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一張電路圖通常有幾十乃至幾百個(gè)元器件,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, 怎樣才能讀懂它。其實(shí)電子電路本身有很強(qiáng)的規(guī)律性,不管多復(fù)雜的電路,經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn),它是由少數(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,可是在孩子們手中卻可以搭成幾十乃至幾百種平面圖形或立體模型。同樣道理,再?gòu)?fù)雜的電路,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有幾百種。下面我們選最常用的基本單元電路來介紹。讓我們從電源電路開始。
1、電源電路讀圖要點(diǎn):
電源電路是電子電路中比較簡(jiǎn)單然而卻是應(yīng)用最廣的電路。拿到一張電源電路圖時(shí),應(yīng)該:
① 先按“整流 — 濾波 — 穩(wěn)壓”的次序把整個(gè)電源電路分解開來,逐級(jí)細(xì)細(xì)分析。
② 逐級(jí)分析時(shí)要分清主電路和輔助電路、主要元件和次要元件,弄清它們的作用和參數(shù)要求等。例如開關(guān)穩(wěn)壓電源中,電感電容和續(xù)流二極管就是它的關(guān)鍵元件。
③ 因?yàn)榫w管有 NPN 和 PNP 型兩類,某些集成電路要求雙電源供電,所以一個(gè)電源電路往往包括有不同極性不同電壓值和好幾組輸出。讀圖時(shí)必須分清各組輸出電壓的數(shù)值和極性。在組裝和維 修時(shí)也要仔細(xì)分清晶體管和電解電容的極性,防止出錯(cuò)。
④ 熟悉某些習(xí)慣畫法和簡(jiǎn)化畫法。 ⑤ 最后把整個(gè)電源電路從前到后全面綜合貫通起來。這張電源電路圖也就讀懂了。
電源電路讀圖舉例:
例子:實(shí)用穩(wěn)壓電源
下圖是一個(gè)實(shí)用的穩(wěn)壓電源。輸出電壓 3 ~ 9 伏可調(diào),輸出電流最大 100 毫安。這個(gè)電路就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意的是 :① 整流橋的畫法和圖 2 ( c )不同,實(shí)際上它就是橋式整流電路。 ② 這個(gè)電路使用 PNP 型鍺管,所以輸出是負(fù)電壓,正極接地。 ③ 用兩個(gè)普通二極管代替穩(wěn)壓管。任何二極管的正向壓降都是基本不變的,因此可用二極管代替穩(wěn)壓管。 2AP 型二極管的正向壓降約是 0.3 伏, 2CP 型約是 0.7 伏, 2CZ 型約是 1 伏。圖中用了兩個(gè) 2CZ 二極管作基準(zhǔn)電壓。 ④ 取樣電阻是一個(gè)電位器,所以輸出電壓是可調(diào)的。
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2、放大電路讀圖要點(diǎn)及舉例
放大電路是電子電路中變化較多和較復(fù)雜的電路。在拿到一張放大電路圖時(shí),首先要把它逐級(jí)分解開,然后一級(jí)一級(jí)分析弄懂它的原理,最后再全面綜合。讀圖時(shí)要 注意:
① 在逐級(jí)分析時(shí)要區(qū)分開主要元器件和輔助元器件。放大器中使用的輔助元器件很多,如偏置電路中的溫度補(bǔ)償元件,穩(wěn)壓穩(wěn)流元器件,防止自激振蕩的防振元件、去 耦元件,保護(hù)電路中的保護(hù)元件等。
② 在分析中最主要和困難的是反饋的分析,要能找出反饋通路,判斷反饋的極性和類型,特別是多級(jí)放大器,往往以后級(jí)將負(fù)反饋加到前級(jí),因此更要細(xì)致分析。
③ 一般低頻放大器常用 RC 耦合方式;高頻放大器則常常是和 LC 調(diào)諧電路有關(guān)的,或是用單調(diào)諧或是用雙調(diào)諧電路,而且電路里使用的電容器容量一般也比較小。
④ 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性。
放大電路讀圖舉例:
例 1 助聽器電路
下圖是一個(gè)助聽器電路,實(shí)際上是一個(gè) 4 級(jí)低頻放大器。 VT1 、 VT2 之間和 VT3 、 VT4 之間采用直接耦合方式, VT2 和 VT3 之間則用 RC 耦合。為了改善音質(zhì), VT1 和 VT3 的本級(jí)有并聯(lián)電壓負(fù)反饋( R2 和 R7 )。由于使用高阻抗的耳機(jī),所以可以把耳機(jī)直接接在 VT4 的集電極回路內(nèi)。 R6 、 C2 是去耦電路, C6 是電源濾波電容。
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3、脈沖電路的讀圖要點(diǎn):
① 脈沖電路的特點(diǎn)是工作在開關(guān)狀態(tài),它的輸入輸出都是脈沖,因此分析時(shí)要抓住關(guān)鍵,把主次電路區(qū)分開,先認(rèn)定主電路的功能,再分析輔助電路的作用。
② 從電路結(jié)構(gòu)上抓關(guān)鍵找異同。前面介紹了集基耦合方式的三種基本單元電路,它們都由雙管反相器構(gòu)成正反饋電路,這是它們的相同點(diǎn)。但細(xì)分析起來它們還是各有 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),它是不對(duì)稱的,兼有雙穩(wěn)和單穩(wěn)的形式。這樣一分析,三種電路就很好區(qū)別了。
③ 脈沖電路中,脈沖的生成、變換和整形都和電容器的充、放電有關(guān),電路的時(shí)間常數(shù)即 R 和 C 的數(shù)值對(duì)確定電路的性質(zhì)有極重要的意義,這一點(diǎn)尤為重要。
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4、數(shù)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)處處要用邏輯分析的方法。讀圖時(shí)要:
① 先大致了解電路的用途和性能。
② 找出輸入端、輸出端和關(guān)鍵部件,區(qū)分開各種信號(hào)并弄清信號(hào)的流向。
③ 逐級(jí)分析輸出與輸入的邏輯關(guān)系,了解各部分的邏輯功能。 ④ 最后統(tǒng)觀全局得出分析結(jié)果。
舉例:三路搶答器
下圖是智力競(jìng)賽用的三路搶答器電路。裁判按下開關(guān) SA4 ,觸發(fā)器全部被置零,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 輸出為 0 ,門 3 和門 4 組成的音頻振蕩器不振蕩,揚(yáng)聲器無聲。
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5、 555 電路讀圖要點(diǎn)及舉例
555 集成電路經(jīng)多年的開發(fā),實(shí)用電路多達(dá)幾十種,幾乎遍及各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。但對(duì)初學(xué)者來講,常見的電路也不過是上述幾種,因此在讀圖時(shí),只要抓住關(guān)鍵,識(shí)別它們是不難的。
從電路結(jié)構(gòu)上分析,三類 555 電路的區(qū)別或者說它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要在輸入端。因此當(dāng)我們拿到一張 555 電路圖時(shí),在大致了解電路的用途之后,先看一下電路是 CMOS 型還是雙極型,再看復(fù)位端( )和控制電壓端( V c )的接法,如果復(fù)位端( )是接高電平、控制電壓端( V c )是接一個(gè)抗干擾電容的那就可以按以下的次序先從輸入端開始進(jìn)行分析:
( 1 ) 6 、 2 端是分開的
①7 端懸空不用的一定是雙穩(wěn)電路。如有兩個(gè)輸入的則是雙限比較器;如只有一個(gè)輸入的則是單端比較器。這類電路一般都是作電子開關(guān)、控制和檢測(cè)電路的用途。
②7 、 6 端短接并接有電阻電容、取 2 端作輸入的一定是單穩(wěn)電路。它的輸入可以用開關(guān)人工啟動(dòng),也可以用輸入脈沖啟動(dòng),甚至為了取得較好的啟動(dòng)效果在輸入端帶有 RC 微分電路。這類電路一般用作定時(shí)延時(shí)控制和檢測(cè)的用途。
( 2 ) 6 、 2 端短接的
① 輸入沒有電容的是施密特觸發(fā)器電路。這類電路常用作電子開關(guān)、告警、檢測(cè)和整形的用途。
② 輸入端有電阻電容而 7 端懸空的,這時(shí)要看電阻電容的接法:( a ) R 和 C 串聯(lián)接在電源和地之間的是單穩(wěn)電路, R 和 C 就是它的定時(shí)電阻和定時(shí)電容。( b ) R 在上 C 在下, R 的一端接在 V 0 端上的是直接反饋型無穩(wěn)電路,這時(shí) R 和 C 就是決定振蕩頻率的元件。
③7 端也接在輸入端,成“ R A - 7 - R B - 6 、 2—C ”的形式的就是最常用的無穩(wěn)電路。這時(shí) R A 和 R B 及 C 就是決定振蕩頻率的元件。這類電路可以有很多種變型:如省去 R A ,把 7 端接在 V 0 上;或者在 R B 兩端并聯(lián)二極管 VD 以獲得方波輸出,或者用電阻和電位器組成 R A 和 R B ,而且在 R A 和 R B 兩端并聯(lián)有二極管以獲得占空比可調(diào)的脈沖波等等。這類電路是用途最廣的,常用于脈沖振蕩、音響告警、家電控制、電子玩具、醫(yī)療電器以及電源變換等用途。
( 3 )如果控制電壓( V c )端接有直流電壓,則只是改變了上下兩個(gè)閥值電壓的數(shù)值,其它分析方法仍和上面的相同。
只要按上述步驟細(xì)心分析核對(duì),一定能很快地識(shí)別 555 電路的類別和了解它的工作原理。下面的問題就比較好辦了,例如定時(shí)時(shí)間、振蕩頻率等都可以按給出的公式進(jìn)行估算。
例 相片曝光定時(shí)器
下圖是用 555 電路制成的相片曝光定時(shí)器。從圖看到,輸入端 6 、 2 并接在 RC 串聯(lián)電路中,所以這是一個(gè)單穩(wěn)電路, R1 和 RP 是定時(shí)電阻, C1 是定時(shí)電容。
電路在通電后, C1 上電壓被充到 6 伏,輸出 V 0 =0 ,繼電器 KA 不吸動(dòng),常開接點(diǎn)是打開的,曝光燈 HL 不亮。這是它的穩(wěn)態(tài)。 按下 SB 后, C1 快速放電到零,輸出 V 0 =1 ,繼電器 KA 吸動(dòng),點(diǎn)亮曝光燈 HL ,暫穩(wěn)態(tài)開始。 SB 放開后電源向 C1 充電,當(dāng) C1 上電壓升到 4 伏時(shí),暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束,定時(shí)時(shí)間到,電路恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。輸出翻轉(zhuǎn)成 V 0 =0 ,繼電器 KA 釋放,曝光燈熄滅。電路定時(shí)時(shí)間是可調(diào)的,大約是 1 秒~ 2 分鐘。
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