單元電路是指某一級控制器電路,或某一級放大器電路,或某一個(gè)振蕩器電路、變頻器電路等,它是能夠完成某一電路功能的最小電路單位。從廣義上講,一個(gè)集成電路的應(yīng)用電路也是一個(gè)單元電路。
學(xué)習(xí)整機(jī)電子電路工作原理過程中,單元電路圖是首先遇到的具有完整功能的電路圖,這一電路圖概念的提出,完全是為了方便電路工作原理分析之需要。
1.單元電路圖功能
單元電路圖具有下列一些功能。
(1)單元電路圖主要用來講述電路的工作原理。
(2)單元電路圖能夠完整地表達(dá)某一級電路的結(jié)構(gòu)和工作原理,有時(shí)還會全部標(biāo)出電路中各元器件的參數(shù),如標(biāo)稱阻值、標(biāo)稱容量和三極管型號等。如圖1所示,圖中標(biāo)出了可變電阻器和電阻器的阻值。
圖1示意圖
(3)單元電路圖對深入理解電路的工作原理和記憶電路的結(jié)構(gòu)、組成很有幫助。
2.單元電路圖特點(diǎn)
單元電路圖主要是為了分析某個(gè)單元電路工作原理的方便,而單獨(dú)將這部分電路畫出的電路圖,所以在圖中已省去了與該單元電路無關(guān)的其他元器件和有關(guān)的連線、符號,這樣,單元電路圖就顯得比較簡潔、清楚,識圖時(shí)沒有其他電路的干擾,這是單元電路的一個(gè)重要特點(diǎn)。單元電路圖中對電源、輸入端和輸出端已經(jīng)進(jìn)行了簡化。圖2所示是一個(gè)單元電路。
圖2 單元電路圖示意圖
(1)電源表示方法。電路圖中,用+v表示直流工作電壓,其中正號表示采用正極性直流電壓給電路供電,地端接電源的負(fù)極;用-v表示直流工作電壓,其中負(fù)號表示采用負(fù)極性直流電壓給電路供電,地端接電源的正極。
(2)輸入和輸出信號表示方法。ui表示輸入信號,是這一單元電路所要放大或處理的信號;uo表示輸出信號,是經(jīng)過這一單元電路放大或處理后的信號。
重要提示
通過單元電路圖中這樣的標(biāo)注可方便地找出電源端、輸入端和輸出端,而在實(shí)際電路中,這三個(gè)端點(diǎn)的電路均與整機(jī)電路中的其他電路相連,沒有+v、ui、uo的標(biāo)注,將會給初學(xué)者識圖造成一定的困難。
例如:見到ui可以知道信號是通過電容c1加到三極管vt1基極的;見到uo可以知道信號是從三極管vt1集電極輸出的。這相當(dāng)于在電路圖中標(biāo)出了放大器的輸入端和輸出端,無疑大大方便了電路工作原理的分析。
(3)單元電路圖采用習(xí)慣畫法,一看就明白。例如元器件采用習(xí)慣畫法,各元器件之間采用最短的連線,而在實(shí)際的整機(jī)電路圖中,由于受電路中其他單元電路元器件的制約,該單元電路中的有關(guān)元器件畫得比較亂,有的在畫法上不是常見的畫法,甚至個(gè)別元器件畫得與該單元電路相距較遠(yuǎn),這樣,電路中的連線很長且彎彎曲曲,從而造成電路識圖和電路工作原理理解的不方便。
重要提示
單元電路圖只出現(xiàn)在講解電路工作原理的書刊中,實(shí)用電路圖中是不出現(xiàn)的。對單元電路的學(xué)習(xí)是學(xué)好電子電路工作原理的關(guān)鍵。只有掌握了單元電路的工作原理,才能去分析整機(jī)電路。
3.單元電路圖識圖方法
單元電路的種類繁多,而各種單元電路的具體識圖方法有所不同,這里只對具有共性的問題說明幾點(diǎn)。
(1)有源電路分析。有源電路就是需要直流電壓才能工作的電路,例如放大器電路。對有源電路的識圖,首先分析直流電壓供給電路,此時(shí)將電路圖中的所有電容器看成開路(因?yàn)殡娙萜骶哂懈糁碧匦?,將所有電感器看成短路(電感器具有通直的特性)。圖3所示是直流電路分析示意圖。
圖3 直流電路分析示意圖
在整機(jī)電路的直流電路分析中,電路分析的方向一般是先從右向左,因?yàn)殡娫措娐吠ǔ.嬙谡麢C(jī)電路圖的右側(cè)下方。圖4所示是整機(jī)電路圖中電源電路位置示意圖。
圖4 整機(jī)電路圖中電源電路位置示意圖
對具體單元電路的直流電路進(jìn)行分析時(shí),再從上向下分析,因?yàn)橹绷麟妷汗┙o電路通常畫在電路圖的上方。圖5所示是某單元電路直流電路分析方向示意圖。
圖5 某單元電路直流電路分析方向示意圖
元器件作用分析就是搞懂電路中各元器件起什么作用,主要從直流電路和交流電路兩個(gè)角度去分析。
舉例說明:圖6所示是發(fā)射極負(fù)反饋電阻電路。r1是vt1管發(fā)射極電阻,對直流而言,它為vt1管提供發(fā)射極直流電流回路,為三極元器件作用分析就是搞懂電路中各元器件起什么作用,主要從直流電路和交流電路兩個(gè)角度去分析。
舉例說明:圖6所示是發(fā)射極負(fù)反饋電阻電路。r1是vt1管發(fā)射極電阻,對直流而言,它為vt1管提供發(fā)射極直流電流回路,為三極
(2)信號傳輸過程分析。信號傳輸過程分析就是分析信號在該單元電路中如何從輸入端傳輸?shù)捷敵龆?,信號在這一傳輸過程中受到了怎樣的處理(如放大、衰減、控制等)。圖6所示是信號傳輸?shù)姆治龇较蚴疽鈭D,一般是從左向右進(jìn)行。
圖6 信號傳輸?shù)姆治龇较蚴疽鈭D
(3)元器件作用分析。對電路中元器件作用的分析非常關(guān)鍵,能不能看懂電路的工作其實(shí)就是能不能搞懂電路中各元器件的作用。管能夠進(jìn)入放大狀態(tài)提供條件之一。
圖7 發(fā)射極負(fù)反饋電阻電路
對于交流信號而言,vt1管發(fā)射極輸出的交流信號電流流過了r1,使r1產(chǎn)生交流負(fù)反饋?zhàn)饔?,能夠改善放大器的性能。而且,發(fā)射極負(fù)反饋電阻r1的阻值愈大,其交流負(fù)反饋愈強(qiáng),性能改善得愈好。
(4)電路故障分析。要注意的是,在搞懂電路工作原理之后,對元器件的故障分析才會變得比較簡單,否則電路故障分析寸步難行。
電路故障分析就是分析當(dāng)電路中元器件出現(xiàn)開路、短路、性能變劣后,對整個(gè)電路的工作會造成什么樣的不良影響,使輸出信號出現(xiàn)什么故障現(xiàn)象,例如出現(xiàn)無輸出信號、輸出信號小、信號失真、出現(xiàn)噪聲等故障。
舉例說明:圖8所示是電源開關(guān)電路,s1是電源開關(guān)。分析電路故障時(shí),假設(shè)電源開關(guān)s1出現(xiàn)下列兩種可能的故障。
圖8 電源開關(guān)電路
一是接觸不良。由于s1在接通時(shí)兩觸點(diǎn)之間不能接通,電壓無法加到電源變壓器t1中,電路無電壓而不能正常工作。如果是s1兩觸點(diǎn)之間的接觸電阻大,這樣s1接通時(shí)開關(guān)兩觸點(diǎn)之間存在較大的電壓降,使加到t1一次繞組(又稱初級繞組、初級線圈)的電壓下降,從而使電源變壓器t1二次繞組(又稱次級繞組、次級線圈)輸出電壓低。
二是開關(guān)s1斷開電阻小。當(dāng)開關(guān)s1斷開電阻小時(shí),在s1斷開時(shí)仍然有一部分電壓加到t1一次繞組,使電路不能徹底斷電,機(jī)器的安全性能差。
重要提示
整機(jī)電路中的各種功能單元電路繁多,許多單元電路的工作原理十分復(fù)雜,若在整機(jī)電路中直接進(jìn)行分析就顯得比較困難;而在對單元電路圖分析之后,再去分析整機(jī)電路就顯得比較簡單,所以單元電路圖的識圖也是為整機(jī)電路分析服務(wù)的。