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干货 | 电源工程师必备求生技能——经典20种模拟电路

2018-10-28
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初级层次是熟练记住这二十个电路,清楚这二十个电路的作用。只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。


中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用,每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响,测量时参数的变化规律,掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向,相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小,信号与阻抗的关系。有了这些电路知识,您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。


高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后,只要您愿意,受人尊敬的高薪职业——电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。


1
桥式整流电路

注意要点:

1、二极管的单向导电性:

二极管的PN结加正向电压,处于导通状态;加反向电压,处于截止状态。

伏安特性曲线:

理想开关模型和恒压降模型:

理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零.就是截止。恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V,锗管0.5V。


2、桥式整流电流流向过程:

当u2是正半周期时,二极管Vd1和Vd2导通;而夺极管Vd3和Vd4截止,负载RL是的电流是自上而下流过负载,负载上得到了与u 2正半周期相同的电压;在u 2的负半周,u 2的实际极性是下正上负,二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2截止,负载RL上的电流仍是自上而下流过负载,负载上得到了与u 2正半周期相同的电压。


3、计算:

Vo, Io,二极管反向电压:

Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2


2
电源滤波器


注意要点:

1、电源滤波的过程分析:

电源滤波是在负载RL两端并联一只较大容量的电容器。由于电容两端电压不能突变,因而负载两端的电压也不会突变,使输出电压得以平滑,达到滤波的目的。


波形形成过程:

输出端接负载RL时,当电源供电时,向负载提供电流的同时也向电容C充电,充电时间常数为τ充=(Ri∥RLC)≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri压降的影响,电容上电压将随u 2迅速上升,当ωt=ωt1时,有u 2=u 0,此后u 2低于u 0,所有二极管截止,这时电容C通过RL放电,放电时间常数为RLC,放电时间慢,u 0变化平缓。当ωt=ωt2时,u 2=u 0, ωt2后u 2又变化到比u 0大,又开始充电过程,u 0迅速上升。ωt=ωt3时有u 2=u 0,ωt3后,电容通过RL放电。如此反复,周期性充放电。由于电容C的储能作用,RL上的电压波动大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大,要求电压脉动较小的场合。


2、计算:

滤波电容的容量和耐压值选择

电容滤波整流电路输出电压Uo在√2U 2~0.9U 2之间,输出电压的平均值取决于放电时间常数的大小。

电容容量RLC≧(3~5)T/2其中T为交流电源电压的周期。实际中,经常进一步近似为Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值电压URM=√2U 2,每个二极管的平均电流是负载电流的一半。


3
信号滤波器


注意要点:

1、信号滤波器的作用:

把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度,但同时必须让有用信号顺利通过。


与电源滤波器的区别和相同点:

两者区别为:信号滤波器用来过滤信号,其通带是一定的频率范围,而电源滤波器则是用来滤除交流成分,使直流通过,从而保持输出电压稳定;交流电源则是只允许某一特定的频率通过。

相同点:都是用电路的幅频特性来工作。


2、LC 串联和并联电路的阻抗计算:

串联时,电路阻抗为Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC);

并联时电路阻抗为Z=1/jωC∥(R+jωL)=



考滤到实际中,常有R<<ωL,所以有Z≈

幅频关系和相频关系曲线:

3、画出通频带曲线:

计算谐振频率:fo=1/2π√LC


4
微分和积分电路


注意要点:

1、电路的作用,与滤波器的区别和相同点;

2、微分和积分电路电压变化过程分析,画出电压变化波形图;

3、计算:时间常数,电压变化方程,电阻和电容参数的选择。

5
共射极放大电路



注意要点:

1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件;

2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图;

3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。


6
分压偏置式共射极放大电路


注意要点:

1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图;

2、电流串联负反馈过程的分析,负反馈对电路参数的影响;

3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算;

4、受控源等效电路分析。


7
共集电极放大电路(射极跟随器)


注意要点:

1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图,电路的输入和输出阻抗特点;

2、电流串联负反馈过程的分析,负反馈对电路参数的影响;

3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。


8
电路反馈框图

注意要点:

1、反馈的概念,正负反馈及其判断方法、并联反馈和串联反馈及其判断方法、电流反馈和电压反馈及其判断方法;

2、带负反馈电路的放大增益;

3、负反馈对电路的放大增益、通频带、增益的稳定性、失真、输入和输出电阻的影响。


9
二极管稳压电路

注意要点:

1、稳压二极管的特性曲线;

2、稳压二极管应用注意事项;

3、稳压过程分析。


10
串联稳压电源


注意要点:

1、串联稳压电源的组成框图;

2、每个元器件的作用;稳压过程分析;

3、输出电压计算。


11
差分放大电路



注意要点:

1、电路各元器件的作用,电路的用途、电路的特点;

2、电路的工作原理分析。如何放大差模信号而抑制共模信号;

3、电路的单端输入和双端输入,单端输出和双端输出工作方式。


12
场效应管放大电路


注意要点:

1、场效应管的分类,特点,结构,转移特性和输出特性曲线;

2、场效应放大电路的特点;

3、场效应放大电路的应用场合。


13
选频(带通)放大电路


注意要点:

1、每个元器件的作用,选频放大电路的特点,电路的作用;

2、特征频率的计算,选频元件参数的选择;

3、幅频特性曲线。


14
运算放大电路

注意要点:

1、理想运算放大器的概念,运放的输入端虚拟短路,运放的输入端的虚拟断路;

2、反相输入方式的运放电路的主要用途,输入电压与输出电压信号的相位关系;

3、同相输入方式下的增益表达,输入阻抗,输出阻抗。


15
差分输入运算放大电路


注意要点:

1、差分输入运算放大电路的的特点,用途;

2、输出信号电压与输入信号电压的关系式。


16
电压比较电路


注意要点:

1、电压比较器的作用,工作过程;

2、比较器的输入-输出特性曲线图;

3、如何构成迟滞比较器。


17
RC振荡电路


注意要点:

1、振荡电路的组成,作用,起振的相位条件,起振和平衡幅度条件;

2、RC电路阻抗与频率的关系曲线,相位与频率的关系曲线;

3、RC振荡电路的相位条件分析,振荡频率,如何选择元器件。


18
LC振荡电路


注意要点:

1、振荡相位条件分析;

2、直流等效电路图和交流等效电路图;

3、振荡频率计算。


19
石英晶体振荡电路



注意要点:

1、石英晶体的特点,石英晶体的等效电路,石英晶体的特性曲;

2、石英晶体振动器的特点;

3、石英晶体振动器的振荡频率。


20
功率放大电路


注意要点:

1、乙类功率放大器的工作过程以及交越失真;

2、复合三极管的复合规则;

3、甲乙类功率放大器的工作原理,自举过程,甲类功率放大器,甲乙类功率放大器的特点。



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