|
前面介紹了電路圖中的元器件的作用和符號,。一張電路圖通常有幾十乃至幾百個(gè)元器件，它們的連線縱橫交叉,，形式變化多端,，初學(xué)者往往不知道該從什么地方開始，怎樣才能讀懂它,。其實(shí)電子電路本身有很強(qiáng)的規(guī)律性,，不管多復(fù)雜的電路，經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn),，它是由少數(shù)幾個(gè)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(fù)雜的電路，經(jīng)過分析就可發(fā)現(xiàn),，它也是由少數(shù)幾個(gè)單元電路組成的,。因此初學(xué)者只要先熟悉常用的基本單元電路，再學(xué)會分析和分解電路的本領(lǐng),，看懂一般的電路圖應(yīng)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,，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(gè)電子設(shè)備都有一個(gè)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(shù)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(shí)更換（蓄電池則要經(jīng)常充電）的缺點(diǎn),，因此最經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(shè)備對電源的質(zhì)量要求很高,，所以有時(shí)還需要再增加一個(gè)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(shí)就是一個(gè)鐵芯變壓器，需要介紹的只是后面三種單元電路,。
二、整流電路 整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動直流電的電路,。 （ 1 ）半波整流 半波整流電路只需一個(gè)二極管,，見圖 2 （ a ）。在交流電正半周時(shí) VD 導(dǎo)通，負(fù)半周時(shí) VD 截止,，負(fù)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(gè)二極管,，而且要求變壓器有帶中心抽頭的兩個(gè)圈數(shù)相同的次級線圈，見圖 2 （ b ）,。負(fù)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高。 （ 3 ）全波橋式整流 用 4 個(gè)二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個(gè)次級線圈的變壓器,，見圖 2 （ c ）,。負(fù)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(gè)二極管和電容器可以獲得較高的直流電壓,。圖 2 （ d ）是一個(gè)二倍壓整流電路,。當(dāng) U2 為負(fù)半周時(shí) VD1 導(dǎo)通， C1 被充電,， C1 上最高電壓可接近 1.4U2 ,；當(dāng) U2 正半周時(shí) VD2 導(dǎo)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 把電容器和負(fù)載并聯(lián)，如圖 3 （ a ）,，正半周時(shí)電容被充電,，負(fù)半周時(shí)電容放電，就可使負(fù)載上得到平滑的直流電,。
（ 2 ）電感濾波 把電感和負(fù)載串聯(lián)起來,，如圖 3 （ b ），也能濾除脈動電流中的交流成分,。 （ 3 ） L ,、 C 濾波 用 1 個(gè)電感和 1 個(gè)電容組成的濾波電路因?yàn)橄笠粋€(gè)倒寫的字母“ L ”，被稱為 L 型,，見圖 3 （ c ）,。用 1 個(gè)電感和 2 個(gè)電容的濾波電路因?yàn)橄笞帜浮?π ”，被稱為 π 型,，見圖 3 （ d ）,，這是濾波效果較好的電路。 （ 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電阻器取代電感器而組成 RC 濾波電路,。同樣，它也有 L 型,，見圖 3 （ e ）,； π 型，見圖 3 （ f ）,。 四,、穩(wěn)壓電路 交流電網(wǎng)電壓的波動和負(fù)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(gè)穩(wěn)壓管和負(fù)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(gè)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 V Z 。
(2 ）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 有放大和負(fù)反饋?zhàn)饔玫拇?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(zhǔn)電壓（ V Z ）比較并經(jīng)放大器（ VT2 ）放大后加到調(diào)整管（ VT1 ）上，使調(diào)整管兩端的電壓隨著變化,。如果輸出電壓下降,，就使調(diào)整管管壓降也降低，于是輸出電壓被提升,；如果輸出電壓上升,，就使調(diào)整管管壓降也上升，于是輸出電壓被壓低,，結(jié)果就使輸出電壓基本不變,。在這個(gè)電路的基礎(chǔ)上發(fā)展成很多變型電路或增加一些輔助電路，如用復(fù)合管作調(diào)整管,，輸出電壓可調(diào)的電路,，用運(yùn)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(hù)電路等,。 （ 3 ）開關(guān)型穩(wěn)壓電路 近年來廣泛應(yīng)用的新型穩(wěn)壓電源是開關(guān)型穩(wěn)壓電源,。它的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，本身功耗很小,，所以有效率高,、體積小等優(yōu)點(diǎn),，但電路比較復(fù)雜。 開關(guān)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(diào)整管在關(guān)斷狀態(tài)時(shí)為 L ,、 C 濾波器提供電流通路的續(xù)流二極管。開關(guān)穩(wěn)壓電源的開關(guān)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(jīng)比較放大后去控制一個(gè)矩形波發(fā)生器。矩形波發(fā)生器的輸出脈沖是控制調(diào)整管（ VT ）的導(dǎo)通和截止時(shí)間的,。如果輸出電壓 U 0 因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓或負(fù)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(diào)整管導(dǎo)通時(shí)間增大,，使 L ,、 C 儲能電路得到更多的能量，結(jié)果是使輸出電壓 U 0 被提升,，達(dá)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(chǎn)品問世，品種很多,，結(jié)構(gòu)也各不相同,。目前用得較多的有三端集成穩(wěn)壓器，有輸出正電壓的 CW7800 系列和輸出負(fù)電壓的 CW7900 系列等產(chǎn)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(gè)端子,，穩(wěn)壓電路的所有部分包括大功率調(diào)整管以及保護(hù)電路等都已集成在芯片內(nèi),。使用時(shí)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(diào)試。 圖 4 （ e ）是一個(gè)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(hù)二極管,。五,、電源電路讀圖要點(diǎn)和舉例 電源電路是電子電路中比較簡單然而卻是應(yīng)用最廣的電路。拿到一張電源電路圖時(shí),，應(yīng)該： ① 先按“整流 — 濾波 — 穩(wěn)壓”的次序把整個(gè)電源電路分解開來,，逐級細(xì)細(xì)分析。 ② 逐級分析時(shí)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(shù)要求等。例如開關(guān)穩(wěn)壓電源中,，電感電容和續(xù)流二極管就是它的關(guān)鍵元件,。 ③ 因?yàn)榫w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(gè)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(shí)必須分清各組輸出電壓的數(shù)值和極性。在組裝和維修時(shí)也要仔細(xì)分清晶體管和電解電容的極性,，防止出錯(cuò),。 ④ 熟悉某些習(xí)慣畫法和簡化畫法。 ⑤ 最后把整個(gè)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(gè)電熱毯電路。開關(guān)在“ 1 ”的位置是低溫檔,。 220 伏市電經(jīng)二極管后接到電熱毯,，因?yàn)槭前氩ㄕ鳎姛崽簝啥怂拥氖羌s 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(guān)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(jīng)過四倍壓整流后輸出電壓可達(dá) 1100 伏,，把這個(gè)直流高壓加到平行的金屬絲網(wǎng)上。網(wǎng)下放誘餌,，當(dāng)蒼蠅停在網(wǎng)上時(shí)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(wǎng)又恢復(fù)高壓,。這個(gè)高壓電網(wǎng)電流很小，因此對人無害,。
由于昆蟲夜間有趨光性,，因此如在這電網(wǎng)后面放一個(gè) 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(shí)用穩(wěn)壓電源 圖 7 是一個(gè)實(shí)用的穩(wěn)壓電源。輸出電壓 3 ～ 9 伏可調(diào),，輸出電流最大 100 毫安,。這個(gè)電路就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意的是 :① 整流橋的畫法和圖 2 （ c ）不同,，實(shí)際上它就是橋式整流電路,。 ② 這個(gè)電路使用 PNP 型鍺管，所以輸出是負(fù)電壓,，正極接地,。 ③ 用兩個(gè)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(gè) 2CZ 二極管作基準(zhǔn)電壓。 ④ 取樣電阻是一個(gè)電位器,，所以輸出電壓是可調(diào)的,。
怎樣看電路圖（三） 能夠把微弱的信號放大的電路叫做放大電路或放大器。例如助聽器里的關(guān)鍵部件就是一個(gè)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(qiáng)弱分成電壓放大,、功率放大等。此外還有用集成運(yùn)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(fù)雜多變的電路,。但初學(xué)者經(jīng)常遇到的也只是少數(shù)幾種較為典型的放大電路。 讀放大電路圖時(shí)也還是按照“逐級分解,、抓住關(guān)鍵,、細(xì)致分析,、全面綜合”的原則和步驟進(jìn)行。首先把整個(gè)放大電路按輸入,、輸出逐級分開,，然后逐級抓住關(guān)鍵進(jìn)行分析弄通原理。放大電路有它本身的特點(diǎn)：一是有靜態(tài)和動態(tài)兩種工作狀態(tài),，所以有時(shí)往往要畫出它的直流通路和交流通路才能進(jìn)行分析,；二是電路往往加有負(fù)反饋，這種反饋有時(shí)在本級內(nèi),，有時(shí)是從后級反饋到前級,，所以在分析這一級時(shí)還要能“瞻前顧后”。在弄通每一級的原理之后就可以把整個(gè)電路串通起來進(jìn)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、輸出要求有一定電壓值而不要求很強(qiáng)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 是基極偏置電阻 ,RC 是集電極負(fù)載電阻。 1 ,、 3 端是輸入,， 2 、 3 端是輸出,。 3 端是公共點(diǎn),，通常是接地的，也稱“地”端,。靜態(tài)時(shí)的直流通路見圖 1 （ b ）,，動態(tài)時(shí)交流通路見圖 1 （ c ）。電路的特點(diǎn)是電壓放大倍數(shù)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(gè)元件,。基極電壓是由 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(fù)反饋?zhàn)饔?。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(fù)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(fù)反饋,。由于采取了上面兩個(gè)措施，使電路工作穩(wěn)定性能提高,，是應(yīng)用最廣的放大電路,。 （ 3 ）射極輸出器 圖 3 （ a ）是一個(gè)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(gè)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(gè)交流負(fù)反饋很深的電路,。由于很深的負(fù)反饋,，這個(gè)電路的特點(diǎn)是：電壓放大倍數(shù)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(jīng)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(gè)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： ①RC 耦合,，見圖 4 （ a ）,。優(yōu)點(diǎn)是簡單、成本低,。但性能不是最佳,。 ② 變壓器耦合，見圖 4 （ b ）,。優(yōu)點(diǎn)是阻抗匹配好,、輸出功率和效率高，但變壓器制作比較麻煩,。 ③ 直接耦合,，見圖 4 （ c ）,。優(yōu)點(diǎn)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(shè)計(jì)制作較麻煩,。
功率放大器 能把輸入信號放大并向負(fù)載提供足夠大的功率的放大器叫功率放大器,。例如收音機(jī)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(fù)載電阻 Ri′ 是將負(fù)載電阻 R L 通過變壓器匝數(shù)比折算過來的： RC′= （ N1 N2 ） 2 RL=N 2 RL 負(fù)載電阻是低阻抗的揚(yáng)聲器,，用變壓器可以起阻抗變換作用,，使負(fù)載得到較大的功率。 這個(gè)電路不管有沒有輸入信號,，晶體管始終處于導(dǎo)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(gè)特性相同的晶體管組成對稱電路,，在沒有輸入信號時(shí)，每個(gè)管子都處于截止?fàn)顟B(tài),，靜態(tài)電流幾乎是零,，只有在有信號輸入時(shí)管子才導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為乙類工作狀態(tài),。當(dāng)輸入信號是正弦波時(shí),，正半周時(shí) VT1 導(dǎo)通 VT2 截止，負(fù)半周時(shí) VT2 導(dǎo)通 VT1 截止,。兩個(gè)管子交替出現(xiàn)的電流在輸出變壓器中合成,，使負(fù)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(dá) 60 ％,。 （ 3 ） OTL 功率放大器 目前廣泛應(yīng)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(gè)有輸入變壓器沒有輸出變壓器的 OTL 電路，如圖 7 ,。
這個(gè)電路使用兩個(gè)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(shí),， VT1 ,、 VT2 流過的電流很小，電容 C 上充有對地為 1 2 E c 的直流電壓,。在有輸入信號時(shí),，正半周時(shí) VT1 導(dǎo)通， VT2 截止,，集電極電流 i c1 方向如圖所示,，負(fù)載 RL 上得到放大了的正半周輸出信號。負(fù)半周時(shí) VT1 截止,， VT2 導(dǎo)通,，集電極電流 i c2 的方向如圖所示， RL 上得到放大了的負(fù)半周輸出信號,。這個(gè)電路的關(guān)鍵元件是電容器 C ，它上面的電壓就相當(dāng)于 VT2 的供電電壓,。 以這個(gè)電路為基礎(chǔ),，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(bǔ)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。 怎樣看電路圖（四） 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(gè)兩級直耦放大器,。直耦方式會帶來前后級工作點(diǎn)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(gè)更重要的問題是零點(diǎn)漂移,。所謂零點(diǎn)漂移是指放大器在沒有輸入信號時(shí)，由于工作點(diǎn)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(chǎn)生虛假信號,。放大器級數(shù)越多，零點(diǎn)漂移越嚴(yán)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(diǎn)漂移的辦法是采用差分放大器，圖 9 是應(yīng)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(shù)值也相同,， R E 有負(fù)反饋?zhàn)饔?。?shí)際上這是一個(gè)橋形電路，兩個(gè) R C 和兩個(gè)管子是四個(gè)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(shí)，因?yàn)?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(diǎn)漂移也很小,。
差分放大器有良好的穩(wěn)定性，因此得到廣泛的應(yīng)用,。 集成運(yùn)算放大器 集成運(yùn)算放大器是一種把多級直流放大器做在一個(gè)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?yàn)樗缙谑怯迷谀M計(jì)算機(jī)中做加法器,、乘法器用的,，所以叫做運(yùn)算放大器。它有十多個(gè)引腳,，一般都用有 3 個(gè)端子的三角形符號表示,，如圖 10 。它有兩個(gè)輸入端,、 1 個(gè)輸出端,，上面那個(gè)輸入端叫做反相輸入端，用“ — ”作標(biāo)記,；下面的叫同相輸入端,，用“＋”作標(biāo)記。
集成運(yùn)算放大器可以完成加,、減,、乘,、除、微分,、積分等多種模擬運(yùn)算,，也可以接成交流或直流放大器應(yīng)用。在作放大器應(yīng)用時(shí)有： （ 1 ）帶調(diào)零的同相輸出放大電路 圖 11 是帶調(diào)零端的同相輸出運(yùn)放電路,。引腳 1 ,、 11 、 12 是調(diào)零端,，調(diào)整 RP 可使輸出端（ 8 ）在靜態(tài)時(shí)輸出電壓為零,。 9 、 6 兩腳分別接正,、負(fù)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(fù)反饋經(jīng)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(shù)總是大于 1 的。
（ 2 ）反相輸出運(yùn)放電路 也可以使輸入信號從反相輸入端接入,，如圖 12 ,。如對電路要求不高，可以不用調(diào)零,，這時(shí)可以把 3 個(gè)調(diào)零端短路,。
輸入信號從耦合電容 C1 經(jīng) 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(shù)可以大于 1 ,、等于 1 或小于 1 。 （ 3 ）同相輸出高輸入阻抗運(yùn)放電路 圖 13 中沒有接入 R1 ,，相當(dāng)于 R1 阻值無窮大,，這時(shí)電路的電壓放大倍數(shù)等于 1 ，輸入阻抗可達(dá)幾百千歐,。
放大電路讀圖要點(diǎn)和舉例 放大電路是電子電路中變化較多和較復(fù)雜的電路。在拿到一張放大電路圖時(shí),，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(shí)要注意： ① 在逐級分析時(shí)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(bǔ)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(hù)電路中的保護(hù)元件等,。 ② 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(fù)反饋加到前級，因此更要細(xì)致分析,。 ③ 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(diào)諧電路有關(guān)的，或是用單調(diào)諧或是用雙調(diào)諧電路,，而且電路里使用的電容器容量一般也比較小,。 ④ 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(gè)助聽器電路，實(shí)際上是一個(gè) 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(zhì)， VT1 和 VT3 的本級有并聯(lián)電壓負(fù)反饋（ R2 和 R7 ）,。由于使用高阻抗的耳機(jī),，所以可以把耳機(jī)直接接在 VT4 的集電極回路內(nèi)。 R6 ,、 C2 是去耦電路,， C6 是電源濾波電容。
例 2 收音機(jī)低放電路 圖 15 是普及型收音機(jī)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(yáng)聲器,。此外,， VT1 本級有并聯(lián)電壓負(fù)反饋（ R1 ）， T2 次級經(jīng) R3 送回到 VT2 有串聯(lián)電壓負(fù)反饋,。電路中 C2 的作用是增強(qiáng)高音區(qū)的負(fù)反饋,，減弱高音以增強(qiáng)低音。 R4 ,、 C4 為去耦電路,， C3 為電源的濾波電容。整個(gè)電路簡單明了,。
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(zhuǎn)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(xiàn)象也叫做自激振蕩?；蛘哒f,，能夠產(chǎn)生交流信號的電路就叫做振蕩電路。 一個(gè)振蕩器必須包括三部分：放大器,、正反饋電路和選頻網(wǎng)絡(luò),。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(shù)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(wǎng)絡(luò)則只允許某個(gè)特定頻率 f 0 能通過，使振蕩器產(chǎn)生單一頻率的輸出,。 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(gè)條件決定的,；一個(gè)是反饋電壓 u f 和輸入電壓 U i 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(gè)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(shí),， LC 回路中出現(xiàn)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(chǎn)生較高的電壓,，這個(gè)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 ）看到,，只要接法沒有錯(cuò)誤,，這個(gè)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(qiáng)并最后穩(wěn)定下來。 變壓器反饋 LC 振蕩電路的特點(diǎn)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 ／ 2π LC ,。常用于產(chǎn)生幾十千赫到幾十兆赫的正弦波信號,。 （ 2 ）電感三點(diǎn)式振蕩電路
圖 2 （ a ）是另一種常用的電感三點(diǎn)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(gè)極是分別接在電感的 3 個(gè)點(diǎn)上的,，因此被稱為電感三點(diǎn)式振蕩電路。 電感三點(diǎn)式振蕩電路的特點(diǎn)是：頻率范圍寬,、容易起振,，但輸出含有較多高次調(diào)波，波形較差,。它的振蕩頻率是： f 0 =1/2π LC ,，其中 L=L1 ＋ L2 ＋ 2M ,。常用于產(chǎn)生幾十兆赫以下的正弦波信號。 （ 3 ）電容三點(diǎn)式振蕩電路
還有一種常用的振蕩電路是電容三點(diǎn)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(gè)極分別接在電容 C1 ,、 C2 的 3 個(gè)點(diǎn)上,，因此被稱為電容三點(diǎn)式振蕩電路。 電容三點(diǎn)式振蕩電路的特點(diǎn)是：頻率穩(wěn)定度較高,，輸出波形好,，頻率可以高達(dá) 100 兆赫以上，但頻率調(diào)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 =1/2π 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(wǎng)絡(luò)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 節(jié) RC 網(wǎng)絡(luò)同時(shí)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?yàn)槭菃渭壒舶l(fā)射極放大電路,，晶體管 VT 的輸出電壓 U o 與輸出電壓 U i 在相位上是相差 180° ,。當(dāng)輸出電壓經(jīng)過 RC 網(wǎng)絡(luò)后，變成反饋電壓 U f 又送到輸入端時(shí),，由于 RC 網(wǎng)絡(luò)只對某個(gè)特定頻率 f 0 的電壓產(chǎn)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。可見 RC 網(wǎng)絡(luò)既是選頻網(wǎng)絡(luò),，又是正反饋電路的一部分,。 RC 相移振蕩電路的特點(diǎn)是：電路簡單、經(jīng)濟(jì),，但穩(wěn)定性不高，而且調(diào)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(dāng) 3 節(jié) RC 網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)相同時(shí)： f 0 = 1 2π 6RC 。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(cè)的 R1C1 和 R2C2 串并聯(lián)電路就是它的選頻網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)又是正反饋電路的一部分,。這個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)對某個(gè)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(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)送回到 VT1 的輸入端時(shí)，只有某個(gè)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(shí)起到了選頻和正反饋的作用。 實(shí)際上為了提高振蕩器的工作質(zhì)量,，電路中還加有由 R t 和 R E1 組成的串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路,。其中 R t 是一個(gè)有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，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 ）的等效電路看到,，這個(gè)振蕩電路是一個(gè)橋形電路。 R1C1 ,、 R2C2 ,、 R t 和 R E1 分別是電橋的 4 個(gè)臂，放大器的輸入和輸出分別接在電橋的兩個(gè)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(diào)節(jié)方便。它的振蕩頻率是：當(dāng) R1=R2=R ,、 C1=C2=C 時(shí) f 0 = 1 2πRC ,。它的頻率范圍從 1 赫～ 1 兆赫。 調(diào)幅和檢波電路 廣播和無線電通信是利用調(diào)制技術(shù)把低頻聲音信號加到高頻信號上發(fā)射出去的,。在接收機(jī)中還原的過程叫解調(diào),。其中低頻信號叫做調(diào)制信號,，高頻信號則叫載波。常見的連續(xù)波調(diào)制方法有調(diào)幅和調(diào)頻兩種,，對應(yīng)的解調(diào)方法就叫檢波和鑒頻,。 下面我們先介紹調(diào)幅和檢波電路。 （ 1 ）調(diào)幅電路 調(diào)幅是使載波信號的幅度隨著調(diào)制信號的幅度變化,，載波的頻率和相應(yīng)不變,。能夠完成調(diào)幅功能的電路就叫調(diào)幅電路或調(diào)幅器。 調(diào)幅是一個(gè)非線性頻率變換過程,，所以它的關(guān)鍵是必須使用二極管,、三極管等非線性器件。根據(jù)調(diào)制過程在哪個(gè)回路里進(jìn)行可以把三極管調(diào)幅電路分成集電極調(diào)幅,、基極調(diào)幅和發(fā)射極調(diào)幅 3 種,。下面舉集電極調(diào)幅電路為例。
圖 6 是集電極調(diào)幅電路,，由高頻載波振蕩器產(chǎn)生的等幅載波經(jīng) T1 加到晶體管基極,。低頻調(diào)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(diǎn)選在特性曲線的彎曲部分,，三極管就是一個(gè)非線性器件,。因?yàn)榫w管的集電極電流是隨著調(diào)制電壓變化的，所以集電極中的 2 個(gè)信號就因非線性作用而實(shí)現(xiàn)了調(diào)幅,。由于 LC 諧振回路是調(diào)諧在載波的基頻上,，因此在 T2 的次級就可得到調(diào)幅波輸出。（ 2 ）檢波電路 檢波電路或檢波器的作用是從調(diào)幅波中取出低頻信號,。它的工作過程正好和調(diào)幅相反,。檢波過程也是一個(gè)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(gè)二極管檢波電路。 VD 是檢波元件,， C 和 R 是低通濾波器,。當(dāng)輸入的已調(diào)波信號較大時(shí)，二極管 VD 是斷續(xù)工作的,。正半周時(shí),，二極管導(dǎo)通，對 C 充電,；負(fù)半周和輸入電壓較小時(shí),，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(jīng)過電容 C 濾除了高頻部分,，再經(jīng)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(diào)頻和鑒頻電路 調(diào)頻是使載波頻率隨調(diào)制信號的幅度變化,，而振幅則保持不變,。鑒頻則是從調(diào)頻波中解調(diào)出原來的低頻信號，它的過程和調(diào)頻正好相反,。 （ 1 ）調(diào)頻電路 能夠完成調(diào)頻功能的電路就叫調(diào)頻器或調(diào)頻電路,。常用的調(diào)頻方法是直接調(diào)頻法，也就是用調(diào)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(gè)可變電抗元件并聯(lián)在諧振回路上。用低頻調(diào)制信號控制可變電抗元件參數(shù)的變化,，使載波振蕩器的頻率發(fā)生變化,。
（ 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(shí)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(diào)頻波變成幅度隨頻率變化的調(diào)頻 — 調(diào)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,。 |
|
|
