。

也能够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，而且频率稳固性好。

   振荡器

    振荡器的选频网络是电路，它们的振荡频率比较低。

常用的电路有两种。

   〔〕相移振荡电路

   图〔〕是相移振荡电路。

电路中的节网络同时起到选频和正反馈的作用。

从图〔〕的交流等效电路看到：

因为是单级共发射极放大电路，晶体管的输出电压与输出电压在相位上是相差°。

当输出电压通过网络后，变成反馈电压又送到输入端时，由于网络只对某个特定频率的电压产生°的相移，因此只有频率为的信号电压才是正反馈而使电路起振。

可见网络既是选频网络，又是正反馈电路的一部分。

   相移振荡电路的特点是：

电路简单、经济，但稳固性不高，而且调剂不方便。

一样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：

当节网络的参数相同时：

π。

频率一样为几十千赫。

   〔〕桥式振荡电路

   图〔〕是一种常见的桥式振荡电路。

图中左侧的1C和2C串并联电路确实是它的选频网络。

那个选频网络又是正反馈电路的一部分。

那个