电子产品原理安装与调试-教材全套课件教学教程整本书电子教案全书教案.ppt

电子产品原理安装与调试电子产品原理安装与调试 第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.1.1 直流电源概述 直流电源是电子设备工作的动力源，几乎所有的电子线路直流电源是电子设备工作的动力源，几乎所有的电子线路工作都需要有直流电源的支持。如电子表、手机、数码照相机工作都需要有直流电源的支持。如电子表、手机、数码照相机等。一个电源输出的电压和电流等指标应满足负载的需要。直等。一个电源输出的电压和电流等指标应满足负载的需要。直流负载各有不同，如容量上有大小之分，使用方式上有固定式流负载各有不同，如容量上有大小之分，使用方式上有固定式和移动式，因此，每一种电子产品所配置的直流电源也会有所和移动式，因此，每一种电子产品所配置的直流电源也会有所不同。不同。1.1 直流电源电路直流电源电路第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.1.2 直流电源类型及选择 直流电源类型有：干电池、蓄电池、锂电池、镉镍电池、直流电源类型有：干电池、蓄电池、锂电池、镉镍电池、纽扣电池、太阳能电池、整流电源、开关电源等。纽扣电池、太阳能电池、整流电源、开关电源等。电子装置在设计的过程中同时要考虑电源的选择问题。电子装置在设计的过程中同时要考虑电源的选择问题。选择直流电源首先要根据负载的使用条件和要求确定电源选择直流电源首先要根据负载的使用条件和要求确定电源类型，然后是确定电源的容量等其他性能指标。类型，然后是确定电源的容量等其他性能指标。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.1.3 整流电源应用实践 在在众众多多的的电电子子产产品品中中，由由于于其其功功能能和和性性能能要要求求上上的的不不同同，对对供供电电电电源源的的要要求求也也不不尽尽相相同同，如如对对晶晶体体管管收收音音机机来来说说，它它以以干干电电池池供供电电为为主主，整整流流电电源源供供电电为为辅辅，对对于于整整流流电电源源的的要要求求是是电电压压波波形形中中的的交交流流成成分分要要少少一一些些，防防止止喇喇叭叭中中出出现现交交流流声声，对对电电压压的的稳稳定定性性不不作作要要求求，而而对对于于数数字字类类电电子子装装置置来来说说为为了了使使电电路工作性能稳定，对电源电压的稳定性要求较高。路工作性能稳定，对电源电压的稳定性要求较高。另另外外有有些些体体积积较较小小的的电电子子产产品品，要要求求电电源源的的体体积积也也要要小小，以以方方便便使使用用或或携携带带，如如手手机机充充电电器器、笔笔记记本本电电脑脑等等。针针对对这这些些不同的要求，必须有针对性地加以解决。不同的要求，必须有针对性地加以解决。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1单路输出整流电源单路输出整流电源 这这是是一一种种最最简简单单的的整整流流电电源源，其其结结构构为为：变变压压器器+整整流流二二极极管管+滤滤波波电电容容，如如图图1-1所所示示。这这种种直直流流电电源源适适用用于于对对电电源源电电压稳定性要求不高的负载，如晶体管收音机等。压稳定性要求不高的负载，如晶体管收音机等。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 2正负双路整流稳压电源正负双路整流稳压电源大大多多数数运运算算放放大大器器的的供供电电电电源源是是按按正正负负对对称称双双电电源源设设计计的的，如图如图1-2所示。所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 3输出电压可调的整流稳压电源输出电压可调的整流稳压电源电电子子设设备备的的直直流流电电源源是是比比较较容容易易出出现现故故障障的的地地方方，在在维维修修电电子子设设备备时时往往往往需需要要一一个个自自备备直直流流电电源源。图图1-3是是一一个个输输出出电电压压在在1.2537V之之间间可可调调的的直直流流稳稳压压电电源源。电电路路中中CW317为为三三端端可可调调集集成成稳稳压压电电路路，使使用用时时通通过过调调节节R2的的阻阻值值来来确确定定输输出出电电压值。压值。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 4阻容降压整流电源阻容降压整流电源对对于于小小电电流流负负载载可可以以使使用用阻阻容容降降压压整整流流电电源源，用用电电容容降降压压替替代代变变压压器器降降压压可可以以减减小小电电子子产产品品的的体体积积。阻阻容容降降压压整整流流电电源源的的内内阻阻比比较较大大，所所以以它它不不适适用用在在动动态态变变化化大大的的大大电电流流负负载载场场合合，如图如图1-4所示。所示。各各元元器器件件的的作作用用是是：C1为为降降压压电电容容器器，VD1为为半半波波整整流流二二极极管管，VD2在在市市电电的的负负半半周周时时给给C1提提供供放放电电回回路路，VD3是是稳稳压二极管，压二极管，R为关断电源后为关断电源后C1的电荷泄放电阻。的电荷泄放电阻。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 5倍压整流电源倍压整流电源在在一一些些需需用用高高电电压压、小小电电流流的的地地方方，常常常常使使用用倍倍压压整整流流电电路路，如如图图1-5所所示示。倍倍压压整整流流，可可以以把把较较低低的的交交流流电电压压，用用耐耐压压较较高高的的整整流流二二极极管管和和电电容容器器，“整整”出出一一个个较较高高的的直直流流电电压压。倍倍压压整整流流电电路路一一般般按按输输出出电电压压是是输输入入电电压压的的多多少少倍倍，分分为为二二倍倍压压、三倍压与多倍压整流电路。三倍压与多倍压整流电路。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 6开关型直流稳压电源开关型直流稳压电源开关型直流稳压电源原理框图如图开关型直流稳压电源原理框图如图1-6所示。所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析（1）电路各部分的作用：）电路各部分的作用：1）输入电路。）输入电路。2）变换电路。）变换电路。3）输出电路）输出电路 4）控制电路）控制电路 第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 7UPS不间断电源不间断电源 UPS电电源源按按工工作作原原理理分分成成后后备备式式、在在线线式式与与在在线线互互动动式式三三大类大类。（1）在线式。）在线式。（2）后备式。）后备式。（3）线上交错式。）线上交错式。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.2.1 放大电路概述放大电路概述 放放大大电电路路是是应应用用最最为为广广泛泛的的一一类类电电子子线线路路。在在电电子子系系统统中中有有许许多多微微弱弱的的信信号号源源，放放大大电电路路的的作作用用就就是是通通过过放放大大提提升升它它们们的的幅幅值值以以达达到到可可以以利利用用的的程程度度。放放大大电电路路之之所所以以对对输输入入信信号号具具有有放放大大提提升升的的能能力力，是是通通过过放放大大器器件件的的控控制制作作用用，把把直直流流电电源源的的能能量量转转化化为为与与输输入入信信号号一一致致的的输输出出信信号号的的能能量量，其其实实质质是是一一种能量控制作用。种能量控制作用。了了解解和和掌掌握握各各种种典典型型放放大大电电路路的的结结构构、特特点点及及安安装装调调试试方方法显得非常重要。法显得非常重要。1.2 放大电路放大电路第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.2.2 放大电路类型及选用放大电路类型及选用一、放大电路分类一、放大电路分类 按按放放大大器器件件的的形形态态不不同同，有有分分立立器器件件和和集集成成器器件件之之分分；按按放放大大器器件件工工作作时时参参与与导导电电载载流流子子的的种种类类不不同同，有有双双极极型型（自自由由电电子子和和空空穴穴同同时时参参与与到到电电）和和单单极极型型（只只有有一一种种载载流流子子参参与与导导电电）之之分分；按按放放大大级级数数多多少少，有有单单级级和和多多级级之之分分；按按所所针针对对的的信信号号源源性性质质不不同同，有有直直流流放放大大和和交交流流放放大大、小小信信号号放放大大和和大大信信号号放放大大、高高频频放放大大和和低低频频放放大大之之分分；按按输输出出信信号号特特征征不不同同，有电压放大和功率放大之分。有电压放大和功率放大之分。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 二、放大器件的选用二、放大器件的选用1三极管的选择使用三极管的选择使用 尽尽管管集集成成运运放放在在放放大大电电路路的的应应用用中中已已经经占占有有主主导导地地位位，但但三三极极管管仍仍然然在在很很多多场场合合下下被被使使用用。对对初初学学者者来来说说掌掌握握三三极极管管的的使使用用还还是是很很有有必必要要的的，因因为为三三极极管管确确实实能能解解决决很很多多问问题题，同同时时它它也也是是集集成成运运放放的的基基础础。三三极极管管的的种种类类繁繁多多，在在实实际际应应用用时时选选择的余地很大，一般是根据不同用途来进行选择。择的余地很大，一般是根据不同用途来进行选择。三三极极管管制制造造的的离离散散性性，即即使使同同一一型型号号的的性性能能也也有有较较大大差差别别，使用时应对其影响电路的参数进行测试。使用时应对其影响电路的参数进行测试。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 二、放大器件的选用二、放大器件的选用2集成运放的选择使用集成运放的选择使用 集集成成运运放放具具有有体体积积小小、功功耗耗低低、可可靠靠性性高高且且安安装装调调试试容容易易等优点，故得到广泛的应用。等优点，故得到广泛的应用。一一般般来来讲讲，选选择择集集成成运运放放的的原原则则是是在在满满足足电电气气特特性性的的前前提提下下，尽尽可可能能选选择择价价格格低低廉廉、市市场场货货源源充充足足的的器器件件，即即选选用用性性能能价格比高、通用性强的器件。价格比高、通用性强的器件。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 二、放大器件的选用二、放大器件的选用2集成运放的选择使用集成运放的选择使用 集集成成运运放放具具有有体体积积小小、功功耗耗低低、可可靠靠性性高高且且安安装装调调试试容容易易等优点，故得到广泛的应用。等优点，故得到广泛的应用。一一般般来来讲讲，选选择择集集成成运运放放的的原原则则是是在在满满足足电电气气特特性性的的前前提提下下，尽尽可可能能选选择择价价格格低低廉廉、市市场场货货源源充充足足的的器器件件，即即选选用用性性能能价格比高、通用性强的器件。价格比高、通用性强的器件。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 三、放大电路结构的选择三、放大电路结构的选择 放放大大电电路路的的结结构构是是指指放放大大器器件件在在电电路路中中的的接接法法和和级级数数。放放大大器器件件在在电电路路中中的的不不同同接接法法及及采采用用的的放放大大级级数数不不同同都都会会对对放放大大器的性能产生不同的影响。器的性能产生不同的影响。1放大电路性能与结构的关系放大电路性能与结构的关系（1）高放大倍数需要多级放大结构。）高放大倍数需要多级放大结构。（2）放大电路结构对输入、输出电阻的影响。）放大电路结构对输入、输出电阻的影响。2放大电路稳定性与放大电路结构的关系放大电路稳定性与放大电路结构的关系放放大大电电路路实实际际上上的的工工作作是是不不稳稳定定的的，它它会会受受各各种种因因素素的的影影响响，在在放放大大电电路路中中引引入入负负反反馈馈可可以以起起到到稳稳定定工工作作点点的的作作用用。负负反反馈馈不不仅仅可可以以稳稳定定静静态态工工作作点点，还还可可以以改改善善放放大大电电路路的的动动态态性性能能。负反馈有不同的类型，对放大电路产生的影响也不同。负反馈有不同的类型，对放大电路产生的影响也不同。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 3集成放大电路的结构及选择集成放大电路的结构及选择集集成成运运放放在在结结构构上上有有其其特特殊殊性性：有有两两个个输输入入端端且且这这两两个个输输入入端端内内部部的的偏偏置置电电流流要要由由外外电电路路提提供供；有有的的还还有有调调零零端端用用于于零零输输入入零零输输出出达达不不到到时时的的人人为为调调零零；在在电电源源供供给给方方式式上上，有有用用正正负负双双电电源源供供电电的的也也有有使使用用单单电电源源的的；输输出出端端的的静静态态工工作作点点的的设设置置与信号源性质和电源结构都有关系。与信号源性质和电源结构都有关系。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.2.3 放大电路应用实践放大电路应用实践一、关于放大器输入级的选择一、关于放大器输入级的选择 在在初初学学者者的的实实践践中中可可能能会会遇遇到到这这样样的的情情况况，为为一一个个信信号号源源安安装装了了一一个个放放大大电电路路，但但在在调调试试时时发发现现放放大大电电路路的的输输出出达达不不到到期期望望值值，无无论论怎怎样样调调整整参参数数都都没没有有多多大大改改进进。这这是是一一个个放放大大器器输输入入级级选选择择上上的的问问题题。一一个个放放大大系系统统在在选选择择放放大大电电路路输输入入级级时时，首先要明确信号源的特性。首先要明确信号源的特性。现现以以电电容容麦麦克克、动动圈圈式式喇喇叭叭和和压压电电陶陶瓷瓷片片三三种种信信号号源源为为例例来来选选择择各各自自的的输输入入级级放放大大器器。这这三三种种信信号号源源都都可可以以将将声声音音变变换换为为电电信信号号，但但是是他他们们的的内内阻阻各各不不相相同同，动动圈圈式式喇喇叭叭的的内内阻阻最最小小，只只有有几几欧欧姆姆至至十十几几欧欧姆姆，压压电电陶陶瓷瓷片片的的内内阻阻最最大大，可可达达到到几几百百兆欧，电容麦克的内阻居中，一般小于兆欧，电容麦克的内阻居中，一般小于2千欧姆。千欧姆。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1电容麦克放大器的选择电容麦克放大器的选择电电容容麦麦克克放放大大器器的的选选择择电电容容麦麦克克是是目目前前用用的的最最多多的的一一种种声声电电转换装置，其内部结构如图转换装置，其内部结构如图1-16所示。所示。电容麦克声电转换原理（详见教材）电容麦克声电转换原理（详见教材）第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 2动圈式喇叭放大器的选择动圈式喇叭放大器的选择动动圈圈式式喇喇叭叭本本是是一一种种电电声声转转换换设设备备，但但他他也也可可以以当当麦麦克克来来使使用，其内部结构如图用，其内部结构如图1-18所示。所示。动圈喇叭声电转换原理动圈喇叭声电转换原理（详见教材）（详见教材）第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 3压电陶瓷片放大器的选择压电陶瓷片放大器的选择压压电电陶陶瓷瓷片片即即是是一一种种电电声声转转换换器器件件（可可以以用用来来做做蜂蜂鸣鸣器器或或高高音喇叭），又是一种声电转换器件。音喇叭），又是一种声电转换器件。压电陶瓷片声电转换原理压电陶瓷片声电转换原理（详见教材）（详见教材）第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 二二、关关于于小小信信号号的的放放大大问问题题在一个电子系统中，如果需要对某一个物理量（如温度）进行精确控制，而代表这个物理量的电压信号非常微弱（在10mV以下），其周围又有较大的共模信号存在，在这种情况下应选用共模抑制比很高的差动放大电路，同时还要求放大电路有极高的输入电阻以减小信号源内部的损耗，具有这样性能的放大电路称为测量放大器，如图1-21所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 三、关于运放输出功率的提升三、关于运放输出功率的提升除了功率运放外，普通运放输出的功率是有限的（一般电流在10mA，电压在12V左右）。有什么办法在不使用功率运放的情况下能让运放输出功率有一定的提升，以满足负载的需要。此时我们可以用两个三极管即可解决问题。如图1-24所示。在运放的输出端接了一个互补射极跟随电流提升器，可以提升输出电流达到100 mA以上。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.3.1 振荡电路概述振荡电路概述 从从能能量量的的角角度度来来讲讲振振荡荡电电路路是是一一种种能能量量转转换换电电路路，即即可可将将直直流流电电能能转转换换为为交交流流电电能能，相相对对于于整整流流原原理理来来说说它它是是一一种种逆逆变变过过程程。工工频频电电的的频频率率50Hz是是固固定定不不变变的的，而而振振荡荡电电路路的的工工作作频频率率可可以以根根据据需需要要改改变变。振振荡荡电电路路有有许许多多用用途途，在在电电子子琴琴中中，振振荡荡电电路路通通过过输输出出不不同同频频率率、不不同同波波形形的的电电流流，可可使使喇喇叭叭发发出出不不同同音音调调和和不不同同音音色色的的声声音音。振振荡荡电电路路也也是是各各种种无无线线电电收收发发设设备、雷达射频电路中非常重要的组成部分。备、雷达射频电路中非常重要的组成部分。1.3 振荡电路振荡电路第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.3.2 振荡电路类型及选择振荡电路类型及选择振振荡荡电电路路是是一一种种不不需需要要外外来来输输入入信信号号激激励励就就可可以以产产生生交交流流输输出出的电路。按输出波形不同可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。的电路。按输出波形不同可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。正弦波振荡器的基本结构：放大器正弦波振荡器的基本结构：放大器+正反馈正反馈+选频网络（选频网络（RC或或LC）。）。非正弦波振荡器的基本结构：放大器非正弦波振荡器的基本结构：放大器+正反馈正反馈。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.3.3 振荡电路应用实践振荡电路应用实践 振荡电路似乎是一个很神秘的电路，它既能使喇叭发出各种声音，又能产生用于电子表计时的基准秒脉冲信号，还能将几伏的直流电转换为几十伏或上百伏的高压脉冲用于电子针灸或警用电棍。实际上组成一个振荡电路并不难，仅用几个元器件就可以组成一个能使喇叭发音的振荡电路。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1用NPN+PNP双管组成的音频振荡电路音频信号是我们人耳能够听到的声音信号，其频率范围在20Hz20kHz内。用喇叭作为音频振荡电路的负载，可以使其发出用于报警的音响。用NPN、PNP两个三极管可以组成一个非正弦振荡电路，如图1-25所示第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 2 用 NPN+NPN双管组成的多谐振荡电路在上述的振荡电路中采用NPN+PNP组合是一种极性互补的串联结构，若采用NPN+NPN组合也是可以的，但必须采用并联结构，如图1-30所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 3用一个运放组成的振荡电路用运放组成振荡电路非常简单，在放大状态的基础上，再接入正反馈即可，如图1-31所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.4.1 定时电路概述定时电路概述 定时电路通常用来对负载的工作时间进行控制。如声控节能灯在触发后的点亮时间就是由定时电路来控制的。还有微波炉、烤箱、洗衣机等家电产品也都需要定时控制。定时电路可以分为模拟定时器和数字定时器两类。定时器的定时时间可以根据需要进行设定，对于模拟定时器来说，通常是通过改变电容、电阻参数来设定时间；对于数字定时器来说，是通过输入数字来设定时间。1.4 定时器电路定时器电路第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.4.2 定时电路类型及选择定时电路类型及选择1模拟定时器模拟定时器 模拟定时器通常由阻容元件和控制电路组成。阻容元件可以对信号产生延时作用，其原理如图1-32所示。控制电路的作用是对电容器的充放电时间进行控制。控制电路可以由三极管或555集成电路构成。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.4.2 定时电路类型及选择定时电路类型及选择2数字定时器数字定时器数字定时器电路的基本结构如图数字定时器电路的基本结构如图1-36所示。所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.4.3 555定时电路应用实践定时电路应用实践1关于关于555电路的带负载问题电路的带负载问题555电路按其内部使用的器件类型不同分为双极型和CMOS两类。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.4.3 555定时电路应用实践定时电路应用实践2关于延长关于延长555定时电路的定时时间问题定时电路的定时时间问题第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.4.3 555定时电路应用实践定时电路应用实践3关于关于555定时电路的触发问题定时电路的触发问题定时器的触发方式取决于它所在电路的用途，如用在节能灯上，一般是采用声控触发，如图1-39所示。555定时电路也可采用红外线光电开关来产生触发信号，如图1-40所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.4.3 555定时电路应用实践定时电路应用实践4关于关于555电路的工作电源的选择电路的工作电源的选择 双极型555的工作电源为4.515V，CMOS型555的电源为218V。在使用时，两者均可以满足TTL型和CMOS型数字电路的电平要求。但前者的功耗大于后者，电子产品如果采用电池供电时，应选用CMOS型555电路，因为CMOS电路功耗低。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.5.1 电压比较电路概述电压比较电路概述电压比较电路起着比较两个电压信号的作用，常用于检测和自动控制电路中。如空调设备对室内温度的调节过程是这样：先确定一个给定温度，即通过面板上参数设定产生一个电压作为给定信号，另一个电压信号是由温度传感器产生，它的大小反映了室内的实际温度。电压比较器可以有两种接法，如图1-41所示。1.5 电压比较电路电压比较电路第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.5.2 电压比较器的类型及选用电压比较器的类型及选用 集成运算放大器除了用于放大还可以组成电压比较器（前者是线性应用，后者是非线性应用）。在有些场合要求对某一物理量进行精确控制时，应采用专用的精密电压比较器，所谓精密电压比较是指分辨率可以做到毫伏级。LM324为通用四运放，可用于控制精度不高的电路中作电压比较器。LM339为精密四电压比较器，即专用电压比较器，控制精度高，但他是OC门输出（即集电极开路），使用时输出端要外接一个10k左右的上拉电阻。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.5.3 电压比较电路应用实践电压比较电路应用实践 提出问题：由于运放有两个输入端所以很容易组成电压比较电路。两个输入端一个是加给定电压信号，另一个是加被控对象信号。哪一个作为给定端需要看比较器后级电路的输入要求，即是高电平有效还是低电平有效；给定电压信号的大小要根据被控对象的门限值来确定。如果对被控对象有双向限制，应采用窗口比较器。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.5.3 电电压压比比较较电电路应用实践路应用实践 1直流电动机过载保护电路中的电压比较器电路如图1-42所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.5.3 电电压压比比较较电电路应用实践路应用实践 2温度自动控制设备中的窗口比较器电路如图1-43所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.6.1 开关电路概述开关电路概述凡是能够通断电路的器件都可以称为开关，开关分为有触点开关和无触点开关。前者是机械式，后者是电子式。电子开关具有寿命长、开关速度快、无噪音等优点。二极管和三极管是最简单的电子开关，它们是利用其工作状态来控制电路的通断。由电子开关元件组成的电路通常称为开关电路。1.6 开关电路开关电路第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.6.2 电子开关元件类型及选择电子开关元件类型及选择二极管的开关特性是基于PN结的单向导电性，正向导通相当开关闭合，反向截止相当开关断开。三极管的开关特性是基于截止和饱和这两种工作状态，通过对基极电流的控制可以使其在这两种状态之间转换。开关三极管的外形与普通三极管外形相同，因功率的不同可分为小功率开关管和大功率开关管。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.6.2 电子开关元件类型及选择电子开关元件类型及选择常用的国产小功率开关管有3AKl-5、3AKll-15、3AKl9-3AK20、3AK20-3AK22、3CKl-4、3CK7、3CK8、3DK2-4、3DK7-9等，国外产品有8050（NPN）、8550（PNP）等。国产常用的大功率开关管有：3AK5l-56、3AK61-3AK66、3CK37、3CKl04-106、3CK108-109、3DKl0-12、3DK35、3DK32、3DK36-37等。国 外 产 品 有 2SD1556、2SD1887、2SD1455、2SD1553、2SD1497、2SD1433、2SD1431、2SD1403、2SD850等。另外，还有一种高速电子开关器件，型号为TWH8778，如图1-44所示，它是一个具有五个管脚的开关，有输入端、输出端和控制端。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.6.3 开关电路应用实践开关电路应用实践开关器件组成的电路称为开关电路，既然是“开关”，工作时就不能拖泥带水，要么导通，要么截止。二极管作为开关时要注意极性的正确连接，三极管作为开关时要注意导通条件和截止条件。1二极管的隔离作用二极管的开关作用常体现在隔离作用方面。2三极管的开关应用三极管作为开关常被用来控制发光二极管或直流继电器。（1）三极管控制发光二极管。（2）三极管控制直流电动机正反转。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.7.1 驱动电路概述驱动电路概述在在电电子子系系统统中中控控制制信信号号都都比比较较微微弱弱，不不能能直直接接控控制制负负载载，通通常常是是用用控控制制信信号号控控制制驱驱动动电电路路，驱驱动动电电路路再再去去控控制制执执行行器器，如如继继电电器器或或电电磁磁阀阀，继继电电器器的的触触点点可可以以控控制制大大电电流流、大大电电压压负负载载，电电磁磁阀阀可可以以开开闭闭气气路路或或水水路路，原原理理如如图图1-48所示。所示。1.7 驱动电路驱动电路 第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.7.2 驱动电路类型及选用驱动电路类型及选用驱动电路可以分为：三极管驱动和达林顿管驱动等。三极管的驱动电流不能超过其集电极最大极限电流ICM，如果用三极管驱动继电器线圈，如图1-49所示，那么继电器线圈的工作电流不能超过ICM。如果需要更大的驱动电流时，可使用复合管或达林顿管。图1-50为用两个同型号的三极管组成的复合管，其集电极电流为。图1-51为达林顿管MC1413中一个单元的原理图。其中K为外接继电器线圈，三个二极管均对电路起保护作用。单元电路从集成电路引出的三个端分别为I1、Q1、COM，其中I1为输入端，Q1为输出端，COM为公共端。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.7.2 驱动电路类型及选用驱动电路类型及选用第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.7.3 驱动电路应用实践驱动电路应用实践电子电路中的信号都很微弱，不能直接控制大电流电器，必须借助驱动电路来实现相应的控制。驱动电路也就是大功率输出电路，在元器件参数的选择上要留有充分的余量，以确保安全可靠。三极管驱动电路和三极管开关电路有些类似，但三极管驱动电路更突出用小电流控制大电流的作用。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1三三极极管管驱驱动动直直流继电器流继电器直流继电器是由电磁线圈、触头、铁心和衔铁等部分组成。继电器的触头分为动合触头（也称常开触头）、动断触头（也称常闭触头）和先断后合触头，如图1-52所示。据继电器型号的不同，触头的类型和数量也不同。图1-53为直流继电器结构示意图。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1三极管驱动直流继电器三极管驱动直流继电器1）用NPN三级管驱动直流继电器。电路如图1-49所示。2）用PNP三级管驱动直流继电器。电路如图1-54所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 2步进电动机驱动电路步进电动机驱动电路数控机床自动进给系统一般采用功率步进电动机作为伺服装置。脉冲分配器输出的脉冲功率很小，经过功率放大输出脉冲电流可达到110A，才能驱动步进电动机旋转。图1-55是步进电动机A相绕组的驱动电路，其他相的驱动电路和A相的完全相同。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.8.1 记忆电路概述记忆电路概述许多电子产品在使用中需要通过轻触按键输入信号，如手机键盘。这种按键材料轻薄，结构紧凑，通过导电橡胶和金属电极接触产生电信号，在手指按下时触点被接通，手指离开时自动复位，对于输入的信号没有保持作用。但在实际应用中很多情况下都需要对输入信号记忆保持，以维持电路所需要的工作状态，如手机的开机或关机状态。因此按键需要记忆电路的支持才可以使电子系统正常工作。触发器（也称双稳态触发器）有两种稳定状态，所以具有记忆功能。1.8 记忆电路记忆电路第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.8.2 记忆电路类型及选用记忆电路类型及选用常用的触发器有D触发器和JK触发器。D触 发 器 类 型 有：CD4013（CMOS双 D触 发 器）、CD4042（CMOS四D锁存器）、74LS74（TTL双D触发器）、74LS175（TTL四 D触 发 器），JK触 发 器 类 型 有：CD4027（CMOS双JK触发器）、74LS107、74LS112、74LS78（TTL双JK触发器）数字集成电路的封装形式通常有两类：双列直插式（DIP）和贴片式（SMD）。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.8.3 记忆电路应用实践记忆电路应用实践触发器是由逻辑门电路构成的一种特殊器件，特殊之处是因为它具有了记忆功能，由此使它变得非常重要，它可以单独使用，也可以用多个组成寄存器和计数器，这些都是数字电路中的最基本单元电路。在一个集成芯片上可以制作出不同数量的触发器，但整体的功能可以是不同的，需要根据用途进行选择。触发器有两个稳定状态，在接通电源时必须要取其中的一种状态作为初始状态，否则电路的逻辑关系就会出现混乱。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1触发器功能比较CD4013是双D触发器，CD4042是四D锁存器，它们的不同之处不仅是D触发器数量的不同，更主要的是功能上的不同。CD4013的内部是两个独立的D触发器，如图1-56所示。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 2触发器性能比较CD4013和74LS74均为双D触发器，在使用时的选择。要看它所在的电子系统的技术性能要求，如果系统要求驱动电流大，则应选用TTL型的74LS74；如果系统要求低功耗，则应选用CMOS型的CD4013。3触发器初始状态设置触发器在正常情况下两个输出端的状态总是相反的，或。在使用中必须考虑接通电源（上电）时初始状态的设置问题，这可以通过触发器的“直接置1端S”和“直接置0端R”来设定。如果初态要求为，则需要上电复位；如果初态要求为，则需要上电置位。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 4用触发器实现一键开/关机触发器除了可以实现置“0”、置“1”外，还具有计数功能。利用触发器的计数功能可以实现一键开/关机，电路如图1-59所示。电路在接 通 电 源 后 先 进 入“0态”（上电复位），当按下按键SW时输出变为“1态”，再按一下时，输出又变回“0态”。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.9.1 LED数码显示电路概述数码显示电路概述 数码显示是电子产品中常用的部件，如计数器、计时器、计算器、电子称、数字定时器等都需要将处理后的数据结果或设定的数据通过数码管显示出来。数码显示按器件性质不同可分为液晶显示（LCD）和发光二极管（LED）显示。前者功耗低，但显示不够清晰；后者显示亮度高，但功耗较大。当前LED在广告业已经大显身手，LED广告牌比比皆是，这足以说明LED在显示上的优势。在计数器、频率计的电路中需要用多位LED数码管来显示结果，显示方式可分为静态显示和动态显示。1.9 译码及译码及LED数码显示电路数码显示电路第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.9.2 数码显示电路类型及选择数码显示电路类型及选择 LCD显示多用于用电池作为电源的小型电子产品。LED显示适合用在非移动、用整流电源的电子设备上。在需要多个LED数码显示的电路中，按驱动方式不同分为静态驱动显示方式和动态驱动显示方式两种。第一章第一章 电子产品常用单元电路分析电子产品常用单元电路分析 1.9.3 数码显示电路应用实践数码显示电路应用实践在实际应用中如果需要数码显示装置，这要看应用的具体要求，如对显示位数、显示亮度的要求等，据此来确定显示器件的类型和驱动方式。显示器件类型分为LCD和LED两种，显示驱动方式分为静态驱动和动态驱动两种。1三位LED静态驱动显示电路2三位LED动态驱动显示电路电子产品原理安装与调试电子产品原理安装与调试主编主编 刘佳鲁刘佳鲁 中国水利水电出版社中国水利水电出版社第二章第二章 电子产品电子技术应用实例电子产品电子技术应用实例“电电子子技技术术”通通常常被被人人们们称称为为“弱弱电电”，它它会会用用微微弱弱的的电电信信号号按按照照人人们们的的意意愿愿去去控控制制负负载载工工作作。电电子子产产品品之之所所以以受受到到人人们们的的喜喜爱爱，就就是是因因为为电电子子技技术术具具有有神神奇奇的的、让让人人感感到到惊惊叹叹的的控控制制力力，从从这这个个角角度度来来说说，它不仅不弱反而非常强悍。它不仅不弱反而非常强悍。本本章章试试图图通通过过电电子子技技术术应应用用的的一一些些实实例例让让读读者者对对电电子子产产品品有有更更多多的了解和认识。的了解和认识。第二章第二章 电子产品电子技术应用实例电子产品电子技术应用实例项目分析与资讯项目分析与资讯防盗报警就是在有盗情时发出声光报警信号，以引起人们的注意并尽快采取相应措施进行处置。报警器需要相应的传感器来获取防范区域现场的信号，然后通过有线或无线方式向接收装置进行传送。传感器的种类和数量要根据防范区域的大小、地形地貌及防范等级来确定。对于银行金库、国家重要设施、危险品仓库等场所要提高防范等级，而对于一般的场所的防范可采用简易的报警装置即可。断线防盗报警中的传感器就是一段闭合的导线，将其设置在防范区域的某处，一旦闭合导线被行窃者扯断，报警器即刻发出报警信号。为了提高报警器的可靠性，要求对传感器产生的信号能够记忆，记忆电路可以使报警电路保持报警状态，这样可以防止行窃者的人为因素中断报警。项目项目1 带有记忆功能的断线防盗报警器带有记忆功能的断线防盗报警器第二章第二章 电子产品电子技术应用实例电子产品电子技术应用实例2.1.1 电路原理框图电路原理框图电路原理框图如图2-1所示。（1）传感器结构及设置。（2）信号处理电路。（3）驱动电路。第二章第二章 电子产品电子技术应用实例电子产品电子技术应用实例2.1.2 单元电路原理单