電源工程師應(yīng)掌握的20種基本模擬電路

伏安特性曲線：

理想開(kāi)關(guān)模型和恒壓降模型：

2、橋式整流電流流向過(guò)程：

輸入輸出波形：

3、計(jì)算：Vo， Io，二極管反向電壓。

二、電源濾波器

1、電源濾波的過(guò)程分析：

波形形成過(guò)程：

2、計(jì)算：

濾波電容的容量和耐壓值選擇。

三、信號(hào)濾波器

1、信號(hào)濾波器的作用：與電源濾波器的區(qū)別和相同點(diǎn)：

2、LC 串聯(lián)和并聯(lián)電路的阻抗計(jì)算，幅頻關(guān)系和相頻關(guān)系曲線。

3、畫(huà)出通頻帶曲線。計(jì)算諧振頻率。

四、微分和積分電路

1、電路的作用，與濾波器的區(qū)別和相同點(diǎn)。

2、微分和積分電路電壓變化過(guò)程分析，畫(huà)出電壓變化波形圖。

3、計(jì)算：時(shí)間常數(shù)，電壓變化方程，電阻和電容參數(shù)的選擇。

五、共射極放大電路

1、三極管的結(jié)構(gòu)、三極管各極電流關(guān)系、特性曲線、放大條件。

2、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出的信號(hào)電壓相位關(guān)系、交流和直流等效電路圖。

3、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算。

六、分壓偏置式共射極放大電路

1、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出的信號(hào)電壓相位關(guān)系、交流和直流等效電路圖。

2、電流串聯(lián)負(fù)反饋過(guò)程的分析，負(fù)反饋對(duì)電路參數(shù)的影響。

3、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算。

4、受控源等效電路分析。

七、共集電極放大電路(射極跟隨器)

1、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出的信號(hào)電壓相位關(guān)系、交流和直流等效電路圖。電路的輸入和輸出阻抗特點(diǎn)。

2、電流串聯(lián)負(fù)反饋過(guò)程的分析，負(fù)反饋對(duì)電路參數(shù)的影響。

3、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算。

八、電路反饋框圖

1、反饋的概念，正負(fù)反饋及其判斷方法、并聯(lián)反饋和串聯(lián)反饋及判斷方法、電流反饋和電壓反饋及其判斷方法。

2、帶負(fù)反饋電路的放大增益。

3、負(fù)反饋對(duì)電路的放大增益、通頻帶、增益的穩(wěn)定性、失真、輸入和輸出電阻的影響。

九、二極管穩(wěn)壓電路

1、穩(wěn)壓二極管的特性曲線。

2、穩(wěn)壓二極管應(yīng)用注意事項(xiàng)。

3、穩(wěn)壓過(guò)程分析。

十、串聯(lián)穩(wěn)壓電源

1、串聯(lián)穩(wěn)壓電源的組成框圖。

2、每個(gè)元器件的作用；穩(wěn)壓過(guò)程分析。

3、輸出電壓計(jì)算。

十一、差分放大電路

1、電路各元器件的作用，電路的用途、電路的特點(diǎn)。

2、電路的工作原理分析。如何放大差模信號(hào)而抑制共模信號(hào)。

3、電路的單端輸入和雙端輸入，單端輸出和雙端輸出工作方式。

十二、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

1、場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)，特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)移特性和輸出特性曲線。

2、場(chǎng)效應(yīng)放大電路的特點(diǎn)。

3、場(chǎng)效應(yīng)放大電路的應(yīng)用場(chǎng)合。

十三、選頻(帶通)放大電路

1、每個(gè)元器件的作用：

選頻放大電路的特點(diǎn)：

電路的作用：

2、特征頻率的計(jì)算：

選頻元件參數(shù)的選擇：

3、幅頻特性曲線：

十四、運(yùn)算放大電路

1、理想運(yùn)算放大器的概念：

運(yùn)放的輸入端虛擬短路：

運(yùn)放的輸入端的虛擬斷路：

2、反相輸入方式的運(yùn)放電路的主要用途：

輸入電壓與輸出電壓信號(hào)的相位關(guān)系是：

3、同相輸入方式下的增益表達(dá)式分別是：

輸入阻抗分別是：

輸出阻抗分別是：

十五、差分輸入運(yùn)算放大電路

1、差分輸入運(yùn)算放大電路的的特點(diǎn)：

用途：

2、輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的關(guān)系式：

十六、電壓比較電路

1、電壓比較器的作用：

工作過(guò)程是：

2、比較器的輸入-輸出特性曲線圖：

3、如何構(gòu)成遲滯比較器：

十七、RC振蕩電路

1、振蕩電路的組成：

振蕩電路的作用：

振蕩電路起振的相位條件：

振蕩電路起振和平衡幅度條件：

2、RC 電路阻抗與頻率的關(guān)系曲線：

相位與頻率的關(guān)系曲線：

3、RC 振蕩電路的相位條件分析：

振蕩頻率：

如何選擇元器件：

十八、LC振蕩電路

1、振蕩相位條件分析：

2、直流等效電路圖和交流等效電路圖：

3、振蕩頻率計(jì)算：

十九、石英晶體振蕩電路

1、石英晶體的特點(diǎn)：

石英晶體的等效電路：

石英晶體的特性曲線：

2、石英體振動(dòng)器的特點(diǎn)：

3、石英晶體振動(dòng)器的振蕩頻率：

二十、功率放大電路

1、乙類(lèi)功率放大器的工作過(guò)程：

交越失真：

2、復(fù)合三極管的復(fù)合規(guī)則：

3、甲乙類(lèi)功率放大器的工作原理分析：

自舉過(guò)程分析：

甲類(lèi)功率放大器的特點(diǎn)：

甲乙類(lèi)功率放大器的特點(diǎn)：

附錄一、穩(wěn)壓電源制作電路

一、技術(shù)說(shuō)明：輸入交流電壓220vV 0.5A。

輸出電壓5V 和連續(xù)可調(diào)電壓1.5V～30V/1.5A 兩組直流。

二、制作說(shuō)明：

1、成品用金屬盒或者塑料盒包裝成產(chǎn)品。

2、電壓表V、電流表A 和調(diào)節(jié)電壓用的電位器Rw 安裝在包裝盒的面板上。

3、電源變壓器固定在包裝盒的底座上，電路板固定在包裝盒的底座上。

4、電壓調(diào)節(jié)的三端穩(wěn)壓集成塊7805 和317 加裝散熱器。

5、直流電源輸出導(dǎo)線長(zhǎng)短不一。

附錄二、時(shí)鐘-鬧鈴-控制電路制作

說(shuō)明：1、共陽(yáng)極四位一體12引腳數(shù)碼管引腳號(hào)是：將數(shù)碼管的數(shù)字面朝向觀察者，左下角是第1腳，逆時(shí)針?lè)较蛞来问?、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 腳。

2、如果是單個(gè)的數(shù)碼管或兩位一體的數(shù)碼管，先測(cè)出數(shù)字顯示段控制引腳和公共控制引腳，再將四個(gè)數(shù)碼管的相同的段控制引腳用導(dǎo)線并聯(lián)連接在一起后(每位數(shù)碼管共八段即八根連接導(dǎo)線)，連接在電阻R5～R13 上，公共控制引腳分別連接到三極管Q1 到Q4 的發(fā)射極上。

3、用40 腳的集成塊插座焊接在電路板上，集成塊AT89C51 寫(xiě)入程序后插入到集成塊插座上。

4、自己設(shè)計(jì)控制程序或用黃有全老師的程序。

5、時(shí)鐘控制輸出由繼電器執(zhí)行，控制啟動(dòng)時(shí)間到時(shí)，繼電器得電，開(kāi)關(guān)k1 閉合去控制相應(yīng)設(shè)備啟動(dòng)；控制停止時(shí)間到時(shí)，繼電器斷電，開(kāi)關(guān)k1 斷開(kāi)去控制相應(yīng)設(shè)備停止。具體控制對(duì)象由制作者確定，如電燈、電飯煲等等。

說(shuō)明：本圖為數(shù)碼管是二位一體的共陰極時(shí)的電路圖。將每個(gè)二位一體的數(shù)碼管的16腳和11腳共四個(gè)引腳(對(duì)應(yīng)四個(gè)數(shù)字的a 段)連接在一起后接到電阻R5 的右端。數(shù)碼管中數(shù)字的其余各段(b，c，d，e，f，g，dp)連接方法依此類(lèi)推。其他注意事項(xiàng)見(jiàn)四位共陽(yáng)極LED 的時(shí)鐘鬧鐘控制器制作的說(shuō)明。

時(shí)鐘-鬧鐘-時(shí)間控制器 調(diào)節(jié)方法

一、功能： 時(shí)鐘顯示小時(shí)、分鐘；可調(diào)時(shí)鐘控制輸出；三次可調(diào)鬧鈴。

二、調(diào)節(jié)方法：各種參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)定方法：

第一步：按“功能”鍵，選擇功能1，進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài)；

第二步：重復(fù)按“參數(shù)”鍵，選擇要調(diào)節(jié)的參數(shù)代碼(左第一、二位)從0 開(kāi)始依次循環(huán)增加1、2、3、……E、F、10 再回到0。

第三步：按“增加”鍵或“減少”鍵，相應(yīng)代碼項(xiàng)目(如代碼1 表示調(diào)節(jié)的對(duì)象是時(shí)鐘顯示的小時(shí)值)的參數(shù)值在其取值范圍內(nèi)(例如顯示時(shí)間的小時(shí)取值范圍是00～23)循環(huán)增加或減少1。左邊一位或兩位顯示參數(shù)代碼，右邊三位或兩位顯示參數(shù)值。重復(fù)第二、三步，設(shè)置完所需參數(shù)。

第三步：按“功能”鍵，顯示代碼“0”結(jié)束調(diào)節(jié)參數(shù)狀態(tài)，進(jìn)入時(shí)鐘鬧鐘控制器的正常使用狀態(tài)。

三、參數(shù)代碼及其取值范圍如下表。

說(shuō)明：1、設(shè)定時(shí)鐘控制的小時(shí)起點(diǎn)為24，則關(guān)閉該路時(shí)鐘控制輸出。

2、設(shè)定鬧鈴的小時(shí)為24，則關(guān)閉該鬧鈴。

附錄三、廣告彩燈制作

說(shuō)明：

1、每個(gè)8050 三極管可以驅(qū)動(dòng)十二個(gè)到二十四個(gè)發(fā)光二極管。如果Q1、Q2 改成9013，則驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管數(shù)量減半。只有相同發(fā)光電壓(不同顏色的發(fā)光電壓一般不同)的發(fā)光二極管才可以并聯(lián)使用?？梢詫l(fā)光二極管接成需要的圖案，表達(dá)設(shè)計(jì)者的意圖。

2、彩燈閃爍的周期是：T=0.7×(R1+R3)×C2+0.7×(R2+R4)×C1 根據(jù)閃爍快慢要求選擇R1，R2，R3，R4，C1，C2 的參數(shù)。調(diào)節(jié)電位器R1、R2 的大小，可以改變閃爍速度。

3、電壓過(guò)高會(huì)燒壞發(fā)光二極管。工作電壓從3v 開(kāi)始調(diào)大，當(dāng)提供的電源電壓高于5v 后應(yīng)當(dāng)串入一個(gè)2.2～27 歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā)光二極管。

附錄四：可控硅交流調(diào)壓器制作

可控硅是一種新型的半導(dǎo)體器件，它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)、動(dòng)作快以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，目前交流調(diào)壓器多采用可控硅調(diào)壓器。這里介紹一臺(tái)電路簡(jiǎn)單、裝置容易、控制方便的可控硅交流調(diào)壓器，這可用作家用電器的調(diào)壓裝置，進(jìn)行控制。圖中RL 是負(fù)載(照明燈，電風(fēng)扇、電熨斗等)這臺(tái)調(diào)壓器的輸出功率達(dá)100W，一般家用電器都能使用。

1、電路原理：電路圖如下

可控硅交流調(diào)壓器由可控整流電路和觸發(fā)電路兩部分組成，其電路原里圖如下圖所示。

從圖中可知，二極管D1—D4 組成橋式整流電路，雙基極二極管T1 構(gòu)成張弛振蕩器作為可控硅的同步觸發(fā)電路。當(dāng)調(diào)壓器接上市電后，220V 交流電通過(guò)負(fù)載電阻RL 經(jīng)二極管D1—D4 整流，在可控硅SCR 的A、K 兩端形成一個(gè)脈動(dòng)直流電壓，該電壓由電阻R1 降壓后作為觸發(fā)電路的直流電源。在交流電的正半周時(shí)，整流電壓通過(guò)R4、W1 對(duì)電容C 充電。當(dāng)充電電壓Uc達(dá)到單結(jié)晶體管T1 管的峰值電壓Up 時(shí)，單結(jié)晶體管T1 由截止變?yōu)閷?dǎo)通，于是電容C 通過(guò)T1 管的e、b1 結(jié)和R2 迅速放電，結(jié)果在R2 上獲得一個(gè)尖脈沖。這個(gè)脈沖作為控制信號(hào)送到可控硅SCR 的控制極， 使可控硅導(dǎo)通?？煽毓鑼?dǎo)通后的管壓降很低，一般小于1V，所以張弛振蕩器停止工作。當(dāng)交流電通過(guò)零點(diǎn)時(shí)，可控硅自關(guān)斷。當(dāng)交流電在負(fù)半周時(shí)，電容C又從新充電……如此周而復(fù)始，便可調(diào)整負(fù)載RL 上的功率了。

2、元器件選擇

調(diào)壓器的調(diào)節(jié)電位器選用阻值為470KΩ 的WH114-1 型合成碳膜電位器，這種電位器可以直接焊在電路板上，電阻除R1 要用功率為1W 的金屬膜電阻外，其余的都用功率為1/8W 的碳膜電阻。D1—D4 選用反向擊穿電壓大于300V、最大整流電流大于0.3A 的硅整流二極管，如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B 等。SCR 選用正向與反向電壓大于300V、額定平均電流大于1A 的可控硅整流器件，如國(guó)產(chǎn)3CT 系列。

附錄五、電源欠壓過(guò)壓報(bào)警保護(hù)器

一、名稱(chēng)：電源欠壓過(guò)壓報(bào)警保護(hù)器

二、功能：當(dāng)電壓低于180V 或高于250V 時(shí)，可進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)外接交流接觸器時(shí)，可切斷電源，保護(hù)用電設(shè)備。

三、電路圖：

四、原理說(shuō)明：

輸入電源電壓正常時(shí)，Y1A 輸出高電平，Y1B 輸出低電平，發(fā)光二極管LED 及振蕩發(fā)聲電路Y1C、Y1D 和喇叭不工作，控制部件J1 也不工作。當(dāng)電壓高于250V 或低于180V 時(shí)，Y1B 輸出高電平，發(fā)光二極管亮，振蕩發(fā)聲電路工作，發(fā)出鳴叫聲，控制寄電器J1 閉合，當(dāng)J1 的常開(kāi)觸點(diǎn)外接交流接觸器時(shí)，就可控制主電路斷開(kāi)電源。

五、調(diào)試方法：

第一步當(dāng)輸入電源電壓為250V 時(shí)，調(diào)節(jié)W1 使得Y1A 輸出剛好由低電平轉(zhuǎn)為高電平，第二步當(dāng)輸入電壓為180V 時(shí)調(diào)節(jié)W2 使得Y1B 的輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平。

六、元件表

附錄六、音頻功率放大電路制作

TDA2030A帶音調(diào)18W×2 功放板

一、TDA2030A是SGS 公司生產(chǎn)的單聲道功放IC，該IC體積小巧，輸出功率大， 靜態(tài)電流小(50mA 以下)；動(dòng)態(tài)電流大(能承受3.5A的電流)；負(fù)載能力強(qiáng)，既可帶動(dòng)4-16Ω的揚(yáng)聲器，某些場(chǎng)合又可帶動(dòng)2Ω甚至1.6Ω的低阻負(fù)載；音色中規(guī)中舉，無(wú)明顯個(gè)性，特別適合制作輸出功率中等的高保真功放。

TDA2030A采用5 腳TO-220 塑封結(jié)構(gòu)。IC內(nèi)部設(shè)有完善的保護(hù)電路。

TDA2030A可以單電源或雙電源工作，本功放板采用雙電源。

TDA2030A主要參數(shù)：

工作電壓：±6～22V

靜態(tài)電流：<50mA

輸出功率：18W，當(dāng)V=±16V，RL=4Ω時(shí)

**諧波失真：0.05%，當(dāng)f=15kHz，RL=8Ω時(shí)**

閉環(huán)增益：26dB，當(dāng)f=1kHz 時(shí)

開(kāi)環(huán)增益：80dB，當(dāng)f=1kHz 時(shí)

頻響范圍：40～14000Hz

二、電路原理：

TDA2030A 功放板由一個(gè)高低音分別控制的衰減式音調(diào)控制電路和TDA2030A 放大電路以及電源供電電路三大部分組成，音調(diào)部分采用的是高低音分別控制的衰減式音調(diào)電路，其中工程師應(yīng)該掌握的20 個(gè)模擬電路的R02，R03，C02，C01，W02 組成低音控制電路；C03，C04，W03 組成高音控制電路；R04 為隔離電阻，W01 為音量控制器，調(diào)節(jié)放大器的音量大小，C05 為隔直電容，防止后級(jí)的TDA2030A直流電位對(duì)前級(jí)音調(diào)電路的影響。放大電路主要采用TDA2030A，由TDA2030A，R08，R09，C066等組成，電路的放大倍數(shù)由R08 與R09 的比值決定，C06 用于穩(wěn)定TDA2030A 的第4 腳直流零電位的漂移，但是對(duì)音質(zhì)有一定的影響，C07，R10 的作用是防止放大器產(chǎn)生低頻自激。本放大器的負(fù)載阻抗為4→16Ω。

三、TDA2030A 功放板的電源電路如下圖所示，為了保證功放板的音質(zhì)，電源變壓器的輸出功率不得低于60W，輸出電壓為2*15V，濾波電容采用2 個(gè)3300UF/25V 電解電容并聯(lián)，正負(fù)電源共用4 個(gè)3300UF/25V 的電容，兩個(gè)104 的獨(dú)石電容是高頻濾波電容，有利于放大器的音質(zhì)。

四、裝配與調(diào)試：

工具準(zhǔn)備：20W 電烙鐵一把，最好是可調(diào)溫的，若需要的話可與站長(zhǎng)聯(lián)系；萬(wàn)用電表一個(gè)，尖嘴鉗一把，螺絲刀一把，焊錫絲和松香水若干。

準(zhǔn)備焊接：焊接時(shí)先焊接跳線，再焊接電阻，再焊電容，再焊整流管，再焊電位器，最后焊TDA2030A，焊接TDA2030 前須先把TDA2030A 用螺絲固定在散熱片上，否則在最后裝散熱片時(shí)螺絲很難打進(jìn)去。TDA2030A 與散熱片接觸的部分必須涂少量的散熱脂，以利散熱。焊接時(shí)必須注意焊接質(zhì)量，對(duì)于初學(xué)者，可先在廢舊的電路板上多練習(xí)幾次，然后再正式焊接。

五、調(diào)試：本功放板調(diào)試特別簡(jiǎn)單，電路板焊好電子元件后，要仔細(xì)檢查電路板有無(wú)焊錯(cuò)的地方，特別要注意有極性的電子零件，如電解電容，橋式整流堆，一旦焊反即有燒毀元器件之險(xiǎn)，請(qǐng)?zhí)貏e注意。接上變壓器，放大器的輸出端先不接揚(yáng)聲器，而是接萬(wàn)用電表，最好是數(shù)顯的，萬(wàn)用表置于DC*2V 檔。功放板上電注意觀察萬(wàn)用電表的讀數(shù)，在正常情況下，讀數(shù)應(yīng)在30MV 以?xún)?nèi)，否則應(yīng)立即斷電檢查電路板。若電表的讀數(shù)在正常的范圍內(nèi)，則表明該功放板功能基本正常，最后接上音箱，輸入音樂(lè)信號(hào)，上電試機(jī)，旋轉(zhuǎn)音量電位器，音量大小應(yīng)該有變化，旋轉(zhuǎn)高低音旋鈕，音箱的音調(diào)有變化。

附錄七、過(guò)壓欠壓報(bào)警器制作說(shuō)明

1、名稱(chēng)：電源欠壓過(guò)壓報(bào)警保護(hù)器

2、功能：當(dāng)電壓低于180V 或高于250V 時(shí)，可進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)外接交流接觸器時(shí)，可切斷電源，保護(hù)用電設(shè)備。

3、電路圖：

4、原理說(shuō)明：

輸入電源電壓正常時(shí)，Y1A 輸出高電平，Y1B 輸出低電平，發(fā)光二極管LED 及振蕩發(fā)聲電路Y1C、Y1D 和喇叭不工作，控制部件J1 也不工作。當(dāng)電壓高于250V 或低于180V 時(shí)，Y1B 輸出高電平，發(fā)光二極管亮，振蕩發(fā)聲電路工作，發(fā)出鳴叫聲，控制寄電器J1 閉合，當(dāng)J1 的常開(kāi)觸點(diǎn)外接交流接觸器時(shí)，就可控制主電路斷開(kāi)電源。

5、調(diào)試方法：

第一步當(dāng)輸入電源電壓為250V 時(shí)，調(diào)節(jié)W1 使得Y1A 輸出剛好由低電平轉(zhuǎn)為高電平，第二步當(dāng)輸入電壓為180V 時(shí)調(diào)節(jié)W2 使得Y1B 的輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平。

6、元件表