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1、 理論 技能目錄 第1章 電氣元件 第2章 電子技術(shù)基礎(chǔ) 第3章 電子儀器 第4章 焊接和元器件裝配 第5章 印刷電路板的設(shè)計(jì)和制作 第6章 電子電路實(shí)驗(yàn) 第7章 課程設(shè)計(jì) 第8章 實(shí)訓(xùn) 理論 技能 1.1 電阻器 1.3 電感器 1.6 集成運(yùn)放和穩(wěn)壓器 1.2 電容器 1.4 變壓器和繼電器 1.7 接插件 1.5 半導(dǎo)體二極管和三極管第1章 元 件 理論 技能第1章 元 件1.1 電阻器1.1.1 概述電阻器在所有的電子設(shè)備中是必不可少的，在電路中常用來進(jìn)行電壓、電流的控制和傳送。電阻器通常按如下方法進(jìn)行分類：按材料分：主要有碳質(zhì)電阻、碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻等。按結(jié)構(gòu)分：主要分為

2、固定電阻和可變電阻。按用途分：有精密電阻、高頻電阻、高壓電阻、大功率電阻、熱敏電阻等。1.1.2 電阻器的參數(shù)電阻器的參數(shù)主要包括標(biāo)稱阻值、額定功率、精度、最高工作溫度、最高工作電壓、噪聲系數(shù)及高頻特性等，在挑選電阻器的時(shí)候主要考慮其阻值、額定功率及精度。至于其他參數(shù)，如最高工作溫度、高頻特性等只在特定的電氣條件下才予以考慮。1標(biāo)稱阻值電阻器的標(biāo)稱阻值通常在電阻的表面標(biāo)出。標(biāo)稱阻值包括阻值及阻值的最大偏差兩部分，通常所說的電阻值即標(biāo)稱電阻中的阻值，這是一個(gè)近似值。它與實(shí)際的阻值是有一定偏差的。標(biāo)稱值按誤差等級分類，國家規(guī)定有E24、E12、E6系列，如表1.1所示。 理論 技能第1章 元 件阻

3、 值 系 列 最 大 誤 差 偏 差 等級 標(biāo) 稱 值E24 5% 1.0,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,2.0,2.4,2.7,3.0,3.3,3.6,3.9,4.3,5.1,5.6,6.2,6.8,7.5,8.2,9.1E12 10% 1.0,1.2,1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2E6 20% 1.0,1.5,2.2,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2表 1.1 E24、 E12、 E6系 列 的 具 體 規(guī) 定 理論 技能第1章 元 件標(biāo)稱值一般用色標(biāo)法、直標(biāo)法和文字符號(hào)描述法來表示。 色標(biāo)法：用不同的顏色表示

4、不同的數(shù)值和誤差，詳見表1.2所示，電阻器有三環(huán)表示和四環(huán)表示兩種表示方法。 表 1.2 電 阻 色 環(huán) 與 數(shù) 值 的 對 應(yīng) 關(guān) 系顏 色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 金 銀 無色表 示 數(shù)值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-1 10-2表 示 誤差 （ %） 1 2 3 4 5 10 20 理論 技能第1章 元 件下面以四環(huán)表示法為例來具體說明電阻是如何用色環(huán)表示的：第一色環(huán)（從電阻器上看是離端頭最近的一環(huán)）、第二色環(huán)、第三色環(huán)分別表示數(shù)值X、Y、Z則電阻阻值為R=XY10Z，第四色環(huán)僅表示該電阻的誤差。三環(huán)表示的時(shí)候只有第一環(huán)表示基數(shù)，第二環(huán)表示十的指數(shù)，第三

5、環(huán)表示誤差。 直標(biāo)法和文字符號(hào)表示法：直標(biāo)法就是在電阻上直接標(biāo)出電阻的數(shù)值。文字符號(hào)表示法是把文字、數(shù)字有規(guī)律的結(jié)合起來表示電阻的阻值和誤差。符號(hào)規(guī)定如下：歐姆用“”來表示，千歐姆用“k”來表示，兆歐姆用“M”來表示。2電阻器的額定功率表示符號(hào)電阻器有電流流過時(shí)會(huì)發(fā)熱，如果溫度過高就會(huì)被燒毀。圖1.1表示在常溫、常壓下電阻器長期工作所能承受最大功率的表示方法。 圖 1.1 電 阻 器 額 定 功 率 與 對 應(yīng) 符 號(hào) 理論 技能第1章 元 件1.1.3 常用電阻器介紹1碳質(zhì)電阻碳質(zhì)電阻由碳粉、填充劑等壓制而成，價(jià)格便宜但性能較差，現(xiàn)在已不常用。2線繞電阻線繞電阻由電阻率較大、性能穩(wěn)定的錳銅、

6、康銅等合金線涂上絕緣層，在絕緣棒上繞制而成。阻值R= l/s，其中為合金線的電阻率，l為合金線長，s為合金線的截面積。當(dāng)、s為定值時(shí)電阻值和長度具有很好的線性關(guān)系，精度高，穩(wěn)定性好，但具有較大的分布電容，較多用在需要精密電阻的儀器儀表中。3碳膜電阻器碳膜電阻器是由結(jié)晶碳沉積在磁棒或瓷管骨架上制成的，穩(wěn)定性好、高頻特性較好、并能工作在較高的溫度下（70C），目前在電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。其涂層多為綠色。 理論 技能第1章 元 件4金屬膜電阻與碳膜電阻相比，金屬膜電阻只是用合金粉替代了結(jié)晶碳，除具有碳膜電阻的特性外，能耐更高的工作溫度。其涂層多為紅色。5熱敏電阻熱敏電阻的電阻值隨著溫度的變化而變

7、化，一般用做溫度補(bǔ)償和限流保護(hù)等。從特性上可分為兩類：正溫度系數(shù)電阻和負(fù)溫度系數(shù)電阻。正溫度系數(shù)的阻值隨溫度升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)的電阻則相反。熱敏電阻在結(jié)構(gòu)上分為直熱式和旁熱式兩種。直熱式是利用電阻體本身通過電流產(chǎn)生熱量，使其電阻值發(fā)生變化，旁熱式熱敏電阻器由兩個(gè)電阻組成，一個(gè)電阻為熱源電阻，另一個(gè)為熱敏電阻。 理論 技能第1章 元 件6貼片電阻該類電阻目前常用在高集成度的電路板上，它體積很小，分布電感、分布電容都較小，適合在高頻電路中使用。一般用自動(dòng)安裝機(jī)安裝，對電路板的設(shè)計(jì)精度有很高的要求，是新一代電路板設(shè)計(jì)的首選組件。1.1.4 電位器電位器實(shí)際上是一種可變電阻器，可采用上述各種材料制

8、成。電位器通常由兩個(gè)固定輸出端和一個(gè)滑動(dòng)抽頭組成。按結(jié)構(gòu)電位器可分為單圈、多圈；單聯(lián)、雙聯(lián)；帶開關(guān)；鎖緊和非鎖緊電位器。按調(diào)節(jié)方式可分為旋轉(zhuǎn)式電位器、直滑式電位器。在旋轉(zhuǎn)式電位器中，按照電位器的阻值與旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系可分為直線式、指數(shù)式、對數(shù)式。具體常用電位器形狀如圖1.2所示。表1.3是電位器使用材料與標(biāo)志符號(hào)。 理論 技能第1章 元 件 圖 1.2 常 用 電 位 器 的 外 形 和 符 號(hào) 理論 技能第1章 元 件類 別 碳 膜 電位 器 合 成 碳 膜 電位 器 線 繞 電 位器 有 機(jī) 實(shí) 心 電位 器 玻 璃 釉 電位 器標(biāo) 志符 號(hào) WT WTH(WH) WX WS WT表 1.3

9、 電 位 器 使 用 材 料 與 標(biāo) 志 符 號(hào)1.1.5 用 萬 用 表 測 量 電 阻 器 、 電 位 器 的 阻 值電 阻 器 的 測 量電 阻 器 在 使 用 時(shí) 要 進(jìn) 行 測 量 ， 看 其 阻 值 與 標(biāo) 稱 值 是 否 相 符 。 用 萬用 表 測 量 電 阻 時(shí) ， 應(yīng) 用 萬 用 表 中 的 歐 姆 檔 進(jìn) 行 測 量 ， 測 量 電 阻 時(shí) 應(yīng)根 據(jù) 電 阻 值 的 大 小 選 擇 合 適 的 量 程 ， 以 提 高 測 量 精 度 。 同 時(shí) 在 測 量時(shí) 應(yīng) 注 意 手 不 能 同 時(shí) 接 觸 被 測 電 阻 的 兩 根 引 線 以 避 免 人 體 電 阻 的 影響

10、。 理論 技能第1章 元 件電 位 器 的 測 量如 圖 1.2所 式 ， 電 位 器 的 引 線 腳 分 別 為 A、 B、 C， 開 關(guān) 引 線 腳 為 K和 S。首 先 用 萬 用 表 測 電 位 器 的 標(biāo) 稱 值 。 然 后 再 測 量 A、 B兩 端 或 B、 C兩 端的 電 阻 值 。 并 慢 慢 地 旋 轉(zhuǎn) 軸 ， 若 這 時(shí) 表 針 平 穩(wěn) 的 朝 一 個(gè) 方 向 移 動(dòng) 沒 有跳 躍 現(xiàn) 象 ， 表 明 滑 動(dòng) 觸 點(diǎn) 與 電 阻 體 接 觸 良 好 ， 最 后 再 測 量 K與 S之 間 開關(guān) 功 能 。 理論 技能第1章 元 件1.2 電容器1.2.1 概述電容就是用來

11、存儲(chǔ)電荷的容器。比較簡單的模型是兩個(gè)金屬板中間夾上一層絕緣材料，這層絕緣材料也可以是空氣。圖1.3為幾種常用電容器的圖形符號(hào)。電容器在電路中通常用來隔直流、級間耦合及濾波等，在調(diào)諧電路中和電感一起構(gòu)成諧振回路。在電子設(shè)備中，電容是不可缺少的組件。電容器的種類很多，其分類如下：按結(jié)構(gòu)分：分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器。按介質(zhì)材料分：分為氣體介質(zhì)電容器、液體介質(zhì)電容器、無機(jī)固質(zhì)電容器、電解電容器（又分液式和干式）。按陽極材料分：分為鋁、鉭、鈮、鈦電解電容等。按極性分：分為有極性、無極性。 理論 技能第1章 元 件新 國 標(biāo) 舊 國 標(biāo) 新 國 標(biāo) 舊 國 標(biāo)圖 1.3 電 容 器 常 用

12、 符 號(hào) 理論 技能第1章 元 件1.2.2 電 容 器 主 要 參 數(shù)1電容器型號(hào)命名例 如 ， 某 電 容 器 標(biāo) 注 為 CZD-250-0.47-10%， 其 含 義 如 下 ：名 稱 ：電 容 器 紙 介 質(zhì) 低 壓 額 定 工 作電 壓 標(biāo) 稱 電 容 量 ：0.47F 允 許 誤 差 ：10% C Z D 250 0.47 10% 理論 技能第1章 元 件2電容量電容量是指電容器儲(chǔ)存電荷的能力。常用單位：法（F）、微法（F）、皮法（pF）。三者的關(guān)系為：1pF=10-6F=10-12 pF。 通常，容量在微法級的電容器直接在上面標(biāo)注其容量，如47F，但皮法級的電容用數(shù)字標(biāo)注其容量

13、，如332即表明容量為3 300pF，即最后位為十的指數(shù)，這和用數(shù)字表示電阻值的方法是一樣的。3其他參數(shù) 額定直流工作電壓：即電容器在常溫常壓下，能長期可靠工作在所能承受的最大直流電壓下，如果電容器工作在交流電路中，交流電壓的幅值不能超過電容額定直流工作電壓。 絕緣電阻：電容器的絕緣電阻是指電容器兩極之間的電阻，或稱漏電阻。漏電流與漏電阻的乘積為電容器兩端所加的電壓。絕緣電阻的大小決定了一個(gè)電容器介質(zhì)性能的好壞。 國家規(guī)定了一系列容量值作為產(chǎn)品標(biāo)稱。固定電容器的標(biāo)稱容量系列如表1.4所示。 理論 技能第1章 元 件2電容量電容量是指電容器儲(chǔ)存電荷的能力。常用單位：法（F）、微法（F）、皮法（p

14、F）。三者的關(guān)系為：1pF=10-6F=10-12 pF。 通常，容量在微法級的電容器直接在上面標(biāo)注其容量，如47F，但皮法級的電容用數(shù)字標(biāo)注其容量，如332即表明容量為3 300pF，即最后位為十的指數(shù)，這和用數(shù)字表示電阻值的方法是一樣的。3其他參數(shù) 額定直流工作電壓：即電容器在常溫常壓下，能長期可靠工作在所能承受的最大直流電壓下，如果電容器工作在交流電路中，交流電壓的幅值不能超過電容額定直流工作電壓。 絕緣電阻：電容器的絕緣電阻是指電容器兩極之間的電阻，或稱漏電阻。漏電流與漏電阻的乘積為電容器兩端所加的電壓。絕緣電阻的大小決定了一個(gè)電容器介質(zhì)性能的好壞。 國家規(guī)定了一系列容量值作為產(chǎn)品標(biāo)稱

15、。固定電容器的標(biāo)稱容量系列如表1.4所示。 理論 技能第1章 元 件標(biāo) 稱 值 最 大 誤 差 偏 差 等 級 標(biāo) 稱 值E24 5% 1.0,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,2.0,2.2,2.4,2.7,3.0,3.3,3.9,4.3,4.7,5.1,5.6,6.2,6.8,7.5,8.2,9.1E12 10% 1.0,1.2,1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2 E6 20% 1.0,1.5,2.2,3.3,4.7,6.8表 1.4 固 定 式 標(biāo) 稱 容 量 系 列 E24、 E12、 E6 理論 技能第1章 元 件1.2.3

16、常用電容器1電解電容器電解電容器是目前用得較多的大容量電容器，它體積小、耐壓高（一般耐壓越高體積也就越大），其介質(zhì)為正極金屬片表面上形成的一層氧化膜。負(fù)極為液體、半液體或膠狀的電解液。因其有正負(fù)極之分，故只能工作在直流狀態(tài)下，如果極性用反，將使漏電流劇增，在此情況下電容器將會(huì)急劇變熱而損壞，甚至?xí)鸨?。一般廠家會(huì)在電容器的表面上標(biāo)出正極或負(fù)極，新買來的電容器引腳長的一端為正極。目前鋁電容用的較多，鉭、鈮、鈦電容相比之下漏電流小，體積小，但成本高，通常用在性能要求較高的電路中。2云母電容用云母片做介質(zhì)的電容器，高頻性能穩(wěn)定，耐壓高（幾百伏幾千伏），漏電流小，但容量小，體積大。 理論 技能第1

17、章 元 件3瓷質(zhì)電容采用高介電常數(shù)、低損耗的陶瓷材料作介質(zhì)，電容器的體積小、損耗小、絕緣電阻大、漏電流小、性能穩(wěn)定，可工作在超高頻段，但耐壓低，機(jī)械強(qiáng)度較差。4玻璃釉電容玻璃釉電容具有瓷質(zhì)電容的優(yōu)點(diǎn)，但比同容量的瓷質(zhì)電容體積小，工作頻帶較寬，可在125C下工作。5紙介電容紙介電容的電極用鋁箔、錫箔做成，絕緣介質(zhì)是浸醋的紙，錫箔或鋁箔與紙相疊后卷成圓柱體，外包防潮物質(zhì)。體積小、容量大，但性能不穩(wěn)定，高頻性能差。6聚苯乙烯電容器聚苯乙烯電容器是一種有機(jī)薄膜電容器。以聚苯乙烯為介質(zhì)，用鋁箔或直接在聚苯乙烯薄膜上蒸上一層金屬膜為電極。絕緣電阻大、耐壓高、漏電流小、精度高，但耐熱性差，焊接時(shí)，過熱會(huì)損壞

18、電容。 理論 技能第1章 元 件7片狀電容器目前，片狀電容器廣泛用在混合集成電路、電子手表電路和計(jì)算機(jī)中。有片狀陶瓷電容、片狀鉭電容、片狀陶瓷微調(diào)電容等。其體積小、容量大。8獨(dú)石電容獨(dú)石電容器是以鈦酸鋇為主的陶瓷材料燒結(jié)而成的一種瓷介質(zhì)電容器，體積小、耐高溫、絕緣性能好、成本低，多用于小型和超小型電子設(shè)備中。9可變電容器可變電容器種類很多，按結(jié)構(gòu)可分為單連（一組定片，一組動(dòng)片）、雙連（二組動(dòng)片，二組定片）、三連 、四連等。按介質(zhì)可分為空氣介質(zhì)、薄膜介質(zhì)電容器等。其中空氣介質(zhì)電容器使用壽命長，但體積大。一般單連用于直放式收音機(jī)的調(diào)諧電路，雙連用于超外差式收音機(jī)。薄膜介質(zhì)電容器在動(dòng)片和定片之間以云

19、母或塑料片做介質(zhì)，其體積小，重量輕。圖1.4所示為空氣單連、雙連可變電容器及其在電路中的符號(hào)。 理論 技能第1章 元 件圖 1.4 空 氣 單 連 、 雙 連 可 變 電 容 器 及 在 電 路 中 的 符 號(hào) 表 示 理論 技能第1章 元 件10半可調(diào)電容器（微調(diào)電容器）半可調(diào)電容器在電路中主要用做補(bǔ)償和校正。調(diào)節(jié)范圍為幾十皮法。常用的半可調(diào)電容器有：有機(jī)薄膜介質(zhì)微調(diào)電容器、瓷介質(zhì)微調(diào)電容器、拉線微調(diào)電容器和云母微調(diào)電容器等。圖1.5為幾種微調(diào)電容的外形圖及其在電路中的符號(hào)。 理論 技能第1章 電氣元件 圖 1.5 各 種 微 調(diào) 電 容 的 外 形 和 電 路 中 的 符 號(hào) 理論 技能第

20、1章 元 件1.2.4 用萬用表檢測電容器在電容器使用前，必須對電容器進(jìn)行測量，對于電容器的測量應(yīng)用專用儀器，如電容測量儀。在某些情況下，對電容量大于0.1F的電容器，可用萬用表進(jìn)行檢測。其檢測方法是：首先根據(jù)電容器容量的大小選擇合適的量程，通常為：0.1-10F選用R*K檔，10-300F選用R*10K檔。然后用表筆分別接觸電容器的兩根引線，表針若先朝順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后又慢慢地向反方向退回到R=的位置（零點(diǎn)位置）。當(dāng)指針不能回到零點(diǎn)時(shí)說明電容器漏電，如果表針距零點(diǎn)位置較遠(yuǎn)，表示電容器漏電嚴(yán)重，不能使用。1.3 電感器 1.3.1 概述電感器有存儲(chǔ)電磁能的作用，在電路中表現(xiàn)為阻礙電流的變化。

21、多用漆包線、紗包線繞在鐵心、磁心上構(gòu)成，圈與圈之間相互絕緣。電路中用L表示。圖1.6為幾種電感器的符號(hào)。電感按形式可分為固定電感、可變電感和微調(diào)電感。按磁體的性質(zhì)可分為空心線圈、磁心線圈。按結(jié)構(gòu)分為單層線圈、多層線圈。 理論 技能第1章 元 件圖 1.6 各 種 電 感 器 符 號(hào) 理論 技能第1章 元 件1.3.2 電感器的主要參數(shù)1電感量電感量的單位有亨利（H）、毫亨（mH）、微亨（H）。換算關(guān)系為1H=103mH=106H。2品質(zhì)因數(shù)（Q值）品質(zhì)因數(shù)是電感的主要參數(shù)，如果線圈的損耗小則Q值就高，反之Q值低。3分布電容由于絕緣的線圈相當(dāng)于電容器的兩極，則電感上就會(huì)分布有許多的小電容，稱為分

22、布電容。分布電容的存在是導(dǎo)致品質(zhì)因數(shù)下降的主要因素。所以一般通過各種方法來減小分布電容。4額定電流額定電流主要對高頻電感器和大功率調(diào)諧電感器而言，要求正常工作時(shí)通過電感器的電流小于其額定電流。 理論 技能第1章 元 件1.3.3 常用電感介紹1固定電感線圈固定電感線圈一般是將絕緣銅線繞在磁心上，外層包上環(huán)氧樹脂或塑料。固定電感線圈體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)牢固，廣泛應(yīng)用在電視機(jī)、收錄機(jī)中。 有立式和臥式兩種。工作頻率在10kHz200MHz。2可變電感線圈通過改變插入線圈中的磁心的位置來改變電感量。磁棒式天線線圈是可變電感線圈，在收音機(jī)中與可變電容器組成調(diào)諧回路，用于接收無線電波信號(hào)。3微調(diào)電感器微

23、調(diào)電感器用于小范圍的改變電感量，調(diào)整局部電路的參數(shù)。4阻流圈阻流圈亦稱為扼流圈。分為高頻扼流圈和低頻扼流圈兩種。高頻扼流圈用來阻止高頻分量的通過；低頻扼流圈又叫做濾波線圈，它可與電容器組成濾波電路。 理論 技能第1章 元 件1.4 變 壓 器 和 繼 電 器1.4.1 變 壓 器1 概 述變 壓 器 一 般 用 絕 緣 銅 線 繞 在 磁 心 或 鐵 心 外 制 成 。 主 要 用于 改 變 交 流 電 壓 和 交 流 電 流 的 大 小 ， 也 作 阻 抗 變 換 和 隔直 流 用 。 有 電 源 變 壓 器 、 線 間 變 壓 器 、 音 頻 變 壓 器 、 中頻 變 壓 器 和 高 頻

24、變 壓 器 等 。 圖 1.7為 變 壓 器 外 形 和 它 在 電路 中 的 符 號(hào) 。 圖 1.7 變 壓 器 外 形 和 電 路 中 的 符 號(hào) 理論 技能第1章 元 件2常用變壓器 音頻變壓器。這類變壓器主要用來對音頻（小于3400Hz）信號(hào)進(jìn)行處理。用做阻抗匹配、耦合、倒相等。一般有兩組或兩組以上的線圈，輸入線圈的阻值較高，輸出線圈的阻值較低。 中頻變壓器。中頻變壓器又叫做中周，與電容器組成諧振回路，在超外差式（機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)與外部輸入信號(hào)有一個(gè)固定差值的信號(hào)，經(jīng)調(diào)制產(chǎn)生一個(gè)中頻的有用信號(hào)）收音機(jī)和電視機(jī)中使用。有單調(diào)諧和雙調(diào)諧兩種，雙調(diào)諧即指有兩組諧振回路。 行輸出變壓器。行輸出變壓

25、器又稱逆行程變壓器，用在電視機(jī)掃描輸出級，為顯像管提供陽極高壓、加速極電壓、聚焦極電壓和其他電路所需的直流電壓。有高壓線圈、低壓線圈、U形磁心及骨架組成。 電源變壓器。電壓變壓器用做電壓的變換，產(chǎn)生各種電路所需的電壓。 理論 技能第1章 元 件1.4.2 繼電器1概述繼電器起控制和轉(zhuǎn)換電路的作用。在大電流、高壓等危險(xiǎn)地方的自動(dòng)控制設(shè)備中經(jīng)常采用。繼電器種類很多，按用途可分為啟動(dòng)繼電器、限時(shí)繼電器和延時(shí)繼電器等。2繼電器的主要參數(shù) 額定工作電壓。繼電器正常工作所需電壓。有交、直流之分。 觸點(diǎn)的切換電壓和電流。繼電器允許加載的最大電壓和電流，決定繼電器能控制的電壓和電流的大小。 吸合電流。使繼電器

26、產(chǎn)生吸合動(dòng)作而需要的最小電流，這是保證繼電器正常工作的最低電流，當(dāng)繼電器的輸入電阻已知時(shí)，也可以在說明中給出其最小電壓。 釋放電流。釋放電流是使繼電器無法保持吸合狀態(tài)的最大電流，這個(gè)電流要比吸合電流小得多。 理論 技能第1章 元 件3 繼 電 器 觸 點(diǎn)繼 電 器 的 觸 點(diǎn) 有 三 種 形 式 ， 常 開 觸 點(diǎn) （ 用 H表 示 ） 、 常 閉 觸 點(diǎn) （ 用D表 示 ） 、 轉(zhuǎn) 換 觸 點(diǎn) （ 用 Z表 示 ） 。 常 開 觸 點(diǎn) 的 繼 電 器 在 不 通 電 的時(shí) 候 兩 個(gè) 觸 點(diǎn) 是 斷 開 的 ， 常 閉 觸 點(diǎn) 則 相 反 。 轉(zhuǎn) 換 觸 點(diǎn) 繼 電 器 有 三組 觸 點(diǎn) ，

27、 線 圈 不 通 電 的 時(shí) 候 中 間 觸 點(diǎn) 與 其 中 的 一 組 閉 合 ， 與 另 一組 分 開 。 通 電 后 使 原 來 閉 合 的 變 成 斷 開 ， 斷 開 的 變 成 閉 合 。 其 名稱 和 符 號(hào) 如 圖 1.8所 示 。名 稱 符 號(hào) 繼 電 器 在 吸合 時(shí) 名 稱 符 號(hào) 繼 電 器 吸 合時(shí)接 點(diǎn) 接 點(diǎn) 閉 合 雙 轉(zhuǎn) 換 接點(diǎn) 兩 組 常 閉 接點(diǎn) 斷 開 接 點(diǎn) 接 點(diǎn) 斷 開 雙 常 閉（ 動(dòng) 斷 ）接 點(diǎn) 同 時(shí) 斷 開雙 常 開（ 動(dòng) 合 ）接 點(diǎn) 同 時(shí) 閉 合 轉(zhuǎn) 換 接 點(diǎn) 常 閉 接 點(diǎn) 斷開圖 1.8 觸 點(diǎn) 名 稱 和 符 號(hào) 理論 技能

28、第1章 元 件1.5 半導(dǎo)體二極管和三極管1.5.1 二極管1概述半導(dǎo)體二極管和三極管的出現(xiàn)代表著晶體管時(shí)代的到來，晶體管的大量應(yīng)用使得電子設(shè)備的體積大大縮小，速度也越來越快。半導(dǎo)體二極管有許多種類。按材料分為鍺管、硅管和砷化鎵管等。按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸型和面接觸型。面接觸型能通過較大的電流，但結(jié)電容較大。點(diǎn)接觸型則相反。按用途分為整流、檢波、變?nèi)?、穩(wěn)壓、開關(guān)、發(fā)光二極管等。圖1.9是常用二極管的符號(hào)。 圖 1.9 常 用 二 極 管 符 號(hào) 理論 技能第1章 元 件所有的半導(dǎo)體二極管都有這樣的特性：施加一個(gè)大于開啟電壓的正向電壓的時(shí)候，其電阻很小，正向壓降硅管在0.7 V左右、鍺管0.3 V左右

29、，也被稱為開啟電壓；施加一定范圍的反向電壓時(shí)，其電阻很大，但當(dāng)反向電壓大于一定值的時(shí)候，反向電流迅速增加，這個(gè)電壓叫做反向擊穿電壓，一般二極管正常工作時(shí)要求反向電壓小于其反向擊穿電壓。但有些特殊的二極管如穩(wěn)壓二極管就是工作在反向擊穿電壓區(qū)的。2常用二極管介紹（1）整流二極管整流二極管用于整流電路，把交流電換成脈動(dòng)的直流電。采用面接觸型，結(jié)電容較大，故一般工作在3kHz以下。有把4個(gè)二極管做成橋式整流封裝起來使用的。也有專門用于高壓、高頻整流電路的高壓整流堆。（2）穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是利用二極管反向擊穿時(shí)其兩端電壓基本保持不變的特性制成的。穩(wěn)壓二極管正常工作時(shí)要求輸入電壓應(yīng)在一定范圍內(nèi)變化，當(dāng)

30、輸入電壓超過一定值，使流過穩(wěn)壓管的電流超過其上限值時(shí)，將會(huì)使穩(wěn)壓管損壞，而當(dāng)輸入電壓小于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓范圍時(shí)，電路將得不到預(yù)期的穩(wěn)定電壓。 理論 技能第1章 元 件（3）變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管一般工作于反偏狀態(tài)，其勢壘電容會(huì)隨著外加電壓的變化而變化。電壓變大電容就變小，在高頻自動(dòng)調(diào)諧電路中，用電壓去控制變?nèi)荻O管從而控制電路的諧振頻率。自動(dòng)選臺(tái)的電視機(jī)就要用到這種電容。（4）發(fā)光二極管發(fā)光二極管能把電能轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)光二極管正向?qū)〞r(shí)能發(fā)出紅、綠、藍(lán)、黃及紅外光，可用做指示燈和微光照明。可以用直流、交流（要考慮反向峰值電壓是否會(huì)超過反向擊穿電壓）、脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)。一般發(fā)光二極管的正向電阻較小，圖1.

31、10所示為幾種發(fā)光二極管和驅(qū)動(dòng)電路，改變R的大小就可改變發(fā)光二極管的亮度。表1.5給出了幾種發(fā)光二極管的參數(shù)。 理論 技能第1章 元 件圖 1.10 發(fā) 光 二 極 管 和 驅(qū) 動(dòng) 電 路 參 數(shù)型 號(hào) 最 大 工 作 電 流/mA 反 向 擊 穿 電 壓/V 正 向 電 壓/V 正 向 工 作 電 流/mA 發(fā) 光 波 長/m 光 顏色2EF21 75 3 1.5 50 0.54 綠2EF31 30 5 2 1 0.66 0.68 紅2EF32 20 5 2 0.8 0.66 0.68 紅2EF33 15 5 2 0.5 0.66 0.68 紅表 1.5 幾 種 發(fā) 光 二 極 管 的 參

32、數(shù) 理論 技能第1章 元 件（5）光電二極管光電二極管和發(fā)光二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，但它的結(jié)面積較大，可接收入射光。其PN結(jié)接反向電壓時(shí)，在一定頻率光的照射下，反向電阻會(huì)隨光強(qiáng)度的增大而變小，反向電流增大。光電二極管在光通信中可作為光電轉(zhuǎn)換器件。它總是工作在反向偏置狀態(tài)。光電二極管的主要參數(shù)有：暗電流（無光照射時(shí)的反向電流）、光電流（有光照射時(shí)的反向電流）、最高工作電壓（指暗電流不超過允許值的最高反向電壓）。光學(xué)參數(shù)： 靈敏度：給定波長的入射光產(chǎn)生的光電流與光照強(qiáng)度的比值。 頻譜范圍：指光電二極管所能接受的光的頻譜范圍，鍺管的光譜范圍比硅管寬。 峰值波長：光電二極管達(dá)到最大靈敏度時(shí)入射光

33、的波長。鍺管為1.465m、硅管為0.9m。 響應(yīng)時(shí)間：光電二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)所需要的時(shí)間 理論 技能第1章 元 件3.用萬用表測試半導(dǎo)體二極管通?？捎每捎萌f用表來檢測萬用表的好壞。當(dāng)使用指針式萬用表測量二極管時(shí)，萬用表的紅表筆接二極管的陰極，黑表筆接二極管的陽極，測量的是二極管的正向電阻。將紅、黑表筆對調(diào)測得的是反向電阻。對于鍺小功率二極管，其正向電阻一般為100-1000歐姆之間，而硅二極管的正向電阻一般為幾百到幾千歐姆之間。它們的反向電阻都在幾百千歐姆以上。當(dāng)使用數(shù)字式萬用表時(shí)，萬用表的紅表筆接二極管的陽極，黑表筆接二極管的陰極，測得的是二極管的正向電阻。將紅、黑表筆對調(diào)測得的是

34、反向電阻。 理論 技能第1章 元 件1.5.2 三極管半導(dǎo)體三極管可分為雙極型（BJT）、場效應(yīng)管（FET）和光電三極管。1雙極型半導(dǎo)體三極管（1）概述雙極型三極管的三個(gè)引腳命名為基極（B）、發(fā)射極（E）和集電極（C）。雙極型三極管有多種分類方法。按材料分可分為鍺管和硅管；按結(jié)構(gòu)分可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型；按工作頻率分可分為高頻管、低頻管、開關(guān)管；按功率分可分為大、中、小型三極管；按PN結(jié)的不同可分為PNP、NPN型。（2）主要參數(shù)雙極型三極管有直流參數(shù)（三極管在正常工作時(shí)需要的直流偏置，亦稱直流工作點(diǎn)）。交流參數(shù)（放大倍數(shù)）和工作頻率f等。通常三極管的外殼上會(huì)有不同的色標(biāo)來表明該三極管放大倍

35、數(shù)所處的范圍。 理論 技能第1章 元 件硅 、 鍺 開 關(guān) 管 ， 高 低 頻 小 功 率 管 ， 硅 低 頻 大 功 率 管 D系 列 ，DD系 列 ， 3CD系 列 的 標(biāo) 記 為 ：015 1525 2540 4055 5580 80120 120180 180270 270400 400600棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 黑鍺 低 頻 大 功 率 3AD系 列 的 標(biāo) 記 為 ：2030 3040 4060 6090 90140 棕 紅 橙 黃 綠 理論 技能第1章 元 件（3）雙極型三極管的使用選用三極管時(shí)，需要考慮它的特征頻率、電流放大倍數(shù)、集電極耗散功率、反向擊穿電壓等參數(shù)

36、，三極管的生產(chǎn)廠家會(huì)給出這類參數(shù)。選擇三極管時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)。 特征頻率應(yīng)高于工作電路頻率的35倍，以保證三極管放大倍數(shù)在工作頻率范圍內(nèi)的穩(wěn)定性，但不可太高，否則易引起高頻振蕩。 三極管電流放大倍數(shù)應(yīng)根據(jù)具體電路加以選擇，目前有些數(shù)字萬用表可直接測得值，但會(huì)有一定的誤差。三極管的集電極最大耗散功率要大于它工作時(shí)的功耗（輸入電壓與輸入電流的乘積）。反向擊穿電壓應(yīng)大于電源電壓。用新三極管替換原來的三極管時(shí)，一般遵循就高不就低的原則，即所選管子的各種性能不能低于原來的管子。 大功率管使用時(shí)散熱器要和管子的底部接觸良好，必要時(shí)中間可涂導(dǎo)熱有機(jī)硅膠。 理論 技能第1章 元 件2場效應(yīng)管（1）概述場效應(yīng)

37、管因具有很高的輸入電阻（109 1014 ）、小的輸出電阻并且本身的功耗很小，噪聲低、抗輻射能力強(qiáng)、便于集成而得到廣泛應(yīng)用。在超大規(guī)模集成電路中最小單位往往是場效應(yīng)管。數(shù)字電路中常用的與門、或門等簡單門電路也常用場效應(yīng)管構(gòu)成。場效應(yīng)管的三個(gè)極分別為門極（G），也叫柵極，漏極（D）和源極(S)。場效應(yīng)管按溝道注入離子的不同分為P型和N型，按其柵極的不同生成方式分為結(jié)型場效應(yīng)管和絕緣柵型場效應(yīng)管。絕緣柵型按工作狀態(tài)又可分為增強(qiáng)型和耗盡型。圖1.11為結(jié)型場效應(yīng)管和絕緣柵型場效應(yīng)管的電路符號(hào)。 理論 技能第1章 元 件圖 1.11 場 效 應(yīng) 管 理論 技能第1章 元 件（2）場效應(yīng)管的主要參數(shù)及注

38、意事項(xiàng) 場效應(yīng)管的主要參數(shù)：夾斷電壓（開啟電壓）U、飽和漏電流I、直流輸入電阻、跨導(dǎo)和擊穿電壓等。除耗盡型場效應(yīng)管外，其他的類型都需要一個(gè)開啟電壓V才能正常工作。表1.6所示為兩種常用場效應(yīng)管的參數(shù)。表1.6 常用場效應(yīng)管的參數(shù)參 數(shù) MOS管 N溝 道 結(jié) 型 MOS管 N溝 道 耗 盡 型3DJ2 3DJ4 3DJ6 3DJ7 3DJ01 3DJ02 3DJ04飽 和 電 流 0.310 0.310 0.310 0.351.8 0.3510 0.3525 0.3510.5夾 斷 電 流 191 191 191 191 191 191 191 正 向 跨 導(dǎo) 2000 2000 1000 3

39、000 1000 4000 2000最 大 漏 源 電壓 20 20 20 20 20 1220 20最 大 耗 散 功率 100 100 100 100 100 25100 100柵 源 絕 緣 電阻 108 109 108 108 108 108 109 理論 技能第1章 元 件 注意事項(xiàng)。a. 由于場效應(yīng)管的輸入電阻很高，容易造成柵極上電荷積累而導(dǎo)致感應(yīng)電壓過高而被擊穿。焊接、保存及運(yùn)送過程要保證場效應(yīng)管有著很好的釋放電荷的途徑，現(xiàn)在好多的場效應(yīng)管本身就具有保護(hù)放電電路，這樣使用起來會(huì)方便些。b. 結(jié)型場效應(yīng)管的源極和漏極是對稱的，源極和漏極互換使用不影響效果 理論 技能第1章 元 件1

40、.6 集成運(yùn)算放大器和集成穩(wěn)壓器1.6.1 概述集成電路是指把能實(shí)現(xiàn)一定功能的電路做在一塊硅芯片上。按功能可劃分為數(shù)字集成電路、模擬集成電路和微波集成電路等。 圖 1.12 運(yùn) 算 放 大 器電 路 符 號(hào)在 模 擬 集 成 電 路 方 面 主 要 有 集 成 運(yùn) 算 放 大 器 、 集 成 穩(wěn) 壓 電 源 及 一 些音 像 、 圖 像 專 用 集 成 電 路 。1集成運(yùn)算放大器集 成 運(yùn) 算 放 大 器 按 用 途 分 為 通 用 性 和 專 用 性 。 通 用 性 有 低 、 中 、 高增 益 三 類 。 其 功 耗 、 精 度 、 輸 入 阻 抗 等 各 項(xiàng) 指 標(biāo) 比 較 均 勻 ，

41、適 合 通用 型 電 子 線 路 。 專 用 型 一 般 在 某 些 指 標(biāo) 上 比 較 突 出 ， 適 用 于 專 用 領(lǐng)域 。 理論 技能第1章 元 件（1）集成運(yùn)算放大器的分類專用型運(yùn)算放大器主要有以下幾種： 高精度型。高精度型運(yùn)算放大器具有低溫漂、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)。一般用于精密測量、自控儀表等信號(hào)量為毫伏級或微伏級的信號(hào)處理電路中。 低功耗型。這類運(yùn)算放大器的功耗很小，一般采用有源負(fù)載（即用一些場效應(yīng)管或三極管構(gòu)成一個(gè)需要靜態(tài)偏置電流但又具有很高的交流電阻的電路）替代高阻電阻，以此來保證小的靜態(tài)偏置電流和小的功耗。 高速型。高速型運(yùn)算放大器一般具有大的工作頻帶和高的轉(zhuǎn)換速率，國產(chǎn)型號(hào)有：F

42、715、F722、F318、4E321。國外型號(hào)有A207，它的 500V/s。高速型主要用于快速A/D、D/A轉(zhuǎn)換、有源濾波、高速采樣保持電路及鎖相環(huán)等高速電路中。 大功率型。大功率型的輸出電流可達(dá)到安培級，功率在幾十瓦。一般集成運(yùn)算放大器的輸出電流在毫安級。大功率運(yùn)算放大器一般可直接向負(fù)載輸出信號(hào)電流。 程控型。程控型運(yùn)算放大器的參數(shù)會(huì)隨外部偏置電流的改變而改變。可用在要求電參數(shù)變化的電路中。 RS 理論 技能第1章 元 件（2）集成運(yùn)算放大器的測試集成運(yùn)算放大器的具體性能及參數(shù)需采用相應(yīng)的測試電路來確定，現(xiàn)在介紹用萬用表粗測LM324各引腳的電阻值。圖1.13為LM324的管腳排列和內(nèi)部

43、的簡化電路。圖中VCC+、GND分別為正電源端和地，IN、IN分別為同相輸入端和反相輸入端，OUT為輸出端。 圖 1.13 LM324管 腳 排 列 理論 技能第1章 元 件表 1.7是 用 R1k擋 測 得 的 各 引 腳 電 阻 值 的 典 型 資 料 。（ 萬 用 表 的 正 極 所 在 ） （ 萬 用 表 的 負(fù) 極 所 在 ） 正 常 電 阻 /k 不 正 常 電 阻V CC+ GND 1617 GND V CC+ 56 V CC+ IN+ 50 0或 續(xù)表（ 萬 用 表 的 正 極 所在 ） （ 萬 用 表 的 負(fù) 極 所在 ） 正 常 電 阻/k 不 正 常 電 阻V CC+ I

44、N- 55 OUT V CC+ 20 OUT GND 6065 表 1.7 LM324各 引 腳 電 阻 值 的 典 型 值 理論 技能第1章 元 件1.6.2 集成穩(wěn)壓電源集成穩(wěn)壓電源常用在電子設(shè)備的電源電路中，當(dāng)輸入電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)集成穩(wěn)壓電源可輸出一個(gè)穩(wěn)定的電壓。集成穩(wěn)壓電源有三端固定式、三端可調(diào)式和單片開關(guān)電源等。1三端固定式三端固定式是一種串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，把取樣、補(bǔ)償、保護(hù)電路做在一個(gè)片子上，有三個(gè)引腳。根據(jù)不同電路要求可選擇具有不同輸出電壓的三端固定式穩(wěn)壓器。三端固定式穩(wěn)壓器使用非常方便，因此獲得廣泛應(yīng)用。其典型產(chǎn)品有輸出正電壓的W7800系列和輸出負(fù)電壓的W7900系列。

45、每個(gè)系列按其輸出電壓值的大小分為5V、6V、7V、8V、9V、10V、11V、12V、15V、18V、24V等11種。2三端可調(diào)式與三端固定式相比，三端可調(diào)式的輸出電壓為可調(diào)，且輸出電壓紋波小，只需變換兩只外接電阻的阻值就可獲得不同的輸出電壓。 理論 技能第1章 元 件3開關(guān)式集成穩(wěn)壓電源開關(guān)式集成穩(wěn)壓電源的效率特別高，工作時(shí)先把直流變成高頻交流再變回直流。這樣做并非多此一舉，開關(guān)電源內(nèi)部的各個(gè)管子工作于開關(guān)狀態(tài)，使得片子本身損耗的功率很小。開關(guān)式集成穩(wěn)壓電源的控制方式有脈寬調(diào)制和脈沖控制兩種方式。1.7 接插件接插件俗稱插座又稱連接器。在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中為了便于組裝、維修、置換、擴(kuò)充而設(shè)計(jì)了許

46、多類型的接插件，用在集成電路、印制電路板與分立元器件、基板與面板等之間。接插件主要用于傳輸信號(hào)和電流及控制所連接的電路的接通和斷開。在具體應(yīng)用中要求接插件接觸可靠、好的導(dǎo)電性、高的絕緣性、足夠的機(jī)械強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)牟灏瘟Α?.7.1 接插件介紹1矩形連接器矩形連接器如圖1.14所示，矩形排列能充分利用空間，所以廣泛用于機(jī)內(nèi)互聯(lián)，當(dāng)帶有外殼或鎖緊裝置時(shí)也可用于機(jī)外電纜的連接，我們可以看到計(jì)算機(jī)的顯示器和顯示卡相連的部位就采用帶有鎖緊螺絲的矩形連接器。 理論 技能第1章 元 件2帶狀扁平電纜接插頭帶狀電纜是一種由多條導(dǎo)線做成的扁平電纜，如圖1.15所示。它占用空間小容易實(shí)現(xiàn)跳線和模塊互聯(lián)，在高密度的印

47、制電路板中用得很多，帶狀電纜連接器的斷頭靠刀頭刺破絕緣層來實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)連接。目前廣泛應(yīng)用的有D型9心、25心、37心；用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的10、20等偶數(shù)引腳的矩形插頭和插座。 圖 1.14 矩 形 連 接 器 理論 技能第1章 元 件 圖 1.15 帶 狀 電 纜 接 插 頭 圖 1.16 圓 形 連 接 器 理論 技能第1章 元 件3圓形連接器圓形連接器如圖1.16所示。它有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)，具有防水、密封及電磁場的屏蔽功能。故在惡劣的環(huán)境下這種連接器用得較多。4印制板連接器印制板連接器的結(jié)構(gòu)形式有直接型、繞接型、間接型和鉸鏈型，如圖1.17所示。 圖 1.17 印 制 板 連 接 器 理論

48、 技能第1章 元 件1.7.2 接插件注意事項(xiàng)（1）選用接插件應(yīng)根據(jù)具體使用環(huán)境和電氣、機(jī)械要求，留有一定余量。比如一個(gè)地方的環(huán)境溫度為-3040，那么最好使用工作溫度在-5050的接插件。（2）接插件接觸表面要保持干凈，避免不必要的插拔。（3）在一些對安全性要求較高的互聯(lián)電路中，可并聯(lián)多個(gè)接插件以提高可靠性。（4）應(yīng)盡量減少使用接插件的數(shù)量。 理論 技能第6章 電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟（1）按圖6.49接好電路，通電后觀察，記錄R4=2k、10k時(shí)的Uo波形，并測量周期及幅值。（2）觀察并記錄R1= 4.7k及15k 時(shí)的波形變化情況。5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）自擬實(shí)驗(yàn)表格，并將整理好的實(shí)

49、驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形填入表中。（2）總結(jié)運(yùn)放非線性應(yīng)用及波形發(fā)生電路的安裝、調(diào)試方法。（3）總結(jié)試驗(yàn)中出現(xiàn)的故障及分析排除方法。 理論 技能第6章 電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)6思考題（1）在圖6.49中，雙向穩(wěn)壓管起什么作用？如將其去掉，輸出電壓將如何變化？（2）若在實(shí)驗(yàn)中將運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端接錯(cuò)，輸出將如何變化？說明原因。（3）說明集成運(yùn)放輸出端與雙向穩(wěn)壓管之間所接電阻R3的作用。（4）在圖6.49電路中，若改變輸出的三角波頻率，可采取什么措施？ 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)第7章 課 程 設(shè) 計(jì)7.1 綜合性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)總論7.1.1 概述綜合性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生通過一、兩個(gè)實(shí)際問題

50、，鞏固和加深在“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，基本掌握常用電子電路的一般分析和設(shè)計(jì)方法，提高對電子電路的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑸橐院髲氖律a(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，經(jīng)過此實(shí)踐性環(huán)節(jié)訓(xùn)練的學(xué)生，對畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)后從事電子技術(shù)方面的工作有很大幫助。通常所說的電子電路設(shè)計(jì)，一般包括，擬定性能指標(biāo)、電路的預(yù)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和修改設(shè)計(jì)四個(gè)環(huán)節(jié)。衡量設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是：工作穩(wěn)定可靠，能達(dá)到所要求的性能指標(biāo)，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚浑娐泛唵?、成本低、功耗低；所采用元器件的品種少、體積小且貨源充足；便于生產(chǎn)、測試和維修等。這里介紹常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法，列出課程設(shè)計(jì)的題

51、目和要求。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)7.1.2 常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法和步驟是：選擇總體方案，設(shè)計(jì)單元電路，選擇元器件，審圖，實(shí)驗(yàn)（包括修改測試性能），畫出總體電路圖。由于電子電路種類繁多，千差萬別，設(shè)計(jì)方法和步驟也因情況不同而不同，因而上述設(shè)計(jì)步驟需要交叉進(jìn)行，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)反復(fù)。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。1總體方案的選擇設(shè)計(jì)電路的第一步就是選擇總體方案，所謂總體方案是根據(jù)所提出的任務(wù)、要求和性能指標(biāo)，用具有一定功能的若干單元電路組成一個(gè)整體，來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，滿足設(shè)計(jì)題目提出的要求和技術(shù)指標(biāo)。由于符合要求的總體方案往往不止一個(gè)，應(yīng)當(dāng)針對任務(wù)、要求和

52、條件，查閱有關(guān)資料，以廣開思路，提出若干不同的方案，然后仔細(xì)分析每個(gè)方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)，加以比較，從中取優(yōu)。在選擇過程中，常用框圖表示各種方案的基本原理?？驁D一般不必畫得太詳細(xì)，只要說明基本原理就可以了，但有些關(guān)鍵部分一定要畫清楚，必要時(shí)尚需畫出具體電路來加以分析。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)選擇方案應(yīng)注意的幾個(gè)問題： 應(yīng)當(dāng)針對關(guān)系到電路全局的問題，開動(dòng)腦筋，多提些不同的方案，深入分析比較。有些關(guān)鍵部分，還要提出各種具體電路，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析比較，從而找出最優(yōu)方案。 既要考慮方案的可行性，還要考慮性能、可靠性、成本、功耗和體積等實(shí)際問題。 選定一個(gè)滿意的方案并非易事，在分析論證和設(shè)計(jì)過程

53、中需要不斷改進(jìn)和完善，出現(xiàn)一些反復(fù)是再所難免的，但應(yīng)盡量避免方案上的大反復(fù)，以免浪費(fèi)時(shí)間和精力。2單元電路的設(shè)計(jì)在確定了總體方案、畫出詳細(xì)框圖之后，便可進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和步驟： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已選定的總體方案的原理框圖，確定對各單元電路的設(shè)計(jì)要求，必要時(shí)應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類的接口電路，以簡化電路結(jié)構(gòu)、降低成本。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì) 擬定出各單元電路的要求后，應(yīng)全面檢查一遍，確實(shí)無誤后方可按一定順序分別設(shè)計(jì)各單元電路。 選擇單元電路的結(jié)構(gòu)形式。一般情況下，應(yīng)查閱有關(guān)資料，以豐富知識(shí)、開闊眼界

54、，從而找到適用的電路。當(dāng)確實(shí)找不到性能指標(biāo)完全滿足要求的電路時(shí)，也可選用與設(shè)計(jì)要求比較接近的電路，然后調(diào)整電路參數(shù)。3總電路圖的畫法設(shè)計(jì)好各單元電路以后，應(yīng)畫出總電路圖。總電路圖是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和印制電路板設(shè)計(jì)制作的主要依據(jù)，也是進(jìn)行生產(chǎn)、調(diào)試、維修的依據(jù)，因此畫好一張總電路圖非常重要。畫總電路圖的一般方法如下： 畫總電路圖應(yīng)注意信號(hào)的流向，通常從輸入端或信號(hào)源畫起，由左到右或由上到下按信號(hào)的流向依次畫出各單元電路。但一般不要把電路畫成很長的窄條，必要時(shí)可按信號(hào)流向的主通道依次把各單元電路排成類似字母“U”的形狀，它的開口可以朝左，也可以朝向其他方向。 盡量把總電路圖畫在同一張圖樣上，如果電路比較復(fù)

55、雜，一張圖樣畫不下，應(yīng)把主電路畫在同一張圖樣上，而把一些比較獨(dú)立或次要的部分（例如直流穩(wěn)壓電源）畫在另一張或者幾張圖樣上，并用適當(dāng)?shù)姆绞秸f明各圖樣之間的信號(hào)聯(lián)系。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì) 電路圖中所有的連線都要表示清楚，各元器件之間的絕大多數(shù)連線應(yīng)在圖樣上直接畫出。連線通常畫成水平線或豎線，一般不畫斜線。互相連通的交叉線，應(yīng)在交叉處用圓點(diǎn)標(biāo)出。連線要盡量短。電源一般只標(biāo)出電源電壓的數(shù)值（例如+5V，+15V，-15V）。電路圖的安排要緊湊、協(xié)調(diào)，稀密恰當(dāng)，避免出現(xiàn)有的地方畫得很密，有的地方卻空出一大塊?？傊逦髁?，容易看懂，美觀諧調(diào)。 電路圖中的中大規(guī)模集成電路，通常用框形表示。在框

56、中標(biāo)出它的型號(hào)，框的邊線兩側(cè)標(biāo)出每根連線的功能名稱和管腳號(hào)。除中大規(guī)模器件外，其余元器件的符號(hào)應(yīng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化。 集成電路器件的管腳較多，多余的管腳應(yīng)作適當(dāng)處理。 如果電路比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)不足，有些問題在畫出總體電路之前難以解決。可以先畫出總電路圖的草圖，調(diào)整好布局和連線之后，再畫出正式的總電路圖。以上只是總電路的一般畫法，實(shí)際情況千差萬別，應(yīng)根據(jù)具體情況靈活掌握。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)4元器件的選擇從某種意義上講，電子電路的設(shè)計(jì)就是選擇最合適的元器件，并把它們最好地組合起來。因此在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常遇到選擇元器件的問題，不僅在設(shè)計(jì)單元電路和總體電路及計(jì)算參數(shù)時(shí)要考慮選哪些元器件合適，而且在

57、提出方案、分析和比較方案的優(yōu)缺點(diǎn)時(shí)，也需要考慮用哪些元器件以及它們的性能價(jià)格比如何等；怎樣選擇元器呢？必須搞清兩個(gè)問題。第一，根據(jù)具體問題和方案，需要哪些元器件，每個(gè)元器件應(yīng)具有哪些功能和性能指標(biāo)；第二，哪些元器件實(shí)驗(yàn)室有，哪些在市場上能買到，性能如何？價(jià)格如何？體積多大。電子元器件種類繁多，新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這就需要經(jīng)常關(guān)心元器件的信息和新動(dòng)向，多查資料。一般優(yōu)先選用集成電路，集成電路的應(yīng)用越來越廣泛，它不但減小了電子設(shè)備的體積、成本，提高了可靠性，安裝、調(diào)試比較簡單，而且大大簡化了設(shè)計(jì)，使數(shù)字電路的設(shè)計(jì)非常方便。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)5審圖因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過程中有些問題難免考慮不周，所以在畫

58、出總電路圖后，要進(jìn)行全面審查，審圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 先從全局出發(fā)，檢查總體方案是否合適，有無問題，再檢查各單元電路的原理是否正確，電路形式是否合適。 檢查各單元電路之間的電平、時(shí)序等配合有無問題。 檢查電路圖中有無煩瑣之處，是否可以化簡。 要特別注意電路圖中各元器件是否工作在額定值范圍內(nèi)，以免實(shí)驗(yàn)時(shí)損壞。 解決所發(fā)現(xiàn)的全部問題后，若改動(dòng)較多，應(yīng)當(dāng)復(fù)查一遍。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)6實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)的必要性設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)際應(yīng)用的電子電路，既要考慮方案以及用哪些單元電路，各單元電路之間怎樣連接，如何配合，還要考慮用哪些元器件，它們的性能、價(jià)格、體積、功耗、貨源等。因此，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的因素和問題相

59、當(dāng)多，加之電子元器件品種繁多、性能各異，初學(xué)者經(jīng)驗(yàn)不足，以及一些新的集成電路功能較多，內(nèi)部電路復(fù)雜，如果沒有實(shí)際使用過，單憑看資料很難掌握它的各種用法和具體細(xì)節(jié)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)難免考慮不周，出現(xiàn)差錯(cuò)。實(shí)踐證明，對于比較復(fù)雜的電子電路，單是紙上談兵，要想使自己設(shè)計(jì)的電路無誤和完善，往往是不可能的，所以必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 檢查各元器件的性能和質(zhì)量能否滿足設(shè)計(jì)要求。 檢查各單元電路的功能和主要指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 檢查各個(gè)接口電路是否起到應(yīng)有的作用。 把各單元電路組合起來，檢查總體電路的功能，從中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題。在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題時(shí)應(yīng)善于理論聯(lián)系實(shí)際，深入思考，分析原因，找出解決問題的

60、辦法。經(jīng)測試，性能達(dá)到全部要求后，再畫出正式的電路圖。下面，給出幾個(gè)比較復(fù)雜的電子電路作為綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)的參考。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)7.2 線性集成穩(wěn)壓電源7.2.1 工作原理由線性集成穩(wěn)壓電路組成的穩(wěn)壓電源如圖7.1所示。其工作原理與由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源基本相似，只是穩(wěn)壓電路部分由三端穩(wěn)壓塊代替，整流部分由硅橋式整流器代替，使電路的組裝與調(diào)試工作大為簡化。至 于 三 端 集 成 穩(wěn) 壓 電 路 的 工 作 原 理 ， 在 教 材 中 已 有 闡 述 ， 此 處 不 再重 復(fù) 。 硅 橋 式 整 流 器 和 三 端 穩(wěn) 壓 塊 的 外 形 、 型 號(hào) 和 電 參 數(shù) 等 ，

61、 實(shí) 驗(yàn)者 可 參 閱 有 關(guān) 書 籍 。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)圖 7.1 三 端 集 成 穩(wěn) 壓 電 路 的 工 作 原 理 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)7.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和器材MF-30型萬用表 一只數(shù)字電壓表 一臺(tái)示波器或DA-16型晶體管毫伏表 一臺(tái)調(diào)壓器 一臺(tái)7.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟（1）接線。按圖7.1連接電路，電路接好后在A點(diǎn)處斷開，測量并記錄Vi的波形（即VA的波形）。然后接通A點(diǎn)后面的電路，觀察Vo的波形，如有振蕩應(yīng)消除。調(diào)節(jié)Rw，輸出電壓若有變化，則電路的工作基本正常。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)（2）測量穩(wěn)壓電源輸出范圍。調(diào)節(jié)Rw，用示波器監(jiān)視輸出電壓Vo的波形，分別測

62、出穩(wěn)壓電路的最大和最小輸出電壓，以及相應(yīng)的Vi值：（3）測量穩(wěn)壓塊的基準(zhǔn)電壓（即電阻240兩端的電壓）。（4）觀察紋波電壓。調(diào)節(jié)Rw使Vo9V，用示波器觀察穩(wěn)壓電路輸入電壓Vi的波形，并記錄紋波電壓的大小。再觀察輸出電壓Vo的紋波，將兩者進(jìn)行比較。（5）測量穩(wěn)壓電源的輸出電阻ro。斷開RL（RL開路），用數(shù)字電壓表測量RL兩端的電壓，記為Vo然后接入RL，測出相應(yīng)的輸出電壓，記為Vo，用下式計(jì)算ro。（6）測量穩(wěn)壓電源的電壓調(diào)整率Sv。在交流電網(wǎng)與電源變壓器之間接入自耦變壓器，調(diào)節(jié)自耦變壓器，使交流輸入電壓變化10，用數(shù)字電壓表分別測出Vi和Vo的相應(yīng)變化值，并用下式計(jì)算Sv。 理論 技能第7

63、章 課程設(shè)計(jì)7.2.4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）回答預(yù)習(xí)要求中所提出的問題。（2）報(bào)告測量結(jié)果。（3）簡要敘述實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的故障及排除方法。7.2.5 預(yù)習(xí)要求（1）復(fù)習(xí)集成穩(wěn)壓電路的有關(guān)內(nèi)容。（2）測量穩(wěn)壓電源的輸出電阻和電壓調(diào)整率時(shí)，對測量儀器有哪些要求？為什么？通常用哪些儀器來測量？（3）如果穩(wěn)壓塊輸出有振蕩，應(yīng)如何消振？（4）如何判斷硅橋式整流器的引出腳？ (5) 應(yīng)如何使用示波器來觀察及測量穩(wěn)壓電源的輸出紋波？ 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)7.3 智力競賽搶答器7.3.1 工作原理1電路功能及組成（1）要求電路能準(zhǔn)確判別最先按下?lián)尨痖_關(guān)的競賽組。并立即有聲響及光電指示。（2）當(dāng)任何一個(gè)組搶先按了

64、開關(guān)發(fā)出聲光指示后，其余組再按開關(guān)，均不起作用。2工作原理根據(jù)以上要求，電路應(yīng)由三部分組成，第一部分為時(shí)間判別電路，第二部分為光電指示（可選用發(fā)光二極管指示或數(shù)碼管顯示），第三部分為訊響器。（1）圖7.2是利用5個(gè)TTL與非門組成的搶答器，它可供4個(gè)（或4個(gè)以下）競賽組使用。平時(shí)門1門4的輸入端1分別通過4只單刀雙擲開關(guān)S1S4接地，所以每個(gè)門的4個(gè)輸入端都有一個(gè)是低電平。這樣，4個(gè)門的輸出端A、B、C、D都是高電平，約為3.6V。因?yàn)殡娫措妷菏? V，所以接在每個(gè)門輸出端的發(fā)光二極管LED兩端的電壓約為5-3.61.4V，而所用發(fā)光二極管的工作電壓為3V，所以它們不亮。 理論 技能第7章 課

65、程設(shè)計(jì)門5的4個(gè)輸入端14是和門1門4的輸出端相連的，因?yàn)殚T1門4都是高電平，所以門5的輸出端為低電平。VT1和VT2組成一個(gè)電子訊響器，因?yàn)閂T2的基極電阻Rb是接在門5輸出端E上的，所以VT2的基極沒有電流流入，訊響器不工作。這時(shí)的狀態(tài)就相當(dāng)于4個(gè)競賽組都沒有按動(dòng)開關(guān)的等待狀態(tài)。從圖7.2中可以看出門1門4中任何一個(gè)門的另外3個(gè)輸入端24都和其他3個(gè)門的輸出端相連。這就是說，4個(gè)門中只要有一個(gè)門輸出低電平，其余3個(gè)門的輸出就不可能再是低電平。因此，當(dāng)有一個(gè)競賽組先按了開關(guān)，比如S1接到+5V端上，這時(shí)，門1的輸出變?yōu)榈碗娖剑归T2門4的輸出保持在高電平，不再受開關(guān)S1S4的控制。與此同時(shí)，

66、LED1兩端電壓因超過3V而發(fā)光。另外因?yàn)殚T5的輸出端變?yōu)楦唠娖剑褂嶍懫靼l(fā)聲，這樣主考人在聽到響聲之后，只要看哪個(gè)組的發(fā)光二極管亮了，就可知道是哪個(gè)競賽組先按的開關(guān)。 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)圖 7.2 搶 答 器 的 電 原 理 圖 理論 技能第7章 課程設(shè)計(jì)（2）圖7.3是用D觸發(fā)器及相應(yīng)的門電路構(gòu)成的四人搶答器。SBlSB2為搶答者按鍵，當(dāng)無人搶答時(shí)，SBl、SB2均未被按下，D1、D2均為低電平（約為0V），這時(shí)觸發(fā)器的CP端雖有連續(xù)脈沖（可用實(shí)驗(yàn)箱的脈沖源）輸入，但Q1、Q2均為低電平，LED發(fā)光二極管不亮。同時(shí)，由于74LS20各輸入端都是高電平（約為3V），其輸出為低電平，訊響器不發(fā)聲。當(dāng) 有 人 搶 答 時(shí) （ 如 SBl被 按 下 ） ， 則 D1變 為 高 電 平 ， 在 CP連 續(xù) 脈 沖 作 用 下 ，使 Q 1立 即 變 為 高 電 平 ， 第 一 號(hào) 發(fā) 光 二 極 管 點(diǎn) 亮 ， 指 示 出 第 一 路 優(yōu) 先 搶 答 ，同 時(shí) 變 為 低 電 平 ， 使 74LS20輸 出 高 電 平 ， 這 個(gè) 電 平 使 訊 響 器 發(fā)聲 ， 經(jīng) 74LS00門