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电子电路分析方法【二】

2018/09/0694 作者:佚名
导读: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

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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