一周看懂電路圖

1、教你看懂電路圖 電源電路單元一張電路圖通常有幾十乃至幾百個元器件，它們的連線縱橫交叉，形式變化多端，初 學者往往不知道該從什么地方開始，怎樣才能讀懂它。其實電子電路本身有很強的規(guī)律性，不管多復雜的電路， 經過分析可以發(fā)現， 它是由少數幾個單元電路組成的。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，再復雜的電路，經過分析就可發(fā)現，它也是由少數幾個單元 電 路組成的。因此初學者只要先熟悉常用的基本單元電路，再學會分析和分解電路的本領，看懂一般的電路圖應該是不難的。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

2、，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。一、電源電路的功能和組成每 個電子設備都有一個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要用到直流電源。直流電源的最簡單的供電方法是用電池。但電池有成本高、體積大、需要不時更換(蓄電池則要經常充電)的缺點，因此最經濟可靠而 又方便的是使用整流電源。電 子電路中的電源一般是低壓直流電，所以要想從220伏市電變換成直流電，應該先把220伏交流變成低壓交流電， 再用整流電路變成脈動的直流電，最后用濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分后才能得到直流電。有的電子設備對電源的

3、質量要求很高，所以有時還需要再增加一個穩(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 其實就是一個鐵芯變壓器，需要介紹的只是后面三種單元電路。交施一變隨一番趣-(1旅一叁廄一穩(wěn)壓色覆二、整流電路整流電路是利用半導體二極管的單向導電性能把交流電變成單向脈動直流電的電路。(1 )半波整流半波整流電路只需一個二極管，見圖2 ( a )。在交流電正半周時 VD導通，負半周時VD截止，負載R上得到的是脈動的直流電(2 )全波整流全波整流要用兩個二極管，而且要求變壓器有帶中心抽頭的兩個圈數相同的次級線圈，見圖2 (b )。負載R L上得到的是脈動的全波整流電流，輸出電壓比半波整流電路

4、高。(3 )全波橋式整流用4個二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈的變壓器，見圖2 ( c )。負載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。(4 )倍壓整流用多個二極管和電容器可以獲得較高的直流電壓。圖 2(d )是一個二倍壓整流電路。當U2為負半周時 VD1導通，C1被充電，C1上最高電壓可接近 1.4U2 ;當U2正半周 時VD2導通，C1上的電壓和 U2疊加在一起對 C2充電，使C2上電壓接近2.8U2 ,是 C1上電壓的2倍，所以叫倍壓整流電路。三、濾波電路整流后得到的是脈動直流電，如果加上濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分，就可得到平滑的直流電。(1 )電容濾波把電容

5、器和負載并聯(lián)，如圖 3( a ),正半周時電容被充電，負半周時電容放電， 就可使負載上得到平滑的直流電。* 導RLRL(2 )電感濾波把電感和負載串聯(lián)起來，如圖3( b ),也能濾除脈動電流中的交流成分。)L 、 C濾波用1型，見圖3型，見圖3個電感和1個電容組成的濾波電路因為象一個倒寫的字母(c )。用1個電感和2個電容的濾波電路因為象字母 (d ),這是濾波效果較好的電路。L ，被稱為L 兀，被稱為兀(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而組成RC濾波電路。同樣，它也有 L型，見圖3( e );兀型,電阻器取代電感器見圖3 ( f )。四、穩(wěn)壓電路交流電網電

6、壓的波動和負載電流的變化都會使整流電源的輸出電壓和電流隨之變 動，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)壓電路用一個穩(wěn)壓管和負載并聯(lián)的電路是最簡單的穩(wěn)壓電路,見圖4 ( a )。圖中R是限流電阻。這個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（2 ）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路有放大和負反饋作用的串聯(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 ）中檢測出輸出電壓的變動，與基準電 壓（V Z ）比較并經放大器（VT2 ）放大后加到調整管（VT1 ）上，使調整管兩端的電 壓隨著變化。如果輸出電壓下降，就使調整管管壓降

7、也降低，于是輸出電壓被提升；如果輸出電壓上升，就使調整管管壓降也上升，于是輸出電壓被壓低，結果就使輸出電壓基本不變。在這個電路的基礎上發(fā)展成很多變型電路或增加一些輔助電路，如用復合管作調整管， 輸出電壓可調的電路，用運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電路等。（3 ）開關型穩(wěn)壓電路近年來廣泛應用的新型穩(wěn)壓電源是開關型穩(wěn)壓電源。它的調整管工作在開關狀態(tài)， 本身功耗很小，所以有效率高、體積小等優(yōu)點，但電路比較復雜。開關穩(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是儲能和濾波元件，二極管 VD是調整管在關斷狀態(tài)時為 L、C濾波器提供電 流通路的

8、續(xù)流二極管。 開關穩(wěn)壓電源的開關頻率都很高，一般為幾幾十千赫， 所以電感器的體積不很大，輸出電壓中的高次諧波也不多。它的基本工作原理是：從取樣電路（R3、R4 ）中檢測出取樣電壓經比較放大后 去控制一個矩形波發(fā)生器。矩形波發(fā)生器的輸出脈沖是控制調整管（VT ）的導通和截止時間的。如果輸出電壓 U0因為電網電壓或負載電流的變動而降低，就會使矩形波發(fā)生器的 輸出脈沖變寬，于是調整管導通時間增大，使 L、C儲能電路得到更多的能量，結果是使 輸出電壓U 0被提升，達到了穩(wěn)定輸出電壓的目的。(4 )集成化穩(wěn)壓電路近年來已有大量集成穩(wěn)壓器產品問世，品種很多，結構也各不相同。目前用得較多的有三端集成穩(wěn)壓器，

9、有輸出正電壓的CW7800系列和輸出負電壓的 CW7900系列等產品。輸出電流從0.1A 3A ,輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等 多種。這種集成穩(wěn)壓器只有三個端子，穩(wěn)壓電路的所有部分包括大功率調整管以及保護電路等都已集成在芯片內。使用時只要加上散熱片后接到整流濾波電路后面就行了。外圍元件少，穩(wěn)壓精度高，工作可靠，一般不需調試。圖4 ( e )是一個三端穩(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二極管。五、電源電路讀圖要點和舉例電源電路是電子電路中比較簡單然而卻是應用最廣的電路。拿到一張電 源電路圖

10、時，應該： 先按“整流 一濾波一穩(wěn)壓”的次序把整個電源電路 分解開來，逐級細細分析。 逐級分析時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要求等。 例如開關穩(wěn)壓電源中，電感電容和 續(xù)流二極管就是它的關鍵元件。 因為晶體管有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。讀圖時必須分清各組輸出電壓的數值和極性。在組裝和維修時也要仔細分清晶體管和電解電容的極性，防止出錯。 熟悉某些習慣畫法和簡化畫 法。 最后把整個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。例1電熱毯控溫電路圖5是一個電熱

11、毯電路。開關在“ 1 ”的位置是低溫檔。220伏市電經二極管后接到電熱毯，因為是半波整流，電熱毯兩端所加的是約100伏的脈動直流電，發(fā)熱不高，所以是保溫或低溫狀態(tài)。開關扳到“ 2 ”的位置，220伏 市電直接接到電熱毯上，所以是高溫檔。例2高壓電子滅蚊蠅器圖6是利用倍壓整流原理得到小電流直流高壓電的滅蚊蠅器。220伏交流經過四倍壓整流后輸出電壓可達 1100伏，把這個直流高壓加到平行的金屬 絲網上。網下放誘餌，當蒼蠅停在網上時造成短路，電容器上的高壓通過蒼蠅身 體放電把蠅擊斃。蒼蠅尸體落下后，電容器又被 充電，電網又恢復高壓。這個 高壓電網電流很小，因此對人無害。由于昆蟲夜間有趨光性，因此如在

12、這電網后面放一個3瓦熒光燈或小型 黑光燈，就可以誘殺蚊蟲和有害昆蟲。例3實用穩(wěn)壓電源圖7是一個實用的穩(wěn)壓電源。輸出電壓39伏可調，輸出電流最大 100毫安。這個電路就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意的是： 整流橋的畫法和圖2 ( c )不同，實際上它就是橋式整流電路。 這個電路使用PNP型錯管，所以輸出是負電壓，正極接地。 用兩個普通二極管代替穩(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2CZ二極管作基準電壓。 取樣電阻是一個電位器，所以輸出電壓是可調的。能夠把微弱的信號放大的電

13、路叫做放大電路或放大器。例如助聽器里的關鍵部件 就是一個放大器。放大電路的用途和組成放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按頻率分為低頻、 中源和高頻；接輸出信號強弱分成電壓放大、功率放大等。此外還有用集成運算 放大器和特殊 晶體管作器件的放大器。它是電子電路中最復雜多變的電路。但 初學者經常遇到的也只是少數幾種較為典型的放大電路。讀放大電路圖時也還是按照“逐級分解、抓住關鍵、細致分析、全面綜 合”的原則和步驟進行。首先把整個放大電路按輸入、輸出逐級分開，然后逐級 抓住關鍵進行 分析弄通原理。放大電路有它本身的特點：一是有靜態(tài)和動態(tài)兩 種工作狀態(tài)，所以有時往往要畫出它的直流通路和交流通

14、路才能進行分析；二是電路往往加有負反 饋，這種反饋有時在本級內，有時是從后級反饋到前級，所 以在分析這一級時還要能“瞻前顧后”。 在弄通每一級的原理之后就可以把整個 電路串通起來進行全面綜 合。下面我們介紹幾種常見的放大電路。低頻電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 定電壓值而不要求很強的電流的放大器。(1 )共發(fā)射極放大電路圖1 ( a )是共發(fā)射極放大電路。C1是輸入電容，C2是輸出電容, 三極管VT就是起放大作用的器件，RB是某極偏置電阻,RC是集電極負載電 阻。1、3端是輸入，2、3端是輸出。3端是公共點，通常是接地的， 也稱“地”端。靜態(tài)時的直流通路

15、見圖1 ( b )，動態(tài)時交流通路見圖1( c ) 電路的特點是電壓放大倍數從十幾到一百多， 輸出電壓的相位和輸入電壓是相反 的，性能不夠穩(wěn)定，可用于一般場合。(2 )分壓式偏置共發(fā)射極放大電路圖2比圖1多用3個元件?；鶚O電壓是由RB1和RB2分壓取得的， 所以稱為分壓偏置。發(fā)射極中增加電阻 RE和電容CE , CE稱交流旁路電容， 對交流是短路的；RE則有直流負反饋作用。所謂反饋是指把輸出的變化通過某 種方式送到輸入端，作為輸入的一部分。如果送回部分和原來的輸入部分是相減 的，就是負反饋。圖中基極 真正的輸入電壓是RB2上電壓和RE上電壓的差值, 所以是負反饋。由于采取了上面兩個措施，使電路

16、工作穩(wěn)定性能提高，是應用最 廣的放大電路。(3 )射極輸出器圖3 ( a )是一個射極輸出器。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。這個圖中，晶體管真正的輸入是 V i和V o的差值，所以這是一個交 流負反饋很深的電路。由于很深的負反饋，這個電路的特點是：電壓放大倍數小 于1而接近1 ,輸出電壓和輸入電壓同相，輸入阻抗高輸出阻抗低，失真小， 頻帶寬，工作穩(wěn)定。它經常被用作放大器的輸入級、輸出級或作阻抗匹配之用。(4 )低頻放大器的耦合一個放大器通常有好幾級，級與級之間的聯(lián)系就稱為耦合。放大器的級 間耦合方式有三種： RC耦合，見圖4 ( a

17、 ) o優(yōu)點是簡單、成本低。但性 能不是最佳。 變壓器耦合，見圖4 ( b )。優(yōu)點是阻抗匹配好、輸出功率 和效率高，但變壓器制作比較麻煩。 直接耦合，見圖4 ( c )。優(yōu)點是頻帶寬，可作直流放大器使用，但前后級工作有牽制，穩(wěn)定性差，設計制作較麻煩。功率放大器能把輸入信號放大并向負載提供足夠大的功率的放大器叫功率放大器。 例如收音機的末級放大器就是功率放大器。(1 )甲類單管功率放大器圖5是單管功率放大器，C1是輸入電容，T是輸出變壓器。它的集 電極負載電阻Ri是將負載電阻R L通過變壓器匝數比折算過來的：RC = ( N1 N2 ) 2 RL=N 2 RL負載電阻是低阻抗的揚聲器，用變壓器

18、可以起阻抗變換作用，使負載得 到較大的功率。這個電路不管有沒有輸入信號，晶體管始終處于導通狀態(tài)，靜態(tài)電流比 較大，困此集電極損耗較大，效率不高，大約只有 35 %。這種工作狀態(tài)被稱為甲類工作狀態(tài)。這種電路一般用在功率不太大的場合， 它的輸入方式可以是變壓 器耦合也可以是RC耦合。(2 )乙類推挽功率放大器圖6是常用的乙類推挽功率放大電路。它由兩個特性相同的晶體管組成 對稱電路，在沒有輸入信號時，每個管子都處于截止狀態(tài)，靜態(tài)電流幾乎是零， 只有在有信號輸入 時管子才導通，這種狀態(tài)稱為乙類工作狀態(tài)。當輸入信號是 正弦波時，正半周時VT1導通VT2截止，負半周時VT2導通VT1截止。兩個 管子交替出

19、現的電流在輸出變壓器中合成， 使負載上得到純正的正弦波。這種兩 管交替工作的形式叫做推挽電路。乙類推挽放大器的輸出功率較大，失真也小，效率也較高，一般可達60 %。(3 ) OTL功率放大器目前廣泛應用的無變壓器乙類推挽放大器， 簡稱OTL電路，是一種性能 很好的功率放大器。為了易于說明，先介紹一個有輸入變壓器沒有輸出變壓器的OTL電路，如圖7 o這個電路使用兩個特性相同的晶體管，兩組偏置電阻和發(fā)射極電阻的阻值也相同。在靜態(tài)時，VT1、VT2流過的電流很小，電容C上充有對地為1 2E c的直流電壓。在有輸入信號時，正半周時 VT1導通，VT2截止，集電極電 流i cl 方向如圖所示，負載RL上

20、得到放大了的正半周輸出信號。負半周時 VT1截止，VT2導通，集電極電流i c2 的方向如圖所示，RL上得到放大了 的負半周輸出信號。這個電路的關鍵元件是 電容器C ,它上面的電壓就相當于 VT2的供電電壓。以這個電路為基礎，還有用三極管倒相的不用輸入變壓器的真正 OTL電 路，用PNP管和NPN管組成的互補對稱式OTL電路，以及最新的橋接推挽功 率放大器，簡稱BTL電路等等。直流放大器能夠放大直流信號或變化很緩慢的信號的電路稱為直流放大電路或直流 放大器。測量和控制方面常用到這種放大器。(1 )雙管直耦放大器直流放大器不能用RC耦合或變壓器耦合，只能用直接耦合方式。圖 8 是一個兩級直耦放大

21、器。直耦方式會帶來前后級工作點的相互牽制，電路中在 VT2的發(fā)射極加電阻R E以提高后級發(fā)射極電位來解決前后級的牽制。直流放 大器的另一個更重要的問題是零點漂移。 所謂零點漂移是指放大器在沒有輸入信 號時，由于工作點不穩(wěn)定引起靜 態(tài)電位緩慢地變化，這種變化被逐級放大，使 輸出端產生虛假信號。放大器級數越多，零點漂移越嚴重。所以這種雙管直耦放 大器只能用于要求不高的場合。(2 )差分放大器解決零點漂移的辦法是采用差分放大器，圖9是應用較廣的射極耦合差 分放大器。它使用雙電源，其中VT1和VT2的特性相同，兩組電阻數值也相同， R E有負反饋作用。實際上這是一個橋形電路，兩個 R C和兩個管子是四

22、個橋 臂，輸出電壓V 0從電橋的對角線上取出。沒有輸入信號時，因為 RC1=RC2和 兩管特性相同，所以電橋是平衡的，輸出是零。由于是接成橋形，零點漂移也很 小。+ EC1差分放大器有良好的穩(wěn)定性，因此得到廣泛的應用。集成運算放大器集成運算放大器是一種把多級直流放大器做在一個集成片上，只要在外 部接少量元件就能完成各種功能的器件。因為它早期是用在模擬計算機中做加法 器、乘法器用 的，所以叫做運算放大器。它有十多個引腳，一般都用有 3個端 子的三角形符號表示，如圖10 0它有兩個輸入端、1個輸出端，上面那個輸 入端叫做反相輸入端，用“一”作標記；下面的叫同相輸入端，用“十”作標 記。集成運算放大

23、器可以完成加、減、乘、除、微分、積分等多種模擬運算， 也可以接成交流或直流放大器應用。在作放大器應用時有：（1 ）帶調零的同相輸出放大電路圖11是帶調零端的同相輸出運放電路。引腳1、11、12是調零端, 調整RP可使輸出端（8 ）在靜態(tài)時輸出電壓為零。9、6兩腳分別接正、 負電源。輸入信號接到同相輸入端（5 ）,因此輸出信號和輸入信號同相。放 大器負反饋經反饋電阻R2接到反相輸入端（4 ）。同相輸入接法的電壓放大 倍數總是大于1的。R2 100k(2 )反相輸出運放電路也可以使輸入信號從反相輸入端接入，如圖 12 0如對電路要求不高, 可以不用調零，這時可以把3個調零端短路。輸入信號從耦合電容

24、C1經R1接入反相輸入端，而同相輸入端通過電 阻R3接地。反相輸入接法的電壓放大倍數可以大于1、等于1或小于1(3 )同相輸出高輸入阻抗運放電路圖13中沒有接入R1 ,相當于R1阻值無窮大，這時電路的電壓放大 倍數等于1 ,輸入阻抗可達幾百千歐。放大電路讀圖要點和舉例放大電路是電子電路中變化較多和較復雜的電路。在拿到一張放大電路 圖時，首先要把它逐級分解開，然后一級一級分析弄懂它的原理， 最后再全面綜 合。讀圖時要 注意： 在逐級分析時要區(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，保護電路中的保

25、護元件等。 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， 特別是多級放大器，往往以后級將負反饋加到前級，因此更要細致分析。 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調諧電路有關的， 或是用單調諧或是用雙調諧電路，而且電路里使用的 電容器容量一般也比較小。 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。例1助聽器電路圖14是一個助聽器電路，實際上是一個4級低頻放大器。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，VT1和VT3的本級有并聯(lián)電壓負反饋（R2和R

26、7 ）。由于使 用高阻抗的耳機，所以可以把耳機直接接在 VT4的集電極回路內。R6、C2是 去耦電路，C6是電源濾波電容。VT1 VT?VT3 VT43DG 1DGWG 3DG例2收音機低放電路圖15是普及型收音機的低放電路。電路共 3級，第1級（VT1 ）前 置電壓放大，第2級（VT2 ）是推動級，第3級（VT3、VT4 ）是推挽功 放。VT1和VT2之間采用直接耦合，VT2和VT3、VT4之間用輸入變壓器 （T1 ）耦合并完成倒相，最后用輸出變壓器（T2 ）輸出，使用低阻揚聲器。此外，VT1本級有并聯(lián)電壓負反饋（R1 ） , T2次級經R3送回到VT2有用 聯(lián)電壓負反饋。電路中C2的作用是

27、增強高音區(qū)的負反饋，減弱高音以增強低音。 R4、C4為去耦電路，C3為電源的濾波電容。整個電路簡單明了。R3 10()振蕩電路的用途和振蕩條件不需要外加信號就能自動地把直流電能轉換成具有一定振幅和一定頻率 的交流信號的電路就稱為振蕩電路或振蕩器。 這種現象也叫做自激振蕩?；蛘哒f， 能夠產生交流信號的電路就叫做振蕩電路。一個振蕩器必須包括三部分：放大器、正反饋電路和選頻網絡。放大器 能對振蕩器輸入端所加的輸入信號予以放大使輸出信號保持恒定的數值。正反饋電路保證向振 蕩器輸入端提供的反饋信號是相位相同的，只有這樣才能使振蕩 維持下去。選頻網絡則只允許某個特定頻率 f0 能通過，使振蕩器產生單一頻

28、率的輸出。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條件決定的；一 個是反饋電壓u f和輸入電壓Ui要相等，這是振幅平衡條件。二是u f和u i必須相位相同，這是相位平衡條件，也就是說必須保證是正反饋。一般情況下， 振幅平衡條件往往容易做到，所以在判斷一個振蕩電路能否振蕩，主要是看它的 相位平衡條件是否成立。振蕩器按振蕩頻率的高低可分成超低頻 （20赫以下）、低頻（20赫 200千赫）、高頻（200千赫30兆赫）和超高頻（10兆赫350兆赫） 等幾種。按振蕩波形可分成正弦波振蕩和非正弦波振蕩兩類。正弦波振蕩器按照選頻網絡所用的元件可以分成 LC振蕩器、RC振蕩 器和石英晶體振蕩器三種。石

29、英晶體振蕩器有很高的頻率穩(wěn)定度， 只在要求很高 的場合使用。在一般家用電器中，大量使用著各種 L C振蕩器和RG振蕩器。LC振蕩器LC振蕩器的選頻網絡是LC諧振電路。它們的振蕩頻率都比較高，常 見電路有3種。(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)射極放大器。變壓器T的初級是起選頻作用的LC諧振電路，變壓器T的次級向放大器 輸入提供正反饋信號。接通電源時，LC回路中出現微弱的瞬變電流，但是只有 頻率和回路諧振頻率f 0 相同的電流才能在回路兩端產生較高的電壓，這個電 壓通過變壓器初次級L1、L2的耦合又送回到晶體管 V的基極。從圖1 ( b ) 看

30、到，只要接法沒有錯誤，這個反饋信號電壓是和輸入信號電壓相位相同的，也就是說，它是正反饋。因此電路的振蕩迅速加強并最后穩(wěn)定下來。變壓器反饋LC振蕩電路的特點是：頻率范圍寬、容易起振，但頻率穩(wěn) 定度不高。它的振蕩頻率是：f 0 =1 / 2冗LC。常用于產生幾十千赫到幾十 兆赫的正弦波信號。(2 )電感三點式振蕩電路1b)圖2 ( a )是另一種常用的電感三點式振蕩電路。圖中電感 L1、L2 和電容C組成起選頻作用的諧振電路。從 L2上取出反饋電壓加到晶體管 VT 的基極。從圖2 ( b )看到，晶體管的輸入電壓和反饋電壓是同相的，滿足相 位平衡條件的，因此電路能起振。由于晶體管的3個極是分別接在

31、電感的3個 點上的，因此被稱為電感三點式振蕩電路。電感三點式振蕩電路的特點是：頻率范圍寬、容易起振，但輸出含有較 多高次調波，波形較差。它的振蕩頻率是： f 0 =1/2冗LC，其中L=L1 + L2 + 2M o常用于產生幾十兆赫以下的正弦波信號。(3 )電容三點式振蕩電路還有一種常用的振蕩電路是電容三點式振蕩電路，見圖 3 ( a )。圖 中電感L和電容C1、C2組成起選頻作用的諧振電路，從電容 C2上取出反 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 電壓同相，滿足相位平衡條件，因此電路能起振。由于電路中晶體管的3個極分別接在電容C1、C2的3個點上，因此

32、被稱為電容三點式振蕩電路。電容三點式振蕩電路的特點是：頻率穩(wěn)定度較高，輸出波形好，頻率可 以高達100兆赫以上，但頻率調節(jié)范圍較小，因此適合于作固定頻率的振蕩器。 它的振蕩頻率是：f 0 =1/2 兀LC ,其中C= C 1 C 2 C 1 +C 2。上面3種振蕩電路中的放大器都是用的共發(fā)射極電路。 共發(fā)射極接法的 振蕩器增益較高，容易起振。也可以把振蕩電路中的放大器接成共基極電路形式。 共基極接法的振蕩器振蕩頻率比較高，而且頻率穩(wěn)定性好。RC振蕩器RC振蕩器的選頻網絡是RC電路，它們的振蕩頻率比較低。常用的電 路有兩種。(1 ) RC相移振蕩電路圖4 ( a )是RC相移振蕩電路。電路中的3

33、節(jié)RC網絡同時起到選 頻和正反饋的作用。從圖4 ( b )的交流等效電路看到：因為是單級共發(fā)射極 放大電路，晶體管VT的輸出電壓U o與輸出電壓Ui在相位上是相差 180 。當輸出電壓經過 RC網絡后，變成反饋電壓U f又送到輸入端時，由 于RC網絡只對某個特定頻率f 0的電壓產生180的相移，所以只有頻率為 f 0的信號電壓才是正反饋而使電路起振?？梢?RC網絡既是選頻網絡，又是正 反饋電路的一部分。RC相移振蕩電路的特點是：電路簡單、經濟，但穩(wěn)定性不高，而且調節(jié) 不方便。一般都用作固定頻率振蕩器和要求不太高的場合。它的振蕩頻率是：當3節(jié)RC網絡的參數相同時：f 0 = 1 2 冗6RC 。

34、頻率一般為幾十千赫。(2 ) RC橋式振蕩電路圖5( a )是一種常見的RC橋式振蕩電路。圖中左側的R1C1和R2C2 用并聯(lián)電路就是它的選頻網絡。這個選頻網絡又是正反饋電路的一部分。 這個選 頻網絡對某個特定頻率為f 0的信號電壓沒有相移(相移為 0 ),其它頻率 的電壓都有大小不等的相移。由于放大器有 2級，從V2輸出端取出的反饋電 壓U f是和放大器輸入電壓同相的(2級相移360 =0 )。因此反饋電壓經選頻網絡送回到VT1的輸入端時，只有某個特定頻率為f 0的電壓才能滿足 相位平衡條件而起振?？梢?RC串并聯(lián)電路同時起到了選頻和正反饋的作用。實際上為了提高振蕩器的工作質量，電路中還加有

35、由 R t和R E1組成 的串聯(lián)電壓負反饋電路。其中R t是一個有負溫度系數的熱敏 也1，它對電路 能起到穩(wěn)定振蕩幅度和減小非線性失真的作用。 從圖5 (b )而豕效電路看到， 這個振蕩電路是一個橋形電路。 R1C1、R2c2、R t和R E1分別是電橋的4 個臂，放大器的輸入和輸出分別接在電橋的兩個對角線上， 所以被稱為RC橋式 振蕩電路。RC橋式振蕩電路的性能比RC相移振蕩電路好。它的穩(wěn)定性高、非線性 失真小，頻率調節(jié)方便。它的振蕩頻率是：當 R1=R2=R、C1=C2=C時f 0 = 1 2：tRC。它的頻率范圍從1赫1兆赫。調幅和檢波電路廣播和無線電通信是利用調制技術把低頻聲音信號加到

36、高頻信號上發(fā)射 出去的。在接收機中還原的過程叫解調。 其中低頻信號叫做調制信號，高頻信號 則叫載波。常見的連續(xù)波調制方法有調幅和調頻兩種， 對應的解調方法就叫檢波 和鑒頻。下面我們先介紹調幅和檢波電路。(1 )調幅電路調幅是使載波信號的幅度隨著調制信號的幅度變化，載波的頻率和相應 不變。能夠完成調幅功能的電路就叫調幅電路或調幅器。調幅是一個非線性頻率變換過程，所以它的關鍵是必須使用 二極管、三極 管等非線性器件。根據調制過程在哪個回路里進行可以把三極管調幅電路分成集 電極調幅、基極調幅和發(fā)射極調幅 3種。下面舉集電極調幅電路為例。圖6是集電極調幅電路，由高頻載波振蕩器產生的等幅載波經 T1加到

37、 晶體管基極。低頻調制信號則通過 T3耦合到集電極中。C1、C2、C3是高頻旁路電容，R1、R2是偏置電阻。集電極的LC并聯(lián)回路諧振在載波頻率上。 如果把三極管的靜態(tài)工作點選在特性曲線的彎曲部分，三極管就是一個非線性器 件。因為晶體管的集電極電流是隨著調制電壓變化的，所以集電極中的2個信號就因非線性作用而實現了調幅。由于LC諧振回路是調諧在載波的基頻上，因 此在T2的次級就可得到調幅波輸出。(2 )檢波電路檢波電路或檢波器的作用是從調幅波中取出低頻信號。它的工作過程正好和調幅相反。檢波過程也是一個頻率變換過程， 也要使用非線性元器件。常用 的有二極管和 三極管。另外為了取出低頻有用信號，還必須

38、使用濾波器濾除高 頻分量，所以檢波電路通常包含非線性元器件和濾波器兩部分。下面舉二極管檢波器為例說明它的工作。圖7是一個二極管檢波電路。VD是檢波元件，C和R是低通濾波器。 當輸入的已調波信號較大時，二極管VD是斷續(xù)工作的。正半周時，二極管導通， 對C充電；負半周和輸入電壓較小時，二極管截止， C對R放電。在R兩端 得到的電壓包含的頻率成分很多，經過電容 C濾除了高頻部分，再經過隔直流 電容C 0的隔直流作用，在輸出端就可得到還原的低頻信號。調頻和鑒頻電路調頻是使載波頻率隨調制信號的幅度變化，而振幅則保持不變。鑒頻則 是從調頻波中解調出原來的低頻信號，它的過程和調頻正好相反。(1 )調頻電路能

39、夠完成調頻功能的電路就叫調頻器或調頻電路。常用的調頻方法是直 接調頻法，也就是用調制信號直接改變載波振蕩器頻率的方法。圖8畫出了它的大意，圖中用一個可變電抗元件并聯(lián)在諧振回路上。 用低頻調制信號控制可變 電抗元件參數的變化，使載波振蕩器的頻率發(fā)生變化。低,調*信號憎號(2 )鑒頻電路能夠完成鑒頻功能的電路叫鑒頻器或鑒頻電路，有時也叫頻率檢波器。 鑒頻的方法通常分二步，第一步先將等幅的調頻波變成幅度隨頻率變化的調頻 一調幅波，第二步再用一般的檢波器檢出幅度變化，還原成低頻信號。常用的 鑒頻器有相位鑒頻器、比例鑒頻器等脈沖電路的用途和特點在電子電路中，電源、放大、振蕩和調制電路被稱為模擬電子電路，

40、因 為它們加工和處理的是連續(xù)變化的模擬信號。電子電路中另一大類電路的數字電 子電路。它加 工和處理的對象是不連續(xù)變化的數字信號。數字電子電路又可分 成脈沖電路和數字邏輯電路，它們處理的都是不連續(xù)的脈沖信號。 脈沖電路是專 門用來產生電脈沖和 對電脈沖進行放大、變換和整形的電路。家用電器中的定 時器、報警器、電子開關、電子鐘表、電子玩具以及電子醫(yī)療器具等，都要用到 脈沖電路。電脈沖有各式各樣的形狀，有矩形、三角形、鋸齒形、鐘形、階梯形和 尖頂形的，最具有代表性的是矩形脈沖。要說明一個矩形脈沖的特性可以用脈沖 幅度Um、脈沖周期T或頻率f、脈沖前沿t r、脈沖后沿t f和脈沖寬度 t k來表示。如

41、果一個脈沖的寬度t k =1/ 2T ,它就是一個方波。脈沖電路和放大振蕩電路最大的不同點，或者說脈沖電路的特點是：脈 沖電路中的晶體管是工作在開關狀態(tài)的。 大多數情況下，晶體管是工作在特性曲 線的飽和區(qū)或 截止區(qū)的，所以脈沖電路有時也叫開關電路。從所用的晶體管也 可以看出來，在工作頻率較高時都采用專用的開關管，如 2AK、2CK、 DK、3AK型管，只有在工作頻率較低時才使用一般的晶體管。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， 它和放大電路中的共發(fā)射電路很相似。在放大電路中，基極 蟲阻R b2是接到正電源上以取得基極偏壓； 而這個電路中，為了保證電路可靠地截止，

42、R b2是接到一個負電源上的，而且 R bl和R b2的數值是按晶體管能可靠地進入飽和區(qū)或止區(qū)的要求計算出來的。不僅如此，為了使晶體管開關速度更快，在基極上還加 有加速電容C ,在脈前沿產生正向尖脈沖可使晶體管快速進入導通并飽和； 在脈沖后沿產生負向尖脈 沖使晶體管快速進入截止狀態(tài)。除了射極輸出器是個特例，脈沖電路中的晶體管 都是工作在開關狀態(tài)的，這是一個特點。:八i EC tr.脈沖電路的另一個特點是一定有 電容器(用電感較少)作關鍵元件，脈 沖的產生、波形的變換都離不開電容器的充放電。產生脈沖的多諧振蕩器脈沖有各種各樣的用途，有對電路起開關作用的控制脈沖，有起統(tǒng)帥全 局作用的時鐘脈沖，有做

43、計數用的計數脈沖，有起觸發(fā)啟動作用的觸發(fā)脈沖等等。 不管是什么 脈沖，都是由脈沖信號發(fā)生器產生的，而且大多是短形脈沖或以矩 形脈沖為原型變換成的。因為矩形脈沖含有豐富的諧波，所以脈沖信號發(fā)生器也 叫自激多諧振蕩器 或簡稱多諧振蕩器。如果用門來作比喻，多諧振蕩器輸出端 時開時閉的狀態(tài)可以把多諧振蕩器比作賓館的自動旋轉門，它不需要人去推動， 總是不停地開門和關門。(1 )集基耦合多諧振蕩器圖2是一個典型的分立元件集基耦合多諧振蕩器。它由兩個晶體管反相器經RC電路交叉耦合接成正反饋電路組成。兩個電容器交替充放電使兩管交替 導通和截止，使電路不停地從一個狀態(tài)自動翻轉到另一個狀態(tài)，形成自激振蕩。 從A點

44、或B點可得到輸出脈沖。當 R bl =R b2 =R , C bl =C b2 =C 時，輸 出是幅度接近E的方波，脈沖周期T=1.4RC 。如果兩邊不對稱，則輸出是矩形 脈沖(3 ) RC環(huán)形振蕩器圖4是常用的RC環(huán)形振蕩器。它用奇數個門、首尾相連組成閉環(huán)形， 環(huán)路中有RC延時電路。圖中RS是保護電阻，R和C是延時電路元件，它們的數值決定脈沖周期。輸出脈沖周期T=2.2RC 。如果把R換成電位器，就成為 脈沖頻率可調的多諧振蕩器。因為這種電路簡單可靠，使用方便，頻率范圍寬， 可以從幾赫變化到幾兆赫，所以被廣泛應用。脈沖變換和整形電路脈沖在工作中有時需要變換波形或幅度，如把矩形脈沖變成三角波或

45、尖脈沖等，具有這種功能的電路就叫變換電路。 脈沖在傳送中會造成失真，因此常 常要對波形不好的脈沖進行修整，使它整舊如新，具有這種功能的電路就叫整形 電路。(1 )微分電路微分電路是脈沖電路中最常用的波形變換電路，它和放大電路中的RC耦合電路很相似，見圖5 。當電路時間常數 r =RCt k ,電路就成為積分電路, 見圖6 o當輸入矩形脈沖時，由于電容器充放電很慢，輸出得到的是一申幅度 較低的近似三角形的脈沖波。(3 )限幅器VD能限制脈沖幅值的電路稱為限幅器或削波器。 圖7是用二極管和電阻組 成的上限幅電路。它能把輸入的正向脈沖削掉。如果把二極管反接，就成為削掉 負脈沖的下限幅電路。用二極帶或

46、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 4 ）箝位器能把脈沖電壓維持在某個數值上而使波形保持不變的電路稱為箝位器。它也是整形電路的一種。例如電視信號在傳輸過程中會造成失真， 為了使脈沖波 形恢復原樣，接收機里就要用箝位電路把波形頂部箝制在某個固定電平上。圖8中反相器輸出端上就有一個箝位二極管 VD。如果沒有這個二極 管，輸出脈沖高電平應該是12伏，現在增加了箝位二極管，輸出脈沖高電平被 箝制在3伏上。止匕外，象反相器、射極輸出器等電路也有“整舊如新”的作用，也可認

47、為是整形電路。有記憶功能的雙穩(wěn)電路多諧振蕩器的輸出總是時高時低地變換，所以它也叫無穩(wěn)態(tài)電路。另一種雙穩(wěn)態(tài)電路就絕然不同， 雙穩(wěn)電路有兩個輸出端，它們 總是處于相反 的狀態(tài)：一個是高電平，另一個必定是低電平。它的特點是如果 沒有外來的觸發(fā)，輸出狀態(tài)能一直保持不變。所以常被用作寄存二進制數碼的單 元電路。（1 ）集基耦合雙穩(wěn)電路圖9是用分立元件組成的集基耦合雙穩(wěn)電路。它由一對用電阻交叉耦合 的反相器組成。它的兩個管子總是一管截止一管飽和，例如當VT1管飽和時VT2 管就截止，這時A點是低電平B點是高電平。如果沒有外來的觸發(fā)信號，它就 保持這種狀態(tài)不變。如把高電平表示數字信號“1 ”，低電平表示“

48、0 ”，那么這時就可以認為雙穩(wěn)電路已經把數字信號“1 ”寄存在B端了。電路的基極分別加有微分電路。如果在VT1基極加上一個負脈沖（稱為 觸發(fā)脈沖），就會使VT1基極電位下降，由于正反饋的作用，使 VT1很快從飽 和轉入截止，VT2從截止轉入飽和。于是雙穩(wěn)電路翻轉成A端為“ 1 ”，B端 為“ 0 ”，并一直保持下去。（2 ）觸發(fā)脈沖的觸發(fā)方式和極性雙穩(wěn)電路的觸發(fā)電路形式和觸發(fā)脈沖極性選擇比較復雜。從觸發(fā)方式看， 因為有直流觸發(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 式各有不 同。從脈沖極性看，也是隨著晶體管極性、觸發(fā)脈沖加在哪個管子（飽 和管還是截止管）上、哪個極上（基極還是

49、集電極）而變化的。在實際應用中， 因為微分電路 能容易地得到尖脈沖，觸發(fā)效果較好，所以都用交流觸發(fā)方式。觸發(fā)脈沖所加的位置多數是加在飽和管的基極上。所以使用NPN管的雙穩(wěn)電路所加的是負脈沖，而PNP管雙穩(wěn)電路所加的是正脈沖。（3 ）集成觸發(fā)器除了用分立元件外，也可以用集成門電路組成雙穩(wěn)電路。但實際上因為目前有大量的集成化雙穩(wěn)觸發(fā)器產品可供選用，如R-S觸發(fā)器、D觸發(fā)器、J K觸發(fā)器等等，所以一般不使用門電路搭成的雙穩(wěn)電路 而直接選用現成產品。有延時功能的單穩(wěn)電路無穩(wěn)電路有2個暫穩(wěn)態(tài)而沒有穩(wěn)態(tài)，雙穩(wěn)電路則有 2個穩(wěn)態(tài)而沒有暫 穩(wěn)態(tài)。脈沖電路中常用的第3種電路叫單穩(wěn)電路，它有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。

50、 如果也用門來作比喻，單穩(wěn)電路可以看成是一扇彈簧門，平時它總是關著的，“關”是它的穩(wěn)態(tài)。當有人推它或拉 它時門就打開，但由于彈力作用，門很快又自動關上，恢復到原來的狀態(tài)。所以“開”是它的暫穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)電路常被用作 定時、延時控制以及整形等。(1 )集基耦合單穩(wěn)電路圖10是一個典型的集基耦合單穩(wěn)電路。它也是由兩級反相器交叉耦合 而成的正反饋電路。它的一半和多諧振蕩器相似，另一半和雙穩(wěn)電路相似，再加 它也有一個微分觸發(fā) 電路，所以可以想象出它是半個無穩(wěn)電路和半個雙穩(wěn)電路 湊合成的，它應該有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。平時它總是一管( VT1 )飽和， 另一管(VT2 )截止，這就是它的穩(wěn)態(tài)。當輸入一個觸發(fā)

51、脈沖后，電路便翻轉 到另一種狀態(tài)，但這種狀態(tài)只能維持不長的時間，很快它又恢復到原來的狀態(tài)。 電路暫穩(wěn)態(tài)的時間是 由延時元件R和C的數值決定的：t t =0.7RC 。o +Ec(2 )集成化單穩(wěn)電路用集成門電路也可組成單穩(wěn)電路。圖11是微分型單穩(wěn)電路，它用2個 與非門交叉連接，門1輸出到門2是用微分電路耦合，門2輸出到門1是直 接耦合，觸發(fā)脈沖加到門1的另一個輸入端U I。它的暫穩(wěn)態(tài)時間即定時時間 為：tt =( 0.7 1.3 ) RC 。脈沖電路的讀圖要點 脈沖電路的特點是工作在開關狀態(tài)， 它的輸入輸出都是脈沖，因此分 析時要抓住關鍵，把主次電路區(qū)分開，先認定主電路的功能，再分析輔助電路的

52、 作用。 從電路結構上抓關鍵找異同。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成正反饋電路， 這是它們的相同點。但細分析起 來它們還是各有 特點的：無穩(wěn)和雙穩(wěn)電路雖然都有對稱形式，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，它 是不對稱的，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。 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，電路的時間 常數即R和C的數值對確定電路的性質有極重要的意義，這一點尤為重要數字邏輯電路的用途和特點數字電子

53、電路中的后起之秀是數字邏輯電路。把它叫做數字電路是因為 電路中傳遞的雖然也是脈沖，但這些脈沖是用來表示二進制數碼的， 例如用高電 平表示“ 1 ”，低電平表示“ 0 ”。聲音圖像文字等信息經過數字化處理后變 成了一串用電脈沖，它們被稱為數字信號。能處理數字信號的電路就稱為數字電 路。這種電路同時又被叫做邏輯電路，那是因為電路中的“ 1 ”和“ 0 ” 還具有邏輯意義，例如邏輯“ 1 ”和邏輯“ 0 ”可以分別表示電路的接通和斷 開、事件的是和否、邏輯推理的真和假等等。電路的輸出和輸入之間是一種邏輯 關系。這種電路除了能進行二進制算術運算外還能完 成邏輯運算和具有邏輯推 理能力，所以才把它叫做邏

54、輯電路。由于數字邏輯電路有易于集成、傳輸質量高、有運算和邏輯推理能力等 優(yōu)點，因此被廣泛用于計算機、自動控制、通信、測量等領域。一般家電產品中， 如定時器、告警器、控制器、電子鐘表、電子玩具等都要用數字邏輯電路。數字邏輯電路的第一個特點是為了突出“邏輯”兩個字，使用的是獨特 的圖形符號。數字邏輯電路中有門電路和觸發(fā)器兩種基本單元電路，它們都是以晶體管和電阻等 元件組成的，但在邏輯電路中我們只用幾個簡化了的圖形符號去表示它們，而不畫出它們的具體電路，也不管它們使用多高電壓，是 TTL電 路還是CMOS電路等等。按邏輯功能要求把這些圖形符號組合起來畫成的圖就是 邏輯電路圖，它完全不同于一般的放大振

55、蕩或脈沖電路圖。數字電路中有關信息是包含在 0和1的數字組合內的，所以只要電路 能明顯地區(qū)分開0和1 , 0和1的組合關系沒有破壞就行，脈沖波形的好壞 我們是不大理會的。所以數字邏輯電路的第二個特點是我們主要關心它能完成什 么樣的邏輯功能，較少考慮它的電氣參數性能等問題。也因為這個原因，數字邏輯電路中使用了一些特殊的表達方法如真值表、 特征方程等，還使用一些特殊 的分析工具如邏輯代數、卡諾圖等等，這些也都與放大振蕩電路不同。門電路和觸發(fā)器(1 )門電路門電路可以看成是數字邏輯電路中最簡單的元件。目前有大量集成化產 品可供選用。最基本的門電路有3種：非門、與門和或門。非門就是反相器，它把輸 入的

56、0信號變成1 , 1變成0。這種邏輯功能叫“非”，如果輸入是 A , 輸出寫成P=A o與門有2個以上輸入，它的功能是當輸入都是 1時，輸出才 是1 。這種功能也叫邏輯乘，如果輸入是 A、B ,輸出寫成P=A-B?；蜷T 也有2個以上輸入，它的功能是輸入有一個 1時，輸出就是1。這種功能也 叫邏輯加，輸出就寫成P=A + B 。把這三種基本門電路組合起來可以得到各種復合門電路，如與門加非門 成與非門，或門加非門成或非門。圖1是它們的圖形符號和真值表。此外還有 與或非門、異或門等等。X.耳4*A B A%, *A HaTb01ir 1 ,01L00 04*ii30數字集成電路有TTL、HTL、CMOS等多種，所用的電源電壓和極性 也不同，但只要它們有相同的邏輯功能， 就用相同的邏輯符號。而且一般都規(guī)定 高電平為1、低電平為0 。觸發(fā)器實際上就是脈沖電路中的雙穩(wěn)電路，它的電路和功能都比門電路 復雜，它也可看成是數字邏輯電路中的元件。目前也已有集成化產品可供選用。 常用的觸發(fā)器有D觸