如何看懂电路图 工程.docx

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如何看懂电路图工程

如何看懂电路图工程

前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号，

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220伏市电变换成直流电，应该先把220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1。

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。

（1）半波整流

半波整流电路只需一个二极管，见图2（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

（2）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2（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。

（3）全波桥式整流

用4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2（c）。

负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。

（4）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2（d）是一个二倍压整流电路。

当U2为负半周时VD1导通，C1被充电，C1上最高电压可接近1.4U2；当U2正半周时VD2导通，C1上的电压和U2叠加在一起对C2充电，使C2上电压接近2.8U2，是C1上电压的2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。

（1）电容滤波

把电容器和负载并联，如图3（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。

（2）电感滤波

把电感和负载串联起来，如图3（b），也能滤除脉动电流中的交流成分。

（3）L、C滤波

用1个电感和1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3（c）。

用1个电感和2个电容的滤波电路因为象字母“π”，被称为π型，见图3（d），这是滤波效果较好的电路。

（4）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3（e）；π型，见图3（f）。

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220伏市电变换成直流电，应该先把220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1。

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。

（1）半波整流

半波整流电路只需一个二极管，见图2（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

（2）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2（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。

（3）全波桥式整流

用4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2（c）。

负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。

（4）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2（d）是一个二倍压整流电路。

当U2为负半周时VD1导通，C1被充电，C1上最高电压可接近1.4U2；当U2正半周时VD2导通，C1上的电压和U2叠加在一起对C2充电，使C2上电压接近2.8U2，是C1上电压的2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。

（1）电容滤波

把电容器和负载并联，如图3（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。

（2）电感滤波

把电感和负载串联起来，如图3（b），也能滤除脉动电流中的交流成分。

（3）L、C滤波

用1个电感和1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3（c）。

用1个电感和2个电容的滤波电路因为象字母“π”，被称为π型，见图3（d），这是滤波效果较好的电路。

（4）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3（e）；π型，见图3（f）。

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：

①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。

②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。

③一般低频放大器常用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。

④注意晶体管和电源的极性，放大器中常常使用双电源，这是放大电路的特殊性。

例1助听器电路

图14是一个助听器电路，实际上是一个4级低频放大器。

VT1、VT2之间和VT3、VT4之间采用直接耦合方式，VT2和VT3之间则用RC耦合。

为了改善音质，VT1和VT3的本级有并联电压负反馈（R2和R7）。

由于使用高阻抗的耳机，所以可以把耳机直接接在VT4的集电极回路内。

R6、C2是去耦电路，C6是电源滤波电容。

例2收音机低放电路

图15是普及型收音机的低放电路。

电路共3级，第1级（VT1）前置电压放大，第2级（VT2）是推动级，第3级（VT3、VT4）是推挽功放。

VT1和VT2之间采用直接耦合，VT2和VT3、VT4之间用输入变压器（T1）耦合并完成倒相，最后用输出变压器（T2）输出，使用低阻扬声器。

此外，VT1本级有并联电压负反馈（R1），T2次级经R3送回到VT2有串联电压负反馈。

电路中C2的作用是增强高音区的负反馈，减弱高音以增强低音。

R4、C4为去耦电路，C3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___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___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___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___予以放大使输出___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___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f0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（20赫以下）、低频（20赫～200千赫）、高频（200千赫～30兆赫）和超高频（10兆赫～350兆赫）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3种。

（1）变压器反馈LC振荡电路

图1（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___。

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f0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L1、L2的耦合又送回到晶体管V的基极。

从图1（b）看到，只要接法没有错误，这个反馈___电压是和输入___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：

f0=1／2πLC。

常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波___。

（2）电感三点式振荡电路

图2（a）是另一种常用的电感三点式振荡电路。

图中电感L1、L2和电容C组成起选频作用的谐振电路。

从L2上取出反馈电压加到晶体管VT的基极。

从图2（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3个极是分别接在电感的3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：

f0=1/2πLC，其中L=L1＋L2＋2M。

常用于产生几十兆赫以下的正弦波___。

（3）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3（a）。

图中电感L和电容C1、C2组成起选频作用的谐振电路，从电容C2上取出反馈电压加到晶体管VT的基极。

从图3（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3个极分别接在电容C1、C2的3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100兆赫以上，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：

f0=1/2πLC，其中C=C1C2C1+C2。

上面3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。

（1）RC相移振荡电路

图4（a）是RC相移振荡电路。

电路中的3节RC网络同时起到选频和正反馈的作用。

从图4（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180°。

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f0的电压产生180°的相移，所以只有频率为f0的___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3节RC网络的参数相同时：

f0=12π6RC。

频率一般为几十千赫。

（2）RC桥式振荡电路

图5（a）是一种常见的RC桥式振荡电路。

图中左侧的R1C1和R2C2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f0的___电压没有相移（相移为0°），其它频率的电压都有大小不等的相移。

由于放大器有2级，从V2输出端取出的反馈电压Uf是和放大器输入电压同相的（2级相移360°=0°）。

因此反馈电压经选频网络送回到VT1的输入端时，只有某个特定频率为f0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RE1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5（b）的等效电路看到，这个振荡电路是一个桥形电路。

R1C1、R2C2、Rt和RE1分别是电桥的4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R1=R2=R、C1=C2=C时f0=12πRC。

它的频率范围从1赫～1兆赫。

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___加到高频___上发射出去的。

在接收机中还原的过程叫解调。

其中低频___叫做调制___，高频___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。

（1）调幅电路

调幅是使载波___的幅度随着调制___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3种。

下面举集电极调幅电路为例。

图6是集电极调幅电路，由高频载波振荡器产生的等幅载波经T1加到晶体管基极。

低频调制___则通过T3耦合到集电极中。

C1、C2、C3是高频旁路电容，R1、R2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2个___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T2的次级就可得到调幅波输出。

（2）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___。

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___，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7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___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C0的隔直流作用，在输出端就可得到还原的低频___。

调频和鉴频电路

调频是使载波频率随调制___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___，它的过程和调频正好相反。

（1）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___直接改变载波振荡器频率的方法。

图8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___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。

（2）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___。

常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器等

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___和处理的是连续变化的模拟___。

电子电路中另一大类电路的数字电子电路。

它___和处理的对象是不连续变化的数字___。

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___。

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、___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=1／2T，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2AK、2CK、

DK、3AK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1）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Rb2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，Rb2是接到一个负电源上的，而且Rb1和Rb2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___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___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，

（1）集基耦合多谐振荡器

图2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Rb1=Rb2=R，Cb1=Cb2=C时，输出是幅度接近E的方波，脉冲周期T=1.4RC。

如果两边不对称，则输出是矩形脉冲

（3）RC环形振荡器

图4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=2.2RC。

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。

（1）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5。

当电路时间常数τ=RC<

（2）积分电路

把图5中的R和C互换，并使τ=RC>>tk，电路就成为积分电路，见图6。

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。

（3）限幅器

能限制脉冲幅值的电路称为限幅器或削波器。

图7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）。

（4）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___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8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12伏，现在增加了箝位二极管，输出脉冲高电平被箝制在3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