电路分析方法

《电路分析方法》是2009年北京大学出版社出版的图书,作者是胡薇薇、陈江。本书是在《电路分析》(王楚、余道衡,北京大学出版社,2000)的基础上,为配合北京大学信息科学技术学院本科生“电路分析原理”课程教学而编写的,作为配套教材使用。

电路分析方法基本信息

书    名 电路分析方法 作    者 胡薇薇,陈江
出版社 北京大学出版社 出版时间 2009-04-01

全书整体结构框架分为上、下两篇。“授人以鱼,不如授之以渔。”上篇包括六章,以分析方法为主线,深入浅出、循序渐进地阐述了电路分析原理和方法,其中包括简单线性电路的分析方法,线性电路的时域分析方法、复数分析方法、变换域分析方法、网络分析方法,双口网络参量分析方法以及非线性电路的分析方法。其中,第一、五、六章为初步要求,除第三章外的其他五章为基本要求。

“融会贯通,举一反三”。电路分析原理和方法的学习,旨在深刻理解和熟练掌握了原理和方法之后的学以致用。下篇包括四章,以方法的应用为主线,将电路分析原理和方法应用于传输线、集成运算放大器、二极管电路、三极管电路、场效应管电路等,以帮助学生增加兴趣,加深理解,踩实对基本概念、基本原理、基本方法(简称“三基”)的学习。

每章的开头和结尾均提纲挈领地列出相应的纲领性内容,教师和学生在实际教学过程中可以根据不同要求安排取舍。在每一概念后面,给出相应的例题,有些例题可以帮助学生拓宽解题思路,更好地理解所学内容。每章最后配有大量习题,既有利于学生复习和巩固所学内容,又有利于培养他们独立解决问题的能力和信心。所有习题采用“三星”分级,并给出部分参考答案:“*”是需要学生理解和掌握“三基”的简单题目;“**”是需要学生理解、掌握和运用所学知识的题目,旨在检查他们对所学知识的理解程度,提高他们对内容的掌握程度;“***”是旨在拓宽学生思路、有一定难度的题目,有些取自高年级本科生、研究生的相关研究课题的电路基础部分。学生可以根据自己对课程的不同兴趣或不同要求来选择题目进行练习,从而达到理解、掌握并拓宽知识的目的。2100433B

电路分析方法造价信息

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作 者:胡薇薇,陈江 著出 版 社:北京大学出版社ISBN:9787301124550出版时间:2009-04-01版 次:1页 数:353装 帧:平装开 本:16开所属分类:图书 > 工程 > 电力工程

电路分析方法常见问题

  • 三极管电路分析方法哪位知道?

    有三种方法: 1.图解法。知道三极管的输入输出特性曲线后。用作图的方法来得出三电路放大倍数、最大不失真输出电压等。适用于动态范围大的场合。 2.微变等效电路法。   在小信号条件下...

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动态电路分析方法 动态电路分析方法

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动态电路分析方法 电路的动态分析, 是欧姆定律的具体应用, 在历年的高考中经常出现。 此类问题能力要 求较高, 同学们分析时往往抓不住要领, 容易出错。 电路发生动态变化的原因是由于电路中 滑动变阻器触头位置的变化,引起电路的电阻发生改变,从而引起电路中各物理量的变化, 在此将动态电路的分析方法介绍如下。 一、程序法 根据欧姆定律及串、 并联电路的性质进行分析。基本思路是: “部分—整体—部分” ,即从阻 值变化的部分如手, 由串并联电路规律判知 R总的变化情况, 再由欧姆定律判知 I总和U 端的 变化情况,最后由部分电路的欧姆定律得知个部分物理量的变化情况,一般思路是: 1确定电路的外电阻 R外总如何变化。 2根据闭合电路的欧姆定律 E I R r 总 外总 确定电路的总电流如何变化。 (利用电动势不变) 3由U I r内 内 确定电源内电压如何变化。 (利用 r 不变) 4由U E U

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动态电路分析方法 (2) 动态电路分析方法 (2)

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电路中电流电压变化的分析 电路的结构和电路电流、 电压的变化的分析对每一位同学来说都是相当重要的。 因为它在整个电学中都占有 相当重要的地位,那么怎样才能学好它呢?下面介绍的一些例子或许能对学生们学习物理有很好的帮助。 电路的结构分析: 电路的结构分析的主要任务是分析组成电路的各元件间的串并联关系, 并能画出串联和并联关系的简化电路 图。 首先应明确“串联”、“并联”的意义,如果电路中的同一电流依次流经各电路元件,这些电路元件就是串 联的;如果电流从某一点开始分别流经不同元件后又汇合在一点, 这些元件就是并联的, 由此可根据电流的走向 分析元件间的串并联关系。另外在识别电路时,电流表相当于导线,电压表相当于断路去掉。 电路的动态分析: 电路的动态分析的主要任务是分析电路中各元件电流和电压的变化。 (1)首先要进行电路结构分析了解各元件间的串联、并联关系,弄清各电表测的是哪段电路的哪个物理量

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在电路理论中,对分布参数电路进行分析时,首先是建立模型。建立模型采用的是无限逼近法。这种方法是将分析对象(例如均匀传输线)设想为许多个无穷小长度元dx。由于长度元dx是无穷小量,在这些长度元的范围内参数可以集中。于是,每个长度元可以抽象成一个集总参数电路。而这些集总参数电路级联而成的链形电路就成为整个均匀传输线的电路模型。显然,只有无穷小长度元dx的个数为无限多时,链形电路才能准确地代表均匀传输线。接着是根据模型写方程。方程是参照长度元dx抽象成的集总参数电路,利用KCL和KVL(见基尔霍夫定律)写出的。它是一个偏微分方程组。最后是解方程求解答,再根据解答讨论电路(即传输线)的性能。 如果建模完成后,再用合适的实际电阻器、电感器和电容器来实现,便可得到一个线性尺寸很小的称为人工线的实际链形电路。这就提供了对传输线进行实验研究的条件。人们可以在实验室内利用很短的人工线实现对长达几百公里,甚而上千公里的输电线上的各种工作状态的观察和各种数据的测量。 分布参数电路作为一个电磁系统当然还可采用电磁场理论进行分析。这样做虽然严格与精确,但并不方便,因为求解电磁场方程组要比求解电路方程组困难得多。因此,通常是采用电路理论来分析分布参数电路。 传输线 传送能量或信号的各种传输线的总称。其中包括电力传输线、电信传输线、天线等。传输线又称长线。由于它具有在空间某个方向上其长度已可与其内部电压、电流的波长相比拟,而必须考虑参数分布性的特征,所以是典型的分布参数电路。在电路理论中讨论传输线时以均匀传输线作为对象。均匀传输线是指参数沿线均匀分布的二线传输线,其基本参数,或称原参数是R0、L0、C0和G0。其中R0 代表单位长度线(包括来线与回线)的电阻;L0代表单位长度来线与回线形成的电感;C0和G0分别代表单位长度来线与回线间的电容和漏电导。这些参数是由导线所用的材料、截面的几何形状与尺寸、导线间的距离,以及导线周围介质决定的。在高频和低频高电压下它们都有近似的计算公式。

当集成电路两个引脚之间接有电阻时,该电阻将影响这两个引脚上的直流电压。

当两个引脚之间接有线圈时,这两个引脚的直流电压是相等的;若不等,则必定是线圈开路了。

当两个引脚之间接有电容或接RC串联电路时,这两个引脚的直流电压肯定不相等;若相等,则说明该电容已经击穿。

1.2.7整机电路图识图方法

1.整机电路图功能

整机电路图具有下列一些功能。

(1)表明电路结构。整机电路图表明了整个机器的电路结构、各单元电路的具体形式和它们之间的连接方式,从而表达了整机电路的工作原理,这是电路图中最大的一张。

(2)给出元器件参数。整机电路图给出了电路中所有元器件的具体参数,如型号、标称值和其他一些重要数据,为检测和更换元器件提供了依据。例如,要更换某个三极管时,查阅图中的三极管型号标注就能知道要换成什么样的三极管。

(3)提供测试电压值。许多整机电路图中还给出了有关测试点的直流工作电压,为检修电路故障提供了方便,例如集成电路各引脚上的直流电压标注、三极管各电极上的直流电压标注等,都为检修这部分电路提供了方便。

(4)提供识图信息。整机电路图给出了与识图相关的有用信息。例如:通过各开关件的名称和图中开关所在位置的标注,可以知道该开关的作用和当前开关状态;引线接插件的标注能够方便地将各张图纸之间的电路连接起来。

2.整机电路图特点

整机电路图与其他电路图相比,具有下列一些特点。

(1)整机电路图包括了整个机器的所有电路。

(2)不同型号的机器其整机电路中的单元电路变化是很大的,这给识图造成了不少困难,要求有较全面的电路知识。同类型的机器其整机电路图有其相似之处,不同类型机器之间则相差很大。

(3)各部分单元电路在整机电路图中的画法有一定规律,了解这些规律对识图是有益的,其分布规律一般情况下是:电源电路画在整机电路图右下方,信号源电路画在整机电路图的左侧,负载电路画在整机电路图的右侧,各级放大器电路是从左向右排列的,双声道电路中的左、右声道电路是上下排列的,各单元电路中的元器件是相对集中在一起的。记住上述整机电路的特点,对整机电路图的分析是有益的。

3.整机电路图给出了与识图相关的有用信息

整机电路图中与识图相关的信息主要有下列一些。

(1)通过各开关件的名称和图中开关所在位置的标注,可以知道该开关的作用和当前开关状态。图1-19所示是录放开关的标注识别示意图。图中,S1-1是录放开关,P表示放音,R表示录音,图示在放音位置。

图1-19录放开关的标注识别示意图

(2)当整机电路图分为多张图纸时,引线接插件的标注能够方便地将各张图纸之间的电路连接起来。图1-20所示是各张图纸之间引线接插件连接示意图,图中CSP101在一张电路图中,CNP101在另一张图中,CSP101中的101与CNP101中的101表示是同一个接插件,一个为插头,一个为插座,根据这一电路标注可以说明这两张图纸的电路在这个接插件处相连。

图1-20各张图纸之间引线接插件连接示意图

(3)有些整机电路图中将各开关件的标注集中在一起,标注在图纸的某处,并标有开关的功能说明,识图中若对某个开关不了解,则可以去查阅这部分说明。图1-21所示是开关功能标注示意图。

图1-21开关功能标注示意图

4.整机电路图的主要分析内容

整机电路图的主要分析内容有下列几个方面。

(1)部分单元电路在整机电路图中的具体电子电路识图入门突破15位置。

(2)单元电路的类型。

(3)直流工作电压供给电路分析。直流工作电压供给电路的识图是从右向左进行,对某一级放大电路的直流电路识图方向是从上向下。

(4)交流信号传输分析。一般情况下,交流信号的传输是从整机电路图的左侧向右侧进行分析。

(5)对一些以前未见过的、比较复杂的单元电路的工作原理进行重点分析。

5.其他知识点

(1)对于分成几张图纸的整机电路图,可以一张一张地进行识图,如果需要进行整个信号传输系统的分析,则要将各图纸连起来进行分析。

(2)对整机电路图的识图,可以在学习了一种功能的单元电路之后,分别在几张整机电路图中去找到这一功能的单元电路,进行详细分析。由于在整机电路图中的单元电路变化较多,而且电路的画法受其他电路的影响而与单个画出的单元电路不一定相同,因此加大了识图的难度。

(3)分析整机电路过程中,对某个单元电路的分析有困难对,例如对某型号集成电路应用电路的分析有困难,可以查找这一型号集成电路的识图资料(内电路方框图、各引脚作用等),以帮助识图。

(4)一些整机电路图中会有许多英文标注,能够了解这些英文标注的含义,对识图是相当有利的。在某型号集成电路附近标出的英文说明就是该集成电路的功能说明,图1-22所示是电路图中的英文标注示意图。

图1-22电路图中的英文标注示意图

1.2.8印制电路板图识图方法

印制电路板图与修理密切相关,对修理的重要性仅次于整机电原理图,所以印制电路板图主要为修理服务。

1.印制电路板图的表示方式

印制电路板图有下列两种表示方式。

(1)直标方式

图1-23所示是直标方式印制电路板图示意图。

图1-23直标方式印制电路板图示意图

这种方式中没有一张专门的印制电路板图纸,而是采取在电路板上直接标注元器件编号的方式。如在电路板某电阻附近标有R7,这个R7是该电阻在电原理图中的编号,用同样的方法将各种元器件的电路编号直接标注在电路板上,如图中的C7等。

(2)图纸表示方式

图1-24所示是图纸表示方式印制电路板图示意图。

图1-24图纸表示方式印制电路板图示意图

用一张图纸(称之为印制电路板图)画出各元器件的分布和它们之间的连接情况,这是传统的表示方式,在过去大量使用。

(3)两种表示方式比较

这两种印制电路板图各有优、缺点。对于图纸表示方式来说,由于印制电路板图可以拿在手中,在印制电路板图中找出某个所要找的元器件相当方便,但是在图上找到元器件后,还要用印制电路板图到电路板上对照后才能找到元器件实物,有两次寻找、对照过程,比较麻烦。另外,图纸容易丢失。

对于直标方式来说,在电路板上找到了某元器件编号,便找到了该元器件,所以只有一次寻找过程。另外,这份“图纸”永远不会丢失。不过,当电路板较大、有数块电路板或电路板在机壳底部时,寻找就比较困难。

2.印制电路板图的作用

印制电路板图是专门为元器件装配和机器修理服务的图,它与各种电路图有着本质上的不同。印制电路板图的主要作用如下。

(1)通过印制电路板图可以方便地在实际电路板上找到电原理图中某个元器件的具体位置,没有印制电路板图时的查找就不方便。

(2)印制电路板图起到电原理图和实际电路板之间的沟通作用,是方便修理不可缺少的图纸资料之一,没有印制电路板图将影响修理速度,甚至妨碍正常检修思路的顺利展开。

(3)印制电路板图表示了电原理图中各元器件在电路板上的分布状况和具体的位置,给出了各元器件引脚之间连线(铜箔线路)的走向。

(4)印制电路板图是一种十分重要的修理资料,电路板上的情况被一比一地画在印制电路板图上。

3.印制电路板图的特点

印制电路板图具体有下列一些特点。

(1)从印制电路板设计的效果出发,电路板上的元器件排列、分布不像电原理图那么有规律,这给印制电路板图的识图带来了诸多不便。

(2)印制电路板图表示元器件时用电路符号,表示各元器件之间连接关系时不用线条而用铜箔线路,有些铜箔线路之间还用跨导线连接,此时又用线条连接,所以印制电路板图看起来很“乱”,这些都影响识图。

(3)印制电路板图上画有各种引线,而且这些引线的绘画形式没有固定的规律,这给看图造成不便。

(4)铜箔线路排布、走向比较“乱”,而且经常遇到几条铜箔线路并行排列的情况,给观察铜箔线路的走向造成不便。

4.印制电路板图的看图方法和技巧

由于印制电路板图比较“乱”,因此采用下列一些方法和技巧可以提高看图速度。

(1)根据一些元器件的外形特征,可以比较方便地找到这些元器件。例如,集成电路、功率放大管、开关件、变压器等。

(2)对于集成电路而言,根据集成电路上的型号,可以找到某个具体的集成电路。尽管元器件的分布、排列没有什么规律可言,但是同一个单元电路中的元器件相对而言是集中在一起的。

(3)一些单元电路比较有特征,根据这些特征可以方便地找到它们。如整流电路中的二极管比较多,功率放大管上有散热片,滤波电容的容量最大、体积最大等。

(4)找地线时,电路板上的大面积铜箔线路是地线,一块电路板上的地线处处相连。另外,有些元器件的金属外壳接地。找地线时,上述任何一处都可以作为地线使用。在有些机器的各块电路板之间,它们的地线也是相连接的,但是当每块之间的接插件没有接通时,各块电路板之间的地线是不通的,这一点在检修时要注意。

(5)在将印制电路板图与实际电路板对照过程中,在印制电路板图和电路板上分别画一致的看图方向,以便拿起印制电路板图就能与电路板有同一个看图方向,省去每次都要对照看图的方向,这样可以大大方便看图。

(6)在观察电路板上元器件与铜箔线路的连接情况、观察铜箔线路走向时,可以用灯照着。如图1-25所示,将灯放置在有铜箔线路的一面,在装有元器件的一面可以清晰、方便地观察到铜箔线路与各元器件的连接情况,这样可以省去电路板的翻转。因为不断翻转电路板不但麻烦,而且容易折断电路板上的引线。

图1-25观察电路板示意图

找某个电阻器或电容器时,不要直接去找它们,因为电路中的电阻器、电容器很多,寻找不方便,可以间接地找到它们,方法是先找到与它们相连的三极管或集成电路,再找到它们。或者根据电阻器、电容器所在单元电路的特征,先找到该单元电路,再寻找电阻器和电容器。

如图1-26所示,要寻找电路中的电阻R1,先找到集成电路A1,因为电路中的集成电路较少,找到集成电路A1比较方便。然后利用集成电路的引脚分布规律找到②脚,即可找到电阻R1。

图1-26寻找元器件示意图

1.2.9修理过程中的看图方法

修理过程中的看图与学习电路工作原理时的看图有很大的不同,它是紧紧围绕着修理进行的电路故障分析。

1.修理过程中的看图

修理识图主要有以下三部分内容。

(1)依托整机电路图建立检修思路。根据故障现象在整机电路图中建立检修思路,判断故障可能发生在哪部分电路中,以确定下一步的检修步骤(是测量电压还是电流,以及在电路中的哪一点测量)。

(2)测量电路中关键测试点修理数据。查阅整机电路图中某一点的直流电压数据和测量修理数据。

根据测量得到的有关数据,在整机电路图的某一个局部单元电路中对相关元器件进行故障分析,以判断是哪个元器件出现了开路或短路、性能变劣故障,导致了所测得的数据发生异常。例如,初步检查发现功率放大器电路出现了故障,可找出功率放大器电路图进行具体的电路分析。

(3)分析信号传输过程。查阅所要检修的某一部分电路的图纸,了解这部分电路的工作,如信号是从哪里来,送到哪里去。

2.修理过程中的看图方法和注意事项

修理过程中看图的基础是十分清楚电路的工作原理,不能做到这一点,就无法在修理过程中正确地看图。修理过程中的看图要注意以下三个问题。

(1)主要是根据故障现象和所测得的数据决定分析哪部分电路。例如:根据故障现象决定分析低放电路还是分析前置放大器电路,根据所测得的有关数据决定分析直流电路还是交流电路。

(2)修理过程中的看图是针对性很强的电路分析,是带着问题对局部电路的深入分析,看图的范围不广,但要有一定深度,还要会联系故障的实际情况。

(3)测量电路中的直流电压时,主要是分析直流电压供给电路;在使用干扰检查法时,主要是进行信号传输通路的看图;在进行电路故障分析时,主要是对某一个单元电路进行工作原理的分析。修理过程中的看图无需对整机电路图中的各部分电路进行全面、系统的分析。

技术源于积累,成功来自执着

重要提示

在分析一个具体电路的工作原理之前,或者在分析集成电路的应用电路之前,先分析该电路的方框图是必要的,它有助于分析具体电路的工作原理。

在几种方框图中,整机方框图是最重要的方框图,要牢记在心中,这对修理中逻辑推理的形成和对故障部位的判断十分重要。

6.方框图识图方法

关于方框图的识图方法,说明以下三点。

(1)分析信号传输过程。了解整机电路图中的信号传输过程时,主要是看图中箭头的方向,箭头所在的通路表示了信号的传输通路,箭头方向指示了信号的传输方向。在一些音响设备的整机电路方框图中,左、右声道电路的信号传输指示箭头采用实线和虚线来分开表示,如图1-7所示。

图1-7实线和虚线示意图

(2)记忆电路组成。记忆一个电路系统的组成时,由于具体电路太复杂,因此要用方框图。在方框图中,可以看出各部分电路之间的相互关系(相互之间是如何连接的),特别是控制电路系统,可以看出控制信号的传输过程、控制信号的来路和控制的对象。

(3)分析集成电路。分析集成电路应用电路的过程中,没有集成电路的引脚作用资料时,可以借助于集成电路的内电路方框图来了解、推理引脚的具体作用,特别是可以明确地了解哪些引脚是输入脚,哪些是输出脚,哪些是电源引脚,而这三种引脚对识图是非常重要的。当引脚引线的箭头指向集成电路外部时,这是输出引脚,箭头指向内部时都是输入引角。

举例说明:图1-8所示集成电路方框图中,集成电路的①脚引线箭头向里,为输入引脚,说明信号是从①脚输入到变频级电路中的,所以①脚是输入引脚;⑤脚引脚上的箭头方向朝外,所以⑤脚是输出引脚,变频后的信号从该引脚输出;④脚是输入引脚,输入的是中频信号,因为信号输入到中频放大器电路中,所以输入的信号是中频信号;③脚是输出引脚,输出经过检波后的音频信号。

图1-8集成电路方框图示意图

当引线上没有箭头时,例如图1-8所示集成电路中的②脚,说明该引脚外电路与内电路之间不是简单的输入或输出关系,方框图只能说明②脚内、外电路之间存在着某种联系,②脚要与外电路中本机振荡器电路中的有关元器件相连,具体是什么联系,方框图就无法表达清楚了,这也是方框图的一个不足之处。

另外,在有些集成电路内电路方框图中,有的引脚上箭头是双向的,如图1-9所示,这种情况在数字集成电路中常见,这表示信号既能够从该引脚输入,也能从该引脚输出。

图1-9示意图

7.方框图识图注意事项

方框图的识图要注意以下几点。

(1)厂方提供的电路资料中一般情况下都不给出整机电路方框图,不过大多数同类型机器其电路组成是相似的,利用这一特点,可以用同类型机器的整机方框图作为参考。

(2)一般情况下,对集成电路的内电路是不必进行分析的,只需要通过集成电路内电路方框图来头指向内部时是输入引脚。

理解信号在集成电路内电路中的放大和处理过程。

(3)方框图是众多电路中首先需要记忆的电路图,记住整机电路方框图和其他一些主要系统电路的方框图,是学习电子电路的第一步。

1.2.4单元电路图识图方法

单元电路是指某一级控制器电路,或某一级放大器电路,或某一个振荡器电路、变频器电路等,它是能够完成某一电路功能的最小电路单位。从广义上讲,一个集成电路的应用电路也是一个单元电路。

学习整机电子电路工作原理过程中,单元电路图是首先遇到的具有完整功能的电路图,这一电路图概念的提出,完全是为了方便电路工作原理分析之需要。

1.单元电路图功能

单元电路图具有下列一些功能。

(1)单元电路图主要用来讲述电路的工作原理。

(2)单元电路图能够完整地表达某一级电路的结构和工作原理,有时还会全部标出电路中各元器件的参数,如标称阻值、标称容量和三极管型号等。如图1-10所示,图中标出了可变电阻器和电阻器的阻值。

图1-10示意图

(3)单元电路图对深入理解电路的工作原理和记忆电路的结构、组成很有帮助。

2.单元电路图特点

单元电路图主要是为了分析某个单元电路工作原理的方便,而单独将这部分电路画出的电路图,所以在图中已省去了与该单元电路无关的其他元器件和有关的连线、符号,这样,单元电路图就显得比较简洁、清楚,识图时没有其他电路的干扰,这是单元电路的一个重要特点。单元电路图中对电源、输入端和输出端已经进行了简化。图1-11所示是一个单元电路。

图1-11单元电路图示意图

(1)电源表示方法。电路图中,用+V表示直流工作电压,其中正号表示采用正极性直流电压给电路供电,地端接电源的负极;用-V表示直流工作电压,其中负号表示采用负极性直流电压给电路供电,地端接电源的正极。

(2)输入和输出信号表示方法。Ui表示输入信号,是这一单元电路所要放大或处理的信号;Uo表示输出信号,是经过这一单元电路放大或处理后的信号。

重要提示

通过单元电路图中这样的标注可方便地找出电源端、输入端和输出端,而在实际电路中,这三个端点的电路均与整机电路中的其他电路相连,没有+V、Ui、Uo的标注,将会给初学者识图造成一定的困难。

例如:见到Ui可以知道信号是通过电容C1加到三极管VT1基极的;见到Uo可以知道信号是从三极管VT1集电极输出的。这相当于在电路图中标出了放大器的输入端和输出端,无疑大大方便了电路工作原理的分析。

(3)单元电路图采用习惯画法,一看就明白。例如元器件采用习惯画法,各元器件之间采用最短的连线,而在实际的整机电路图中,由于受电路中其他单元电路元器件的制约,该单元电路中的有关元器件画得比较乱,有的在画法上不是常见的画法,甚至个别元器件画得与该单元电路相距较远,这样,电路中的连线很长且弯弯曲曲,从而造成电路识图和电路工作原理理解的不方便。

重要提示

单元电路图只出现在讲解电路工作原理的书刊中,实用电路图中是不出现的。对单元电路的学习是学好电子电路工作原理的关键。只有掌握了单元电路的工作原理,才能去分析整机电路。

3.单元电路图识图方法

单元电路的种类繁多,而各种单元电路的具体识图方法有所不同,这里只对具有共性的问题说明几点。

(1)有源电路分析。有源电路就是需要直流电压才能工作的电路,例如放大器电路。对有源电路的识图,首先分析直流电压供给电路,此时将电路图中的所有电容器看成开路(因为电容器具有隔直特性),将所有电感器看成短路(电感器具有通直的特性)。图1-12所示是直流电路分析示意图。

图1-12直流电路分析示意图

在整机电路的直流电路分析中,电路分析的方向一般是先从右向左,因为电源电路通常画在整机电路图的右侧下方。图1-13所示是整机电路图中电源电路位置示意图。

图1-13整机电路图中电源电路位置示意图

对具体单元电路的直流电路进行分析时,再从上向下分析,因为直流电压供给电路通常画在电路图的上方。图1-14所示是某单元电路直流电路分析方向示意图。

图1-14某单元电路直流电路分析方向示意图

元器件作用分析就是搞懂电路中各元器件起什么作用,主要从直流电路和交流电路两个角度去分析。

举例说明:图1-16所示是发射极负反馈电阻电路。R1是VT1管发射极电阻,对直流而言,它为VT1管提供发射极直流电流回路,为三极元器件作用分析就是搞懂电路中各元器件起什么作用,主要从直流电路和交流电路两个角度去分析。

举例说明:图1-16所示是发射极负反馈电阻电路。R1是VT1管发射极电阻,对直流而言,它为VT1管提供发射极直流电流回路,为三极

(2)信号传输过程分析。信号传输过程分析就是分析信号在该单元电路中如何从输入端传输到输出端,信号在这一传输过程中受到了怎样的处理(如放大、衰减、控制等)。图1-15所示是信号传输的分析方向示意图,一般是从左向右进行。

图1-15信号传输的分析方向示意图

(3)元器件作用分析。对电路中元器件作用的分析非常关键,能不能看懂电路的工作其实就是能不能搞懂电路中各元器件的作用。管能够进入放大状态提供条件之一。

图1-16发射极负反馈电阻电路

对于交流信号而言,VT1管发射极输出的交流信号电流流过了R1,使R1产生交流负反馈作用,能够改善放大器的性能。而且,发射极负反馈电阻R1的阻值愈大,其交流负反馈愈强,性能改善得愈好。

(4)电路故障分析。要注意的是,在搞懂电路工作原理之后,对元器件的故障分析才会变得比较简单,否则电路故障分析寸步难行。

电路故障分析就是分析当电路中元器件出现开路、短路、性能变劣后,对整个电路的工作会造成什么样的不良影响,使输出信号出现什么故障现象,例如出现无输出信号、输出信号小、信号失真、出现噪声等故障。

举例说明:图1-17所示是电源开关电路,S1是电源开关。分析电路故障时,假设电源开关S1出现下列两种可能的故障。

图1-17电源开关电路

一是接触不良。由于S1在接通时两触点之间不能接通,电压无法加到电源变压器T1中,电路无电压而不能正常工作。如果是S1两触点之间的接触电阻大,这样S1接通时开关两触点之间存在较大的电压降,使加到T1一次绕组(又称初级绕组、初级线圈)的电压下降,从而使电源变压器T1二次绕组(又称次级绕组、次级线圈)输出电压低。

二是开关S1断开电阻小。当开关S1断开电阻小时,在S1断开时仍然有一部分电压加到T1一次绕组,使电路不能彻底断电,机器的安全性能差。

重要提示

整机电路中的各种功能单元电路繁多,许多单元电路的工作原理十分复杂,若在整机电路中直接进行分析就显得比较困难;而在对单元电路图分析之后,再去分析整机电路就显得比较简单,所以单元电路图的识图也是为整机电路分析服务的。

1.2.5等效电路图识图方法

等效电路图是一种为便于对电路工作原理的理解而简化的电路图,它的电路形式与原电路有所不同,但电路所起的作用与原电路是一样的(等效的)。

在分析某些电路时,采用这种电路形式去代替原电路,更有利于对电路工作原理的理解。

1.三种等效电路图

等效电路图主要有下列三种。

(1)直流等效电路图。这一等效电路图只画出原电路中与直流相关的电路,省去了交流电路,这在分析直流电路时才用到。

画直流等效电路时,要将原电路中的电容看成开路,而将线圈看成通路。

(2)交流等效电路图。这一等效电路图只画出原电路中与交流信号相关的电路,省去了直流电路,这在分析交流电路时才用到。画交流等效电路时,要将原电路中的耦合电容看成通路,将线圈看成开路。

(3)元器件等效电路图。对于一些新型、特殊元器件,为了说明它的特性和工作原理,需画出这种等效电路。

举例说明:图1-18所示是常见的双端陶瓷滤波器的等效电路图。

图1-18双端陶瓷滤波器等效电路图

从等效电路图中可以看出,双端陶瓷滤波器在电路中的作用相当于一个LC串联谐振电路,所以它可以用线圈L1和电容C1串联电路来等效,而LC串联谐振电路是常见电路,人们比较熟悉它的特性,这样可以方便地理解电路的工作原理。

2.等效电路图分析方法

等效电路的特点是电路简单,是一种常见、易于理解的电路。等效电路图在整机电路图中见不到,它出现在电路原理分析的图书中,是一种为了方便电路工作原理分析而采用的电路图。

关于等效电路图识图方法,主要说明以下几点。

(1)分析电路时,用等效电路去直接代替原电路中的电路或元器件,用等效电路的特性去理解原电路工作原理。

(2)三种等效电路有所不同,电路分析时要搞清楚使用的是哪种等效电路。

(3)分析复杂电路的工作原理时,通过画出直流或交流等效电路后进行电路分析比较方便。

(4)不是所有的电路都需要通过等效电路图去理解。

1.2.6集成电路应用电路图识图方法

在电子设备中,集成电路的应用愈来愈广泛,对集成电路应用电路的识图是电路分析中的一个重点。

1.集成电路应用电路图功能说明

集成电路应用电路图具有下列一些功能。

(1)它表达了集成电路各引脚外电路结构、元器件参数等,从而表示了某一集成电路的完整工作情况。

(2)有些集成电路应用电路图中画出了集成电路的内电路方框图,这对分析集成电路应用电路是相当方便的,但采用这种表示方式的情况不多。

(3)集成电路应用电路有典型应用电路和实用电路两种,前者在集成电路手册中可以查到,后者出现在实用电路中,这两种应用电路相差不大。根据这一特点,在没有实际应用电路时,可以用典型应用电路图作为参考电路,这一方法在修理中常常采用。

重要提示

一般情况下,集成电路应用电路表达了一个完整的单元电路,或一个电路系统,但有些情况下,一个完整的电路系统要用到两个或更多的集成电路。

2.集成电路应用电路图特点说明

集成电路应用电路图具有下列一些特点。

(1)大部分应用电路图不画出内电路方框图,这对识图不利,尤其对初学者进行电路工作分析更为不利。

(2)对初学者而言,分析集成电路的应用电路比分析分立元器件的电路更为困难,这是由于对集成电路内部电路不了解而造成的。实际上,无论是对识图,还是对修理也好,集成电路都要比分立元器件电路更为简单。

重要提示

对集成电路应用电路而言,在大致了解集成电路内部电路和详细了解各引脚作用的情况下,识图是比较方便的。这是因为同类型集成电路具有规律性,在掌握了

它们的共性后,可以方便地分析许多同功能、不同型号的集成电路应用电路。

3.了解各引脚作用是识图的关键

要了解各引脚的作用,可以查阅有关集成电路应用手册。知道了各引脚的作用之后,分析各引脚外电路工作原理和元器件的作用就方便了。

例如:知道集成电路的①脚是输入引脚,那么与①脚所串联的电容就是输入端耦合电容,与①脚相连的电路就是输入电路。

了解集成电路各引脚作用有三种方法:查阅有关资料、根据集成电路的内电路方框图分析和根据集成电路的应用电路中各引脚外电路的特征进行分析。

对第三种方法来说,要求有比较好的电路分析基础。

4.电路分析步骤

集成电路应用电路的具体分析步骤如下。

(1)直流电路分析。这一步主要是进行电源和接地引脚外电路的分析。

注意:电源有多个引脚时,要分清这几个电源引脚之间的关系,例如是否是前级电路、后级电路的电源引脚,或是左、右声道的电源引脚;对多个接地引脚也要分清。分清多个电源引脚和接地引脚,对修理是有用的。

(2)信号传输分析。这一步主要分析信号输入引脚和输出引脚外电路。

当集成电路有多个输入、输出引脚时,要清楚是前级电路还是后级电路的引脚;对于双声道电路,还要分清左、右声道的输入和输出引脚。

(3)其他引脚外电路分析。例如找出负反馈引脚、消振引脚等,这一步的分析是最困难的,对初学者而言,要借助于引脚作用资料或内电路方框图。

(4)掌握引脚外电路规律。有了一定的识图能力后,要学会总结各种功能集成电路的引脚外电路规律,并要掌握这种规律,这对提高识图速度是有用的。

例如,输入引脚外电路的规律是:通过一个耦合电容或一个耦合电路与前级电路的输出端相连;输出引脚外电路的规律是:通过一个耦合电路与后级电路的输入端相连。

(5)分析信号放大、处理过程。分析集成电路内电路的信号放大、处理过程时,最好是查阅该集成电路的内电路方框图。

分析内电路方框图时,可以通过信号传输线路中的箭头指示了解信号经过了哪些电路的放大或处理,最后信号是从哪个引脚输出的。

(6)了解一些关键点。了解集成电路的一些关键测试点、引脚直流电压规律对检修电路是十分有用的。

OTL电路输出端的直流电压等于集成电路直流工作电压的一半。

OCL电路输出端的直流电压等于0V。

BTL电路两个输出端的直流电压是相等的,单电源供电时等于直流工作电压的一半,双电源供电时等于0V。

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