【導(dǎo)讀】作為從事硬件設(shè)計工作的工程師,首先要有過硬的基本功,要能對有技術(shù)參數(shù)的電路原理圖進(jìn)行總體了解,能進(jìn)行劃分功能模塊,找出信號流向,確定元件作用。
作為從事硬件設(shè)計工作的工程師,首先要有過硬的基本功,要能對有技術(shù)參數(shù)的電路原理圖進(jìn)行總體了解,能進(jìn)行劃分功能模塊,找出信號流向,確定元件作用。
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電路圖是人們?yōu)榱搜芯亢凸こ痰男枰?,用約定的符號繪制的一種表示電路結(jié)構(gòu)的圖形。通過電路圖可以知道實際電路的情況。這樣我們在分析電路時,就不必把實物翻來覆去地琢磨,而只要拿著一張圖紙就可以了。在設(shè)計電路時,也可以從容地紙上或電腦上進(jìn)行,確認(rèn)完善后再進(jìn)行實際安裝,通過調(diào)試、改進(jìn),直至成功。我們更可以應(yīng)用先進(jìn)的計算機(jī)軟件來進(jìn)行電路的輔助設(shè)計,甚至進(jìn)行虛擬的電路實驗,大大提高工作效率。要掌握分析常用電路的幾種方法,熟悉每種方法適合的電路類型和分析步驟。
1、交流等效電路分析法。首先畫出交流等效電路,再分析電路的交流狀態(tài),即:電路有信號輸入時,電路中各環(huán)節(jié)的電壓和電流是否按輸入信號的規(guī)律變化、是放大、振蕩,還是限幅削波、整形、鑒相等;
2、直流等效電路分析法。畫出直流等效電路圖,分析電路的直流系統(tǒng)參數(shù),搞清晶體管靜態(tài)工作點和偏置性質(zhì),級間耦合方式等。分析有關(guān)元器件在電路中所處狀態(tài)及起的作用。例如:三極管的工作狀態(tài),如飽和、放大、截止區(qū),二極管處于導(dǎo)通或截止等;
3、頻率特性分析法。主要看電路本身所具有的頻率是否與它所處理信號的頻譜相適應(yīng)。粗略估算一下它的中心頻率,上、下限頻率和頻帶寬度等,例如:各種濾波、陷波、諧振、選頻等電路;
4、時間常數(shù)分析法。主要分析由R、L、C及二極管組成的電路、性質(zhì)。時間常數(shù)是反映儲能元件上能量積累和消耗快慢的一個參數(shù)。電子電路圖的分類:常遇到的電子電路圖有原理圖、方框圖、裝配圖和印版圖等。原理圖原理圖就是用來體現(xiàn)電子電路的工作原理的一種電路圖,又被叫做“電原理圖”。這種圖由于它直接體現(xiàn)了電子電路的結(jié)構(gòu)和工作原理,所以一般用在設(shè)計、分析電路中。
所以方框圖只能用來體現(xiàn)電路的大致工作原理,而原理圖除了詳細(xì)地表明電路的工作原理外,還可以用來作為采集元件、制作電路的依據(jù)。下圖所示的就是上述收音機(jī)電路的方框圖。裝配圖它是為了進(jìn)行電路裝配而采用的一種圖紙,圖上的符號往往是電路元件的實物的外形圖。我們只要照著圖上畫的樣子,依樣畫葫蘆地把一些電路元器件連接起來就能夠完成電路的裝配。這種電路圖一般是供初學(xué)者使用的。
裝配圖根據(jù)裝配模板的不同而各不一樣,大多數(shù)作為電子產(chǎn)品的場合,用的都是下面要介紹的印刷線路板,所以印板圖是裝配圖的主要形式。印板圖印板圖的全名是“印刷電路板圖”或“印刷線路板圖”,它和裝配圖其實屬于同一類的電路圖,都是供裝配實際電路使用的。
印刷電路板是在一塊絕緣板上先覆上一層金屬箔,再將電路不需要的金屬箔腐蝕掉,剩下的部分金屬箔作為電路元器件之間的連接線,然后將電路中的元器件安裝在這塊絕緣板上,利用板上剩余的金屬箔作為元器件之間導(dǎo)電的連線,完成電路的連接。由于這種電路板的一面或兩面覆的金屬是銅皮,所以印刷電路板又叫“覆銅板”。印板圖的元件分布往往和原理圖中大不一樣。
這主要是因為,在印刷電路板的設(shè)計中,主要考慮所有元件的分布和連接是否合理,要考慮元件體積、散熱、抗干擾、抗耦合等等諸多因素,綜合這些因素設(shè)計出來的印刷電路板,從外觀看很難和原理圖完全一致;而實際上卻能更好地實現(xiàn)電路的功能。
隨著科技發(fā)展,現(xiàn)在印刷線路板的制作技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展;除了單面板、雙面板外,還有多面板,已經(jīng)大量運用到日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、航天事業(yè)等許多領(lǐng)域。
在上面介紹的四種形式的電路圖中,電原理圖是最常用也是最重要的,能夠看懂原理圖,也就基本掌握了電路的原理,繪制方框圖,設(shè)計裝配圖、印板圖這都比較容易了。掌握了原理圖,進(jìn)行電器的維修、設(shè)計,也是十分方便的。因此,關(guān)鍵是掌握原理圖。電路圖的組成:電路圖主要由元件符號、連線、結(jié)點、注釋四大部分組成。元件符號表示實際電路中的元件,它的形狀與實際的元件不一定相似,甚至完全不一樣。但是它一般都表示出了元件的特點,而且引腳的數(shù)目都和實際元件保持一致。
連線表示的是實際電路中的導(dǎo)線,在原理圖中雖然是一根線,但在常用的印刷電路板中往往不是線而是各種形狀的銅箔塊,就像收音機(jī)原理圖中的許多連線在印刷電路板圖中并不一定都是線形的,也可以是一定形狀的銅膜。
結(jié)點表示幾個元件引腳或幾條導(dǎo)線之間相互的連接關(guān)系。所有和結(jié)點相連的元件引腳、導(dǎo)線,不論數(shù)目多少,都是導(dǎo)通的。
注釋在電路圖中是十分重要的,電路圖中所有的文字都可以歸入注釋—類。細(xì)看以上各圖就會發(fā)現(xiàn),在電路圖的各個地方都有注釋存在,它們被用來說明元件的型號、名稱等等。
若不知電路的作用,可先分析電路的輸入和輸出信號之間的關(guān)系。如信號變化規(guī)律及它們之間的關(guān)系、相位問題是同相位,或反相位。電路和組成形式,是放大電路,振蕩電路,脈沖電路,還是解調(diào)電路。
PCB圖,是電路板的映射圖紙,它詳細(xì)描繪了電路板的走線,元件的位置等。
看電路圖首先看電源部分,理解電路在什么電源的情況下工作,交流還是直流,單電源還是多電源及電壓等級。清楚了以后看分部電路,先區(qū)別是數(shù)字電路,還是模擬電路,模擬電路看信號采集,搞清楚信號來源,有射頻、音頻、各類傳感器、儀器儀表或其他電路等,分析信號是交流、直流還是脈沖,屬電壓型還是電流型。分析后續(xù)電路的功能,弄清是解調(diào)、放大、整形還是補(bǔ)償?shù)茸饔?。最后看輸出電路,是調(diào)制還是驅(qū)動。數(shù)字電路則主要分析電路的邏輯功能和作用。
要看懂電路板,那首先最好是要能看懂它的電原理圖(即電路圖),掌握電子元器件的標(biāo)示方式和它的工作原理,掌握一些常用的元器件的正常的參數(shù)和在正常的電路中所起到的作用等等知識,然后再對電路板(稱為印刷線路板)進(jìn)行分析,就能比較快的看懂它的工作原理和一些需要掌握的情況了。
分子電路模塊,再找個子電路的核心元件(當(dāng)然要熟悉這個元件)找出各子電路模塊之間電氣量的聯(lián)系,最后是整個電路的輸出和輸入或者說是功能。
整機(jī)電路是有一定的功能的,是由各單元電路組成,單元電路組成具有一定功能的信號處理支路,再由這些支路電路組成整機(jī)電路。先要搞清你看的電路圖的作用中什么,是屬于那一類的電路,是音頻、視頻、數(shù)字、還是混合電路,再用相應(yīng)的單元電路知識去解讀這些電路,同時要從交流信號層面、直流層面進(jìn)行分析,電路直流部分是電路正常工作的基礎(chǔ),交流信號是在直流電路正常后才能得到相應(yīng)的處理,電路沒有良好的直流狀態(tài),是不能正常工作的。
還要從頻率層面、放大器的增益層面進(jìn)行分析,不同頻率的信號在經(jīng)過電路處理時,由于電路中非線性元件的原因,會對不同頻率有不同的處理結(jié)果,放大器對不同頻率的信號也的不同的放大能力,電路在設(shè)計時會對所需要的頻率信號進(jìn)行有目的的處理,從而達(dá)到機(jī)器功能上的需要。再有就是要分析各單元電路之間的關(guān)系,以及單元電路間的輸入、輸出的關(guān)系。
交流信號經(jīng)過這些電路后產(chǎn)生了怎樣的變化等等。在了解了各條支路的工作原理后,才能分析出整機(jī)的工作原理,有時各支路電路間也存在信號的交連。例如電視機(jī)的行輸出電路的行逆程脈沖就用于色解碼電路,行輸出電路與色解碼電路存在信號的相互連系,這時可以將這些支路理解為另一種單元電路,再對它們進(jìn)行分析。
我想這里面有個順序問題:比如對高頻電路,首先應(yīng)該掌握電路的功能和輸入、輸出關(guān)系,有了總體的把握后,好比是抓住了牛鼻子,因為雖然電路不同,器件不同,但他們的輸入、輸出關(guān)系頻譜是不會變的。然后再分析實現(xiàn)這樣功能變換的基本原理和方法,具體到部分的分析?! ?/div>
進(jìn)行電路設(shè)計是要通過分析電路原理圖入手,但必須首先了解所需芯片的引腳及基本的作用,這樣有利于更好的了解電路的工作原理,這樣才能應(yīng)用于自己的電路,有利于進(jìn)行電路的裁剪和擴(kuò)展。
首先對電路原理圖有一個總體的了解,劃分出各個功能模塊,如電源模塊,控制器模塊,存貯器模塊,音頻模塊,GPRS模塊等。各個模塊逐一分析,最后統(tǒng)一起來看就可大體了解電路所要實現(xiàn)的功能了。最好熟練掌握常見或者常用的單元電路的原理,如電源模塊,穩(wěn)壓模塊,存貯器模塊等,常用的芯片,如:7805,7812等。
要將自己所要設(shè)計的電路劃分成幾個模塊,這樣分別設(shè)計在不同的原理圖里,最后進(jìn)行整合。電路中有信號輸入時,各個基本點的電壓是多少,電流是多少,要有個粗略的估計。對于有放大器,R、L、C的電路,要看是否是振蕩電路,放大電路,還是整形電路等。進(jìn)行自我分析和自我設(shè)計后,就會對電路的基本原理有多了解和掌握了,對自己在以后的設(shè)計中積累了設(shè)計與調(diào)試的經(jīng)驗。
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