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一周看懂电路图

教你看懂电路图

电源电路单元

后面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图一般有几十甚至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式差异多端，初学者通常不明白该从哪个地方开始，怎样能够读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以看到，它是由少数几个单元电路组成的。好象妈妈们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在妈妈们手中却可以搭成几十甚至几百种平面图形或立体建模。同样道理，再复杂的电路，经过分析就可看到，它只是由少数几个单元电路构成的。因此初学者即使先熟悉常见的基本单元电路，再学会预测和分解电路的本领，看懂大概的电路图需要是不难的。

按单元电路的用途可以把他们分成若干类，每一类又有很多种，全部单元电路一般总有几百种。下面我们选最常见的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。

一、电源电路的功能和组成

每个电子设施都有一个供给能量的电池电路。电源电路有稳压电源、逆变电源和调速器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的电力方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时替换（蓄电源则要一直充电）的优点，因此最经济可靠而又便捷的是使用整流电源。

电子电路中的电池通常是高压直流电，所以要想从220伏市电变换成直流电，应该先把220伏交流变成高压交流电，再用逆变电路变成脉动的直流电，最后用整流电路滤除脉动直流电中的交流成分后才会受到直流电。有的电子仪器对电池的品质要求很大，所以有时还必须再提高一个稳压电路。因此滤波电源的构成一般有四大部分，见图1。其中变压电路虽然就是一个铁芯变压器，需要介绍的也是前面三种单元电路。

二、整流电路

整流电路是利用半导体三极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。

（1）半波整流

半波整流电路只需一个二极管，见图2（a）。在交流电正半周时VD导通，负半周时VD截止，负载R上得到的是脉动的直流电

（2）全波整流

全波滤波要用两个继电器，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相等的次级线圈，见图2（b）。负载RL上受到的是脉动的全波滤波电阻，输出功率比半波滤波电路高。

（3）全波桥式整流

用4个继电器组成的桥式逆变电路可以使用只有单个次级线圈的变压器，见图2（c）。负载上的电阻波形和输出功率值与全波滤波电路同样。

（4）倍压整流

用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。图2（d）是一个二倍压整流电路。当U2为负半周时VD1导通，C1被充电，C1上最高电压可接近1.4U2；当U2正半周时VD2导通，C1上的电压和U2叠加在一起对C2充电，使C2上功率接近2.8U2，是C1上电压的2倍，所以叫倍压整流电路。

三、滤波电路

整流后得到的是脉动直流电，如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分，就可得到平滑的直流电。

（1）电容滤波

把电阻器和负载并联，如图3（a），正半周时电容被充电，负半周时电容放电，就可使负载上受到平滑的直流电。

（2）电感滤波

把电感和负载并联起来，如图3（b），也能滤除脉动电流中的交流成分。

（3）L、C滤波

用1个电阻和1个电感构成的谐振电路由于象一个倒写的字母“L”，被称为L型，见图3（c）。用1个电感和2个电阻的谐振电路由于象字母“π”，被称为π型，见图3（d），这是滤波效果很好的电路。

（4）RC滤波

电容器的成本高、体积大，所以在功率不太大的电子电路中常用电容器代替电感器而组成RC滤波电路。同样，它也是L型，见图3（e）；π型，见图3（f）。

四、稳压电路

交流供电功率的波动和负载电阻的差异都会使滤波电源的输出功率和电压逐渐变动，因此要求较高的电子电路需要使用整流电源。

(1）整流管并联稳压电路

用一个整流管和负载串联的电路是最简单的稳压电路，见图4（a）。图中R是限流电压。这个电路的输出电压很小，它的输出功率等于稳压管的稳固电压值VZ。

(2）串联型稳压电路

有放大和负反馈作用的并联型整流电路是最常见的稳压电路。它的电路和框图见图4（b）、（c）。它是从取样电路（R3、R4）中检测出输出电压的变动，与基准电压（VZ）比较并经放大器（VT2）放大后加到微调管（VT1）上，使调整管两端的电压随着变化。如果输出电压上升，就使调整管管压降也增加，于是输出电压被提高；如果输出电压下降，就使调整管管压降也下降，于是输出电压被压低，结果就使输出电压基本不变。在这个电路的基础上发展成这些变形电路或减少一些辅助电路，如用复合管作微调管，输出功率可调的电路，用运算放大器作非常放大的电路，以及提高辅助电源和过流保护电路等。

（3）开关型稳压电路

近年来广泛应用的新型稳压电源是插头型整流电源。它的微调管工作在开关状态，本身功耗很小，所以有强度高、体积小等特点，但电路相当复杂。

开关稳压电源从原理上分有太多种。它的基本机理框图见图4（d）。图中电感L和电阻C是储能和译码元件，二极管VD是微调管在关断状况时为L、C滤波器提供电流通路的续流继电器。开关整流电源的插头频率都很好，一般为几～几十千赫，所以电感器的密度不很高，输出功率中的高次谐波也不多。

它的基本工作机理是:从取样电路（R3、R4）中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波出现器。矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管（VT）的导通和截至时间的。如果输出功率U0因为电力电压或负载电阻的变动而增加，就会使矩形波出现器的输出脉冲变宽，于是调整管导通时间减少，使L、C储能电路受到更多的能量，结果是使输出电压U0被提高，达到了稳固输出电压的目的。

（4）集成化稳压电路

近年来已有长期集成稳压器产品诞生，品种众多，结构也各不相似。目前用得较好的有三端集成稳压器，有输出正电压的CW7800系列和输出负电压的CW7900系列等产品。输出电流从0.1A～3A，输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等多种。

这样集成稳压器只有三个插头，稳压电路的所有部分包括大容量调整管或者保护电路等都已集成在芯片内。使用时即使加上散热片后接到逆变滤波电路上面就行了。元件少，稳压精度高，工作可靠，一般不需调试。

图4（e）是一个三端稳压器电路。图中C是主滤波电感，C1、C2是防止寄生振荡的电容,VD是为避免输入短路损坏集成块而使用的保护二极管。

五、电源电路读图要点和举例

电池电路是电子电路中非常简洁然而却是应用最广的电路。拿到一张电源电路图时，应该：①先按“整流—滤波—稳压”的顺序把整个电源电路分解开来，逐级细细剖析。②逐级分析时要分清主电路和辅助电路、主要器件和次要元件，弄清他们的作用和参数规定等。例如插头稳压电源中，电感电容和续流继电器就是它的关键元件。③因为晶体管有NPN和PNP型两类，某些集成电路要求双电池电力，所以一个电池电路通常包含有不同极性不同功率值和好几组输出。读图时需要分清各组输出功率的数值和极性。在装配和维修时也要仔细分清晶体管和电解电容的极性，防止错误。④熟悉这些习惯画法和简化画法。⑤最后把整个电源电路以前到后全面综合贯通出来。这张电源电路图也就读懂了。

例1电热毯控温电路

图5是一个电热毯电路。开关在“1”的位置是低温档。220伏市电经二极管后接到电热毯，因为是半波整流，电热毯两端所加的是约100伏的脉动直流电，发热不高，所以是保温或高温状况。开关扳到“2”的位置，220伏市电直接接到电热毯上，所以是高温档。

例2高压电子灭蚊蝇器

图6是运用倍压整流原理得到小功率直流高压电的灭蚊蝇器。220伏交流经过四倍压整流后输出功率可达1100伏，把这个直流高压加到垂直的塑料丝网上。网下放诱饵，当苍蝇停在网上时产生漏电，电容器上的高压通过蟑螂全身放电把蝇击毙。苍蝇尸体落下后，电容器又被充电，电网又恢复高压。这个高压供电电压很小，因此对人无害。

因为昆虫白天有趋光性，因此如在这电网后面放一个3瓦荧光灯或微型黑光灯，就可以诱杀蟑螂和有害动物。

例3实用稳压电源

图7是一个实用的整流电源。输出功率3～9伏可调，输出电压最大100毫安。这个电路就是并联型整流电源电路。要切记的是:①整流桥的画法和图2（c）不同，实际上它就是桥式整流电路。②这个电路使用PNP型锗管，所以输出是负电流，正极接地。③用两个普通二极管替代稳压管。任何二极管的反向压降都是基本不变的，因此只用二极管替代稳压管。2AP型二极管的反向压降约是0.3伏，2CP型约是0.7伏，2CZ型约是1伏。图中用了两个2CZ二极管作基准电流。④取样电压是一个电位器，所以输出功率是可调的。

无法把微弱的讯号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键配件就是一个放大器。

放大电路的用途和组成

放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按速率分为低频、中源和中频；接输出讯号强弱分成电压放大、功率放大等。此外也有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者常常见到的也并非少数几种较为典型的放大电路。

读放大电路图时也还是根据“逐级分解、抓住关键、细致剖析、全面综合”的方法和技巧进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行探讨弄通原理。放大电路有它本来的特征：一是有静态和动态两种工作状况，所以有时常常要画出它的直流通路和交流通路从而进行探讨；二是电路通常加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在预测这一级时需要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理以后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。

上面我们介绍几种常用的放大电路。

低频电压放大器

低频电压放大器是指工作温度在20赫～20千赫之间、输出要求有必定电压值而不要求很强的电流的放大器。

（1）共发射极放大电路

图1（a）是共发射极放大电路。C1是输入电阻，C2是输出电容，三极管VT就是起放大作用的元件，RB是正极偏置电流,RC是二极管负载电流。1、3端是输入，2、3端是输出。3端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。静态时的直流通路见图1（b），动态时交流通路见图1（c）。电路的特征是电压放大倍数从十几到一百多，输出功率的相位和输入电流是相反的，性能不够稳定，可用于通常场合。

（2）分压式偏置共发射极放大电路

图2比图1多用3个器件。基极电流是由RB1和RB2分压取得的，所以称为分压偏置。发射极中降低电压RE和电阻CE，CE称交流旁路电感，对交流是过压的；RE则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的差异通过某些方法送到输入端，作为输入的一个别。如果送回部分和以前的输入部分是相减的，就是负反馈。图中基极真正的输入电阻是RB2上电流和RE上功率的差值，所以是负反馈。由于采用了前面两个举措，使电路工作稳固性能提升，是应用最广的放大电路。

（3）射极输出器

图3（a）是一个射极输出器。它的输出功率是从射极输出的。图3（b）是它的交流通路图，可以发现它是共集电极放大电路。

这个图中，晶体管真正的输入是Vi和Vo的差值，所以这是一个交流负反馈很深的电路。由于很深的负反馈，这个电路的特征是：电压放大倍数小于1而接近1，输出电压和输入电流同相，输入阻抗高输出阻抗低，失真小，频带宽，工作稳定。它就会被用作放大器的输入级、输出级或作阻抗匹配之用。

（4）高频放大器的耦合

一个放大器一般有好几级，级与级之间的联系就称为耦合。放大器的级间耦合模式有三种：①RC耦合，见图4（a）。优点是简单、成本低。但性能不是最佳。②变压器耦合，见图4（b）。优点是阻抗匹配好、输出电压和效益高，但变压器制作非常麻烦。③直接耦合，见图4（c）。优点是频带宽，可作直流放大器使用，但前后级工作有牵制，稳定性差，设计制作较麻烦。

功率放大器

能把输入信号放大并向负载提供足够大的容量的放大器叫电压放大器。例如收音机的末级放大器就是容量放大器。

（1）甲类单管功率放大器

图5是单管容量放大器，C1是输入电阻，T是输出变压器。它的占空比负载电流Ri′是将负载电流RL通过镇流器匝数比折算过来的：

RC′=（N1N2）2RL=N2RL

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