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电子电路识图方法的探究

2017-12-20姜景博

科学与财富 2017年29期
关键词:分解电子电路原理图

姜景博

摘要:电子技术是一门实践性很强的学科,从事电子技术教学中,不少学生对电子电路的识图感到困惑,为解决此难题,结合教学体会,就电子电路图的种类、原理图、方框图、单元电路、集成电路、整机电路等电路的识图方法作了比较详细的阐述。

关键词:电子电路;识图;原理图;分解;等效

随着科学技术的发展,电子技术在各行各业的应用越来越来越广泛。通过查看它们的基本应用方式,可以发现大多数电子电路图都是根据电路应用的典型方式,通过重新配置参数、重新组合得到的电路扩展方式。因此可以说,作为各种专用电子电路的基础,电子电路图的视图方式非常重要。从产品设计、产品开发到产品维修,首先必须熟悉电子电路的基本应用方式,本文详细介绍了各种电子电路图的表示方式、分析特点,希望能够为各类从事电子技术工作与研究的工程师提供借鉴的作用。

1.电子电路图分类

对于电子产品,从设计初期到最终成型,采用的视图方式多种多样,包括原理图、方框图、单元电路、等效电路图等,应该先了解生产机械的基本结构、运行情况、工艺要求和操作方去,以便对生产机械的结构及其运行情况有總体了解。后识电就是在识机的基础上进而明确对电力拖动的控制要求,为分析电路做好前期准备。例如,在进行读DF100kW发射机电路图时,先组织带领学生到机房参观发射机,对机器进行整体认知。先看方框图,让学生了解发射机的工作方式、工作流程,发射机由多少个单元组成,每个单元的工作原理及其有机联系。然后再具体到每个单元的结构、电气走向。例如讲解发射机一单元时,提出问题:发射机电子管灯丝为什么要两档上,冷却为什么要延时,发射机加电的顺序是怎样的?发射机工作时,电子管及其各元件温度非常高,必须进行冷却,因而讲其冷却原理、冷却方式。讲解电子管时,电子管与晶体管的区别,它属于哪类放大,为什么用这种放大?高频电路和低频电路的共性和区别,数字电路和模拟电路的接地等等,把学生学到的知识和实际结合起来,使学生产生好奇心,从而激发求知欲望。可以给学生演示加高压调谐的过程,这样整体对发射机已经有了感性到理性认识。再到某一具体线路时,就要对线路供电、信号走向、元器件的进行测量并详细分析。学习时,原理图和事物图对照,加深印象,对元器件的摆放位置和拆装了如指掌,便于出现故障时提高处理速度。其次,识电很重要,一个设备往往多路供电,来龙去脉要十分清楚。检修设备时,必须停电、验电、放电,以保证人身和设备安全。这种教学模式可以使学生明确识图思路,很容易读懂电气控制电路图,从而提高识图能力。

1.1原理图

原理图是用来表示电子产品工作原理的图。在这种图上用符号代表各种电子元件。它给出了产品的电路结构、各单元电路的具体形式和单元电路之间的连接方式;给出了每个元器件的具体参数(如型号、标称值和其他一些重要参数),为检测和更换元器件提供依据;给出许多工作点的电压、电流参数,为快速查找和检修电路故障提供方便。除此之外,还提供了一些与识图有关的提示、信息。有了这种电路图,就可以研究电路的来龙去脉,也就是电流怎样在元件和导线里流动的,从而分析电路的工作原理。

(1)图形符号

图形符号是构成电路图的主体。各种图形符号代表了组成电路的各个元器件,各个元器件图形符号之间用连线连接起来,就可以反映出电路的结构,即构成了电路图。

(2)文字符号

文字符号是构成电路图的重要组成部分。为了进一步强调图形符号的性质,同时也为了分析、理解和阐述电路图方便,在各个元器件的图形符号旁标注有该元器件的文字符号,例如文字符号“R”表示电阻器,“C”表示电容器,“L”表示电感器,“VT”表示晶体管等。在一张电路图中,相同的元器件往往会有许多个,这也需要用文字符号将它们加以区别,一般是在该元器件文字符号的后面加上序号,例如电阻器分别以“R1”“R2”等表示,电容器分别标注为“C1”、“C2”、“C3”等,晶体管有两个,分别标注为“VT1”“VT2”。

(3)注释性字符

注释性字符用来说明元器件的数值大小或者具体型号,通常标注在图形和文字符号旁。它也是构成电路图的重要组成部分,例如通过注释性字符即可以知道:电阻器R1的阻值为lkΩ,R2的阻值为5 kΩ。电容器C1的电容值为500pF,C2的电容值为100pF.C3的电容值为4.7μF;晶体管VT1、VT2的型号分别为9014、9018等。注释性字符还用于电路图中其他需要说明的场合。

1.2方框图

方框图是表示该设备是由哪些单元功能电路所组成的图,能表示这些单元功能是怎样有机地组合起来,并完成它的整机功能。方框图仅表示整个机器的大致结构,即包括了哪些部分。每部分用一个方框表示,有文字或符号说明,各方框之间用线条连起来,表示各部分之间的关系。方框图只能说明机器的轮廓、类型以及大致工作原理,看不出电路的具体连接方法,也看不出元件的型号数值。方框图一般是在讲解某个电严电路的工作原理时,或是介绍电子电路的概况时采用的。

按运用的程序来说,一般是先有方框图,再进一步设计出原理电路图。如果有必要时再画出安装电路图,以便于安装。

1.3单元电路图

顾名思义,单元电路图为实现某一具体功能的最小电路单位,例如某一级放大电路、某一振荡器电路等。当然,从大的方面来看,一个集成电路也可以被认为是一个单元电路。单元电路图主要被用于分析某一部分的具体电路功能,而直接把该部分画出。

1.4等效电路图

分析某些电路时,采用等效电路图的方式去分析电路,能更方便地理解电路的工作原理。虽然等效电路图与原电路表现形式不同,但是实际作用完全相同,它主要用于简化电路工作原理。

对于直流等效电路图,在电路中的电容采用开路对待、线圈采用通路对待;对于交流等效电路图,将电路中的耦合带内容认为通路、线圈认为通路;对于元器件,特别是新的或者特殊的元器件,为了能够更好的表明它的属性,必须采用等效电路图。

1.5集成电路应用电路图

随着电子技术的发展,集成电路被广泛使用在各方面,因此对于集成电路应用电路图的识图非常重要。

对于集成电路图,采用集成电路电路结构、元器件参数等,完整表明了其功能,使得分析非常方便。但是由于其大部分不会画出内部电路方框图,因此对于初学者分析其应用带路和分立元器件,由于不熟悉其内部构造,因此比较困难。

1.6整机电路图

整机电路图,用于描述整个机器的电路结构、各单元电路的电路结构和连接方式,因此可以表明整个机器的工作原理,同时由于各元件都给出了其具体型号等一些重要数据,可以作为检测和更换的基础。然后再化整为零,任何复杂电路都是由一些基本环节电路组成的。因此,掌握基本环节电路的工作原理是掌握机器电气运行、安装和检修的基础。分析控制电路可根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求,逐一找出控制电路中的控制环节,将控制回路化整为零地进行分析。如果控制电路较复杂,则可先排除照明或显示等与控制关系不密切的电路,以便集中精力进行分析。

1.7装配图

装配图是表示电原理图中各功能电路、各元器件在实际线路板上分布的具体位置以及各元器件管脚之间连线走向的图形。

装配图也就是布线图,如果用元件的实际样子表示又叫实体图。原理图只说明电路的工作原理,看不出各元件的实际形状,不知道在机器中是怎样连接的,以及位置在什么地方,而装配图就能解决这些问题。装配图一般很接近于实际安装和接线情况。如果采用印制电路板,装配图就要用实物图或符号画出每个元件在印制板的什么位置,焊在哪些接线孔上。

装配图有图纸表示法和线路板直标法两种。图纸表示法用一张图纸(称印制线路图)表示各元器件的分布和它们之间的连接情况,这也是传统的表达方式。线路板直标法则在铜箔线路板上直接标注元器件编号,这种表示方式的应用越来越广泛,特别是进口设备中大多采用这种方式。

2.电子电路的分解

任何复杂的电子电路都是由一些具有完整基本功能的单元电路组成,也就是说任何复杂的电但就其电路组成而言,都是有变压器降压电路、整流电路、滤波电路以及稳压电路等单元组成的,交流电由变压器降压后,经整流输出脉冲直流电压,然后经滤波电路变为较平滑的直流电压,最后由稳压电路进行稳压输出。

复杂电路一旦被分解成若干个单元电路,就可以从分析单元电路着手,去了解各单元电路的工作原理、性能特效以及有关参数,进而分析每个单元电路和整机电路之间的关系,了解电路的设计思想。

3.单元电路的特点

3.1具有某一特定的电路功能

单元电路(如由三极管组成的各种放大电路、电容电感等原件组成的振荡电路、集成运算放大器组成的各种应用电路)都具有各种特定的电路功能,是可以单独使用的。

3.2通用性

电路的通用性表现为电路功能的基本性,如三极管放大电路最基本的功能是放大信号,几乎所有实际电路都包含三极管放大电路。又如振荡电路的基本功能是产生振荡波形,它广泛地应用于各种实际电路中。

3.3组合性

由于单元电路都是具备特定功能的电路,因而在电路设计过程中可以根据需要去选择一个单元电路单独使用,也可以按一定的规律将多个单元电路恰当地组合在一起,成为一个新的电路。这种组合的过程、事实上是一个有意识的电路设计过程。

4结语

各种电路图充分描述了电子设备的功能、用途和工作原理。作为电路设计、调试和维修的基础,硬件工程师需要结合各种电路图识图方式,充分了解其各单元工作原理,才能够不断提高识图能力,进而增强了分析、解决问题能力。随着集成电路技术的发展,一块集成芯片配上一些外围元件就可以完成许多特定的功能,例如在单片集成电路收音机中,一块集成芯片加上一些外围元件就可完成收音机的全部功能。

参考文献:

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