乾貨|電源工程師必備求生技能——經典20種模擬電路

初級層次是熟練記住這二十個電路,清楚這二十個電路的作用。只要是學習自動化、電子等電控類專業的人士都應該且能夠記住這二十個基本模擬電路。

中級層次是能分析這二十個電路中的關鍵元器件的作用,每個元器件出現故障時電路的功能受到什麼影響,測量時參數的變化規律,掌握對故障元器件的處理方法;定性分析電路信號的流向,相位變化;定性分析信號波形的變化過程;定性瞭解電路輸入輸出阻抗的大小,信號與阻抗的關係。有了這些電路知識,您極有可能成長為電子產品和工業控制設備的出色的維修維護技師。

高級層次是能定量計算這二十個電路的輸入輸出阻抗、輸出信號與輸入信號的比值、電路中信號電流或電壓與電路參數的關係、電路中信號的幅度與頻率關係特性、相位與頻率關係特性、電路中元器件參數的選擇等。達到高級層次後,只要您願意,受人尊敬的高薪職業——電子產品和工業控制設備的開發設計工程師將是您的首選職業。

一、橋式整流電路

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注意要點:

1、二極管的單向導電性:

二極管的PN結加正向電壓,處於導通狀態;加反向電壓,處於截止狀態。

伏安特性曲線:


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理想開關模型和恆壓降模型:

理想模型指的是在二極管正向偏置時,其管壓降為0,而當其反向偏置時,認為它的電阻為無窮大,電流為零.就是截止。恆壓降模型是說當二極管導通以後,其管壓降為恆定值,硅管為0.7V,鍺管0.5V。

2、橋式整流電流流向過程:

當u2是正半週期時,二極管Vd1和Vd2導通;而奪極管Vd3和Vd4截止,負載RL是的電流是自上而下流過負載,負載上得到了與u 2正半週期相同的電壓;在u 2的負半周,u 2的實際極性是下正上負,二極管Vd3和Vd4導通而Vd1和Vd2截止,負載RL上的電流仍是自上而下流過負載,負載上得到了與u 2正半週期相同的電壓。

3、計算:

Vo, Io,二極管反向電壓:

Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2

二、電源濾波器

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注意要點:

1、電源濾波的過程分析:

電源濾波是在負載RL兩端並聯一隻較大容量的電容器。由於電容兩端電壓不能突變,因而負載兩端的電壓也不會突變,使輸出電壓得以平滑,達到濾波的目的。

波形形成過程:

輸出端接負載RL時,當電源供電時,向負載提供電流的同時也向電容C充電,充電時間常數為τ充=(Ri∥RLC)≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri壓降的影響,電容上電壓將隨u 2迅速上升,當ωt=ωt1時,有u 2=u 0,此後u 2低於u 0,所有二極管截止,這時電容C通過RL放電,放電時間常數為RLC,放電時間慢,u 0變化平緩。當ωt=ωt2時,u 2=u 0, ωt2後u 2又變化到比u 0大,又開始充電過程,u 0迅速上升。ωt=ωt3時有u 2=u 0,ωt3後,電容通過RL放電。如此反覆,週期性充放電。由於電容C的儲能作用,RL上的電壓波動大大減小了。電容濾波適合於電流變化不大的場合。LC濾波電路適用於電流較大,要求電壓脈動較小的場合。

2、計算:

濾波電容的容量和耐壓值選擇

電容濾波整流電路輸出電壓Uo在√2U 2~0.9U 2之間,輸出電壓的平均值取決於放電時間常數的大小。

電容容量RLC≧(3~5)T/2其中T為交流電源電壓的週期。實際中,經常進一步近似為Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值電壓URM=√2U 2,每個二極管的平均電流是負載電流的一半。

三、信號濾波器


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注意要點:

1、信號濾波器的作用:

把輸入信號中不需要的信號成分衰減到足夠小的程度,但同時必須讓有用信號順利通過。

與電源濾波器的區別和相同點:

兩者區別為:信號濾波器用來過濾信號,其通帶是一定的頻率範圍,而電源濾波器則是用來濾除交流成分,使直流通過,從而保持輸出電壓穩定;交流電源則是隻允許某一特定的頻率通過。

相同點:都是用電路的幅頻特性來工作。

2、LC 串聯和並聯電路的阻抗計算:

串聯時,電路阻抗為Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC);

並聯時電路阻抗為Z=1/jωC∥(R+jωL)=


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考濾到實際中,常有R<


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幅頻關係和相頻關係曲線:


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3、畫出通頻帶曲線:

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計算諧振頻率:fo=1/2π√LC

四、微分和積分電路

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注意要點:

1、電路的作用,與濾波器的區別和相同點;

2、微分和積分電路電壓變化過程分析,畫出電壓變化波形圖;

3、計算:時間常數,電壓變化方程,電阻和電容參數的選擇。

五、共射極放大電路

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注意要點:

1、三極管的結構、三極管各極電流關係、特性曲線、放大條件;

2、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數、輸入和輸出的信號電壓相位關係、交流和直流等效電路圖;

3、靜態工作點的計算、電壓放大倍數的計算。

六、分壓偏置式共射極放大電路

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注意要點:

1、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數、輸入和輸出的信號電壓相位關係、交流和直流等效電路圖;

2、電流串聯負反饋過程的分析,負反饋對電路參數的影響;

3、靜態工作點的計算、電壓放大倍數的計算;

4、受控源等效電路分析。

七、共集電極放大電路(射極跟隨器)


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注意要點:

1、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數、輸入和輸出的信號電壓相位關係、交流和直流等效電路圖,電路的輸入和輸出阻抗特點;

2、電流串聯負反饋過程的分析,負反饋對電路參數的影響;

3、靜態工作點的計算、電壓放大倍數的計算。

八、電路反饋框圖


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注意要點:

1、反饋的概念,正負反饋及其判斷方法、並聯反饋和串聯反饋及其判斷方法、電流反饋和電壓反饋及其判斷方法;

2、帶負反饋電路的放大增益;

3、負反饋對電路的放大增益、通頻帶、增益的穩定性、失真、輸入和輸出電阻的影響。

九、二極管穩壓電路


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注意要點:

1、穩壓二極管的特性曲線;

2、穩壓二極管應用注意事項;

3、穩壓過程分析。

十、串聯穩壓電源

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注意要點:

1、串聯穩壓電源的組成框圖;

2、每個元器件的作用;穩壓過程分析;

3、輸出電壓計算。

十一、差分放大電路

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注意要點:

1、電路各元器件的作用,電路的用途、電路的特點;

2、電路的工作原理分析。如何放大差模信號而抑制共模信號;

3、電路的單端輸入和雙端輸入,單端輸出和雙端輸出工作方式。

十二、場效應管放大電路


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注意要點:

1、場效應管的分類,特點,結構,轉移特性和輸出特性曲線;

2、場效應放大電路的特點;

3、場效應放大電路的應用場合。

十三、選頻(帶通)放大電路


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注意要點:

1、每個元器件的作用,選頻放大電路的特點,電路的作用;

2、特徵頻率的計算,選頻元件參數的選擇;

3、幅頻特性曲線。

十四、 運算放大電路


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注意要點:

1、理想運算放大器的概念,運放的輸入端虛擬短路,運放的輸入端的虛擬斷路;

2、反相輸入方式的運放電路的主要用途,輸入電壓與輸出電壓信號的相位關係;

3、同相輸入方式下的增益表達,輸入阻抗,輸出阻抗。

十五、差分輸入運算放大電路


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注意要點:

1、差分輸入運算放大電路的的特點,用途;

2、輸出信號電壓與輸入信號電壓的關係式。

十六、電壓比較電路


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注意要點:

1、電壓比較器的作用,工作過程;

2、比較器的輸入-輸出特性曲線圖;

3、如何構成遲滯比較器。

十七、RC振盪電路

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注意要點:

1、振盪電路的組成,作用,起振的相位條件,起振和平衡幅度條件;

2、RC電路阻抗與頻率的關係曲線,相位與頻率的關係曲線;

3、RC振盪電路的相位條件分析,振盪頻率,如何選擇元器件。

十八、LC振盪電路

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注意要點:

1、振盪相位條件分析;

2、直流等效電路圖和交流等效電路圖;

3、振盪頻率計算。

十九、石英晶體振盪電路


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注意要點:

1、石英晶體的特點,石英晶體的等效電路,石英晶體的特性曲;

2、石英晶體振動器的特點;

3、石英晶體振動器的振盪頻率。

二十、功率放大電路

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注意要點:

1、乙類功率放大器的工作過程以及交越失真;

2、複合三極管的複合規則;

3、甲乙類功率放大器的工作原理,自舉過程,甲類功率放大器,甲乙類功率放大器的特點。


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