對模擬電路的掌握分為三個層次。
初級層次是熟練記住這二十個電路,清楚這二十個電路的作用。只要是電子愛好者,只要是學習自動化、電子等電控類專業的人士都應該且能夠記住這二十個基本模擬電路。
中級層次是能分析這二十個電路中的關鍵元器件的作用,每個元器件出現故障時電路的功能受到什么影響,測量時參數的變化規律,掌握對故障元器件的處理方法;定性分析電路信號的流向,相位變化;定性分析信號波形的變化過程;定性了解電路輸入輸出阻抗的大小,信號與阻抗的關系。有了這些電路知識,您極有可能成長為電子產品和工業控制設備的出色的維修維護技師。
高級層次是能定量計算這二十個電路的輸入輸出阻抗、輸出信號與輸入信號的比值、電路中信號電流或電壓與電路參數的關系、電路中信號的幅度與頻率關系特性、相位與頻率關系特性、電路中元器件參數的選擇等。達到高級層次后,只要您愿意,受人尊敬的高薪職業--電子產品和工業控制設備的開發設計工程師將是您的首選職業。
一、橋式整流電路
1、二極管的單向導電性:
伏安特性曲線:
理想開關模型和恒壓降模型:
2、橋式整流電流流向過程:
輸入輸出波形:
3、計算:Vo, Io,二極管反向電壓。
1、電源濾波的過程分析:
波形形成過程:
2、計算:
濾波電容的容量和耐壓值選擇。
三、信號濾波器
1、信號濾波器的作用:與電源濾波器的區別和相同點:
2、LC 串聯和并聯電路的阻抗計算,幅頻關系和相頻關系曲線。
3、畫出通頻帶曲線。計算諧振頻率。
四、微分和積分電路
1、電路的作用,與濾波器的區別和相同點。
2、微分和積分電路電壓變化過程分析,畫出電壓變化波形圖。
3、計算:時間常數,電壓變化方程,電阻和電容參數的選擇。
五、共射極放大電路
1、三極管的結構、三極管各極電流關系、特性曲線、放大條件。
2、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數、輸入和輸出的信號電壓相位關系、交流和直流等效電路圖。
3、靜態工作點的計算、電壓放大倍數的計算。
六、分壓偏置式共射極放大電路
1、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數、輸入和輸出的信號電壓相位關系、交流和直流等效電路圖。
2、電流串聯負反饋過程的分析,負反饋對電路參數的影響。
3、靜態工作點的計算、電壓放大倍數的計算。
4、受控源等效電路分析。
七、共集電極放大電路(射極跟隨器)
1、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數、輸入和輸出的信號電壓相位關系、交流和直流等效電路圖。電路的輸入和輸出阻抗特點。
2、電流串聯負反饋過程的分析,負反饋對電路參數的影響。
3、靜態工作點的計算、電壓放大倍數的計算。
八、電路反饋框圖
1、反饋的概念,正負反饋及其判斷方法、并聯反饋和串聯反饋及判斷方法、電流反饋和電壓反饋及其判斷方法。
2、帶負反饋電路的放大增益。
3、負反饋對電路的放大增益、通頻帶、增益的穩定性、失真、輸入和輸出電阻的影響。
九、二極管穩壓電路
1、穩壓二極管的特性曲線。
2、穩壓二極管應用注意事項。
3、穩壓過程分析。
十、串聯穩壓電源
1、串聯穩壓電源的組成框圖。
2、每個元器件的作用;穩壓過程分析。
3、輸出電壓計算。
十一、差分放大電路
1、電路各元器件的作用,電路的用途、電路的特點。
2、電路的工作原理分析。如何放大差模信號而抑制共模信號。
3、電路的單端輸入和雙端輸入,單端輸出和雙端輸出工作方式。
十二、場效應管放大電路
1、場效應管的分類,特點,結構,轉移特性和輸出特性曲線。
2、場效應放大電路的特點。
3、場效應放大電路的應用場合。
十三、選頻(帶通)放大電路
1、每個元器件的作用:
選頻放大電路的特點:
電路的作用:
2、特征頻率的計算:
選頻元件參數的選擇:
3、幅頻特性曲線:
十四、運算放大電路
1、理想運算放大器的概念:
運放的輸入端虛擬短路:
運放的輸入端的虛擬斷路:
2、反相輸入方式的運放電路的主要用途:
輸入電壓與輸出電壓信號的相位關系是:
3、同相輸入方式下的增益表達式分別是:
輸入阻抗分別是:
輸出阻抗分別是:
十五、差分輸入運算放大電路
1、差分輸入運算放大電路的的特點:
用途:
2、輸出信號電壓與輸入信號電壓的關系式:
十六、電壓比較電路
1、電壓比較器的作用:
工作過程是:
2、比較器的輸入-輸出特性曲線圖:
3、如何構成遲滯比較器:
十七、RC振蕩電路
1、振蕩電路的組成:
振蕩電路的作用:
振蕩電路起振的相位條件:
振蕩電路起振和平衡幅度條件:
2、RC 電路阻抗與頻率的關系曲線:
相位與頻率的關系曲線:
3、RC 振蕩電路的相位條件分析:
振蕩頻率:
如何選擇元器件:
十八、LC振蕩電路
1、振蕩相位條件分析:
2、直流等效電路圖和交流等效電路圖:
3、振蕩頻率計算:
十九、石英晶體振蕩電路
1、石英晶體的特點:
石英晶體的等效電路:
石英晶體的特性曲線:
2、石英體振動器的特點:
3、石英晶體振動器的振蕩頻率:
二十、功率放大電路
1、乙類功率放大器的工作過程:
交越失真:
2、復合三極管的復合規則:
3、甲乙類功率放大器的工作原理分析:
自舉過程分析:
甲類功率放大器的特點:
甲乙類功率放大器的特點:
附錄一、穩壓電源制作電路
一、技術說明:輸入交流電壓220vV 0.5A。
輸出電壓5V 和連續可調電壓1.5V~30V/1.5A 兩組直流。
二、制作說明:
1、成品用金屬盒或者塑料盒包裝成產品。
2、電壓表V、電流表A 和調節電壓用的電位器Rw 安裝在包裝盒的面板上。
3、電源變壓器固定在包裝盒的底座上,電路板固定在包裝盒的底座上。
4、電壓調節的三端穩壓集成塊7805 和317 加裝散熱器。
5、直流電源輸出導線長短不一。
說明:1、共陽極四位一體12引腳數碼管引腳號是:將數碼管的數字面朝向觀察者,左下角是第1腳,逆時針方向依次是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 腳。
2、如果是單個的數碼管或兩位一體的數碼管,先測出數字顯示段控制引腳和公共控制引腳,再將四個數碼管的相同的段控制引腳用導線并聯連接在一起后(每位數碼管共八段即八根連接導線),連接在電阻R5~R13 上,公共控制引腳分別連接到三極管Q1 到Q4 的發射極上。
3、用40 腳的集成塊插座焊接在電路板上,集成塊AT89C51 寫入程序后插入到集成塊插座上。
4、自己設計控制程序或用黃有全老師的程序。
5、時鐘控制輸出由繼電器執行,控制啟動時間到時,繼電器得電,開關k1 閉合去控制相應設備啟動;控制停止時間到時,繼電器斷電,開關k1 斷開去控制相應設備停止。具體控制對象由制作者確定,如電燈、電飯煲等等。
說明:本圖為數碼管是二位一體的共陰極時的電路圖。將每個二位一體的數碼管的16腳和11腳共四個引腳(對應四個數字的a 段)連接在一起后接到電阻R5 的右端。數碼管中數字的其余各段(b,c,d,e,f,g,dp)連接方法依此類推。其他注意事項見四位共陽極LED 的時鐘鬧鐘控制器制作的說明。
時鐘-鬧鐘-時間控制器 調節方法
一、功能: 時鐘顯示小時、分鐘;可調時鐘控制輸出;三次可調鬧鈴。
二、調節方法:各種參數調節設定方法:
第一步:按“功能”鍵,選擇功能1,進入調節狀態;
第二步:重復按“參數”鍵,選擇要調節的參數代碼(左第一、二位)從0 開始依次循環增加1、2、3、……E、F、10 再回到0。
第三步:按“增加”鍵或“減少”鍵,相應代碼項目(如代碼1 表示調節的對象是時鐘顯示的小時值)的參數值在其取值范圍內(例如顯示時間的小時取值范圍是00~23)循環增加或減少1。左邊一位或兩位顯示參數代碼,右邊三位或兩位顯示參數值。重復第二、三步,設置完所需參數。
第三步:按“功能”鍵,顯示代碼“0”結束調節參數狀態,進入時鐘鬧鐘控制器的正常使用狀態。
三、參數代碼及其取值范圍如下表。
說明:1、設定時鐘控制的小時起點為24,則關閉該路時鐘控制輸出。
2、設定鬧鈴的小時為24,則關閉該鬧鈴。
附錄三、廣告彩燈制作
說明:
1、每個8050 三極管可以驅動十二個到二十四個發光二極管。如果Q1、Q2 改成9013,則驅動的發光二極管數量減半。只有相同發光電壓(不同顏色的發光電壓一般不同)的發光二極管才可以并聯使用。可以將發光二極管接成需要的圖案,表達設計者的意圖。
2、彩燈閃爍的周期是:T=0.7×(R1+R3)×C2+0.7×(R2+R4)×C1 根據閃爍快慢要求選擇R1,R2,R3,R4,C1,C2 的參數。調節電位器R1、R2 的大小,可以改變閃爍速度。
3、電壓過高會燒壞發光二極管。工作電壓從3v 開始調大,當提供的電源電壓高于5v 后應當串入一個2.2~27 歐姆的電阻作為限流電阻,以免燒壞發光二極管。
附錄四:可控硅交流調壓器制作
可控硅是一種新型的半導體器件,它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、動作快以及使用方便等優點,目前交流調壓器多采用可控硅調壓器。這里介紹一臺電路簡單、裝置容易、控制方便的可控硅交流調壓器,這可用作家用電器的調壓裝置,進行控制。圖中RL 是負載(照明燈,電風扇、電熨斗等)這臺調壓器的輸出功率達100W,一般家用電器都能使用。
1、電路原理:電路圖如下
可控硅交流調壓器由可控整流電路和觸發電路兩部分組成,其電路原里圖如下圖所示。
從圖中可知,二極管D1—D4 組成橋式整流電路,雙基極二極管T1 構成張弛振蕩器作為可控硅的同步觸發電路。當調壓器接上市電后,220V 交流電通過負載電阻RL 經二極管D1—D4 整流,在可控硅SCR 的A、K 兩端形成一個脈動直流電壓,該電壓由電阻R1 降壓后作為觸發電路的直流電源。在交流電的正半周時,整流電壓通過R4、W1 對電容C 充電。當充電電壓Uc達到單結晶體管T1 管的峰值電壓Up 時,單結晶體管T1 由截止變為導通,于是電容C 通過T1 管的e、b1 結和R2 迅速放電,結果在R2 上獲得一個尖脈沖。這個脈沖作為控制信號送到可控硅SCR 的控制極, 使可控硅導通。可控硅導通后的管壓降很低,一般小于1V,所以張弛振蕩器停止工作。當交流電通過零點時,可控硅自關斷。當交流電在負半周時,電容C又從新充電……如此周而復始,便可調整負載RL 上的功率了。
2、元器件選擇
調壓器的調節電位器選用阻值為470KΩ 的WH114-1 型合成碳膜電位器,這種電位器可以直接焊在電路板上,電阻除R1 要用功率為1W 的金屬膜電阻外,其余的都用功率為1/8W 的碳膜電阻。D1—D4 選用反向擊穿電壓大于300V、最大整流電流大于0.3A 的硅整流二極管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B 等。SCR 選用正向與反向電壓大于300V、額定平均電流大于1A 的可控硅整流器件,如國產3CT 系列。
附錄五、電源欠壓過壓報警保護器
一、名稱:電源欠壓過壓報警保護器
二、功能:當電壓低于180V 或高于250V 時,可進行聲光報警。當外接交流接觸器時,可切斷電源,保護用電設備。
三、電路圖:
四、原理說明:
輸入電源電壓正常時,Y1A 輸出高電平,Y1B 輸出低電平,發光二極管LED 及振蕩發聲電路Y1C、Y1D 和喇叭不工作,控制部件J1 也不工作。當電壓高于250V 或低于180V 時,Y1B 輸出高電平,發光二極管亮,振蕩發聲電路工作,發出鳴叫聲,控制寄電器J1 閉合,當J1 的常開觸點外接交流接觸器時,就可控制主電路斷開電源。
五、調試方法:
第一步當輸入電源電壓為250V 時,調節W1 使得Y1A 輸出剛好由低電平轉為高電平,第二步當輸入電壓為180V 時調節W2 使得Y1B 的輸出由高電平轉為低電平。
六、元件表
附錄六、音頻功率放大電路制作
TDA2030A帶音調18W×2 功放板
一、TDA2030A是SGS 公司生產的單聲道功放IC,該IC體積小巧,輸出功率大, 靜態電流小(50mA 以下);動態電流大(能承受3.5A的電流);負載能力強,既可帶動4-16Ω的揚聲器,某些場合又可帶動2Ω甚至1.6Ω的低阻負載;音色中規中舉,無明顯個性,特別適合制作輸出功率中等的高保真功放。
TDA2030A采用5 腳TO-220 塑封結構。IC內部設有完善的保護電路。
TDA2030A可以單電源或雙電源工作,本功放板采用雙電源。
TDA2030A主要參數:
工作電壓:±6~22V
靜態電流:<50mA
輸出功率:18W,當V=±16V,RL=4Ω時
**諧波失真:0.05%,當f=15kHz,RL=8Ω時**
閉環增益:26dB,當f=1kHz 時
開環增益:80dB,當f=1kHz 時
頻響范圍:40~14000Hz
二、電路原理:
TDA2030A 功放板由一個高低音分別控制的衰減式音調控制電路和TDA2030A 放大電路以及電源供電電路三大部分組成,音調部分采用的是高低音分別控制的衰減式音調電路,其中工程師應該掌握的20 個模擬電路的R02,R03,C02,C01,W02 組成低音控制電路;C03,C04,W03 組成高音控制電路;R04 為隔離電阻,W01 為音量控制器,調節放大器的音量大小,C05 為隔直電容,防止后級的TDA2030A直流電位對前級音調電路的影響。放大電路主要采用TDA2030A,由TDA2030A,R08,R09,C066等組成,電路的放大倍數由R08 與R09 的比值決定,C06 用于穩定TDA2030A 的第4 腳直流零電位的漂移,但是對音質有一定的影響,C07,R10 的作用是防止放大器產生低頻自激。本放大器的負載阻抗為4→16Ω。
三、TDA2030A 功放板的電源電路如下圖所示,為了保證功放板的音質,電源變壓器的輸出功率不得低于60W,輸出電壓為2*15V,濾波電容采用2 個3300UF/25V 電解電容并聯,正負電源共用4 個3300UF/25V 的電容,兩個104 的獨石電容是高頻濾波電容,有利于放大器的音質。
四、裝配與調試:
工具準備:20W 電烙鐵一把,最好是可調溫的,若需要的話可與站長聯系;萬用電表一個,尖嘴鉗一把,螺絲刀一把,焊錫絲和松香水若干。
準備焊接:焊接時先焊接跳線,再焊接電阻,再焊電容,再焊整流管,再焊電位器,最后焊TDA2030A,焊接TDA2030 前須先把TDA2030A 用螺絲固定在散熱片上,否則在最后裝散熱片時螺絲很難打進去。TDA2030A 與散熱片接觸的部分必須涂少量的散熱脂,以利散熱。焊接時必須注意焊接質量,對于初學者,可先在廢舊的電路板上多練習幾次,然后再正式焊接。
五、調試:本功放板調試特別簡單,電路板焊好電子元件后,要仔細檢查電路板有無焊錯的地方,特別要注意有極性的電子零件,如電解電容,橋式整流堆,一旦焊反即有燒毀元器件之險,請特別注意。接上變壓器,放大器的輸出端先不接揚聲器,而是接萬用電表,最好是數顯的,萬用表置于DC*2V 檔。功放板上電注意觀察萬用電表的讀數,在正常情況下,讀數應在30MV 以內,否則應立即斷電檢查電路板。若電表的讀數在正常的范圍內,則表明該功放板功能基本正常,最后接上音箱,輸入音樂信號,上電試機,旋轉音量電位器,音量大小應該有變化,旋轉高低音旋鈕,音箱的音調有變化。
附錄七、過壓欠壓報警器制作說明
1、名稱:電源欠壓過壓報警保護器
2、功能:當電壓低于180V 或高于250V 時,可進行聲光報警。當外接交流接觸器時,可切斷電源,保護用電設備。
3、電路圖:
4、原理說明:
輸入電源電壓正常時,Y1A 輸出高電平,Y1B 輸出低電平,發光二極管LED 及振蕩發聲電路Y1C、Y1D 和喇叭不工作,控制部件J1 也不工作。當電壓高于250V 或低于180V 時,Y1B 輸出高電平,發光二極管亮,振蕩發聲電路工作,發出鳴叫聲,控制寄電器J1 閉合,當J1 的常開觸點外接交流接觸器時,就可控制主電路斷開電源。
5、調試方法:
第一步當輸入電源電壓為250V 時,調節W1 使得Y1A 輸出剛好由低電平轉為高電平,第二步當輸入電壓為180V 時調節W2 使得Y1B 的輸出由高電平轉為低電平。
6、元件表
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