常用元器件的分类及其检测技术(第三部分).doc

第三部分 晶振、延迟线、继电器和集成稳压器准备晶振、延迟线、开关与保护元件、继电器和三端稳压器的样品石英晶体振荡器（简称晶振）一、基本知识1. 作用及其电路符号石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，用来稳定频率和选择频率，是一种可以取代LC谐振回路的晶体谐振元件，广泛的应用于电视机、影碟机、录像机、无线通讯设备、电子钟表、数字仪器仪表、单板机和单片机系统中。 电路图形符号 内部等效电路图从图中可以看出：晶振可以等效为一个LC串联谐振回路，L为晶片振动时的等效电感（动态电感）、C为等效电容、R为等效电阻，C0为晶体内部电容的总和。2. 主要参数工作温度范围：晶振正常工作所允许的最低温度和最高温度。频率准确度：在规定条件下，晶振输出频率相对于标称频率的允许偏离值。常用其相对值表示。输出波形：有正弦波和方波两种。输出幅度：在接入额定负载的规定条件下，晶振输出的均方根值电压。频率温度特性：当环境温度在规定范围内按预定方式变化时，晶振的输出频率产生的相对变化特性。压控线性度：指压控晶振输出频率与压控电压曲线偏离线性的程度。 标称频率：晶体技术条件中规定的频率，通常标识在产品外壳上。工作频率：晶体与工作电路共同产生的频率。调整频差：在规定条件下，基准温度（252）时工作频率相对于标称频率所允许的偏差。温度频差：在规定条件下，在工作温度范围内相对于基准温度（252）时工作频率的允许偏差。老化率：在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。以年为时间单位衡量时称为年老化率。静电容：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容，通常用C0表示。 负载电容：与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示。负载电容系列是：8PF、12PF、15PF、20PF、30PF、50PF、100PF。只要可能就应选推荐值：10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。 负载谐振频率（fL）：在规定条件下，晶体与一负载电容相串联或相并联，其组合阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率。在串联负载电容时，负载谐振频率是两个频率中较低的一个，在并联负载电容时，则是两个频率中较高的一个。 动态电阻：串联谐振频率下的等效电阻。用R1表示。 负载谐振电阻：在负载谐振频率时呈现的等效电阻。用RL表示。RLR1（1+C0/CL）2 激励电平：晶体工作时所消耗功率的表征值。激励电平可选值有：2mW、1mW、0.5mW 、0.2mW、0.1mW、50W、20W、10W、1W、0.1W等 基频：在振动模式最低阶次的振动频率。泛音：晶体振动的机械谐波。泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍，这是它与电气谐波的主要区别。泛音振动有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等。3. 分类按精度分类：普通石英晶体振荡器、精密石英晶体振荡器、中精密石英晶体振荡器、高精密石英晶体振荡器。按封装结构及外形分类：金属外壳晶体振荡器、玻璃外壳晶体振荡器、胶木壳晶体振荡器和塑料外壳晶体振荡器。金属外壳封装的石英晶体振荡器又有锡焊、冷压焊和电阻焊三种。按引出电极数目分类：双电极、三电极和四电极按基本谐振电路分类：并联和串联晶体振荡器。4. 外形圆柱形、管形、长方形、正方形等多种。原理电路如附图所示。 图中，V1及其外围元件（包括被测晶振）共同组成一个电容三点式振荡器。当探头X1、X2两端接入被测晶振时，电路振荡。振荡信号经V2射极跟随级放大后输出，经C4耦合、D1、D2倍压整流后为V3提供偏置电流，V3导通，LED发光。若晶振不良或断路，电路则不能起振，因而LED不发光。 该装置结构简单，所用元件极为普遍，而且只要元件质量良好，装配无误，不需调试即可一次成功。探头可利用两个插孔代替。也可以选用带电缆的表笔或测试棒，但引线不宜过长。该测试议可测试频率为450KHz49MHz的各种晶振，工作电源推荐采用6V叠层电池。滤波器常用的滤波器有陶瓷滤波器、声表面滤波器、陶瓷陷波器和陶瓷鉴波器。延迟线延迟线是一种能将电信号延迟一段时间的元件。开关与保护元件第一节 开关与保护元件的基本知识开关是一种在电路中起控制、选择和连接等作用的器件。开关的种类：按结构特点分类：可分为按钮开关、拨动开关、薄膜开关、水银开关、杠杆式开关、微动开关和行程开关等。按极数、位数分类：可分为单极单位开关、双极双位开关、单极多位开关、多极单位开关和多极多位开关。按用途分类：可分为电源开关、录放开关、波段开关、预选开关、隔离开关、限位开关、脚踏开关、转换开关、控制开关等。开关的主要参数开关的主要参数有额定电压、额定电流、接触电阻、绝缘电阻及寿命等1. 额定电压是指开关在正常工作时所允许施加的最高电压。2. 额定电流是指开关在正常工作时所允许通过的最大电流。3. 接触电阻是指开关接通后，两连接触点之间的接触电阻值，该值越小越好。4. 绝缘电阻是指不相接触的开关导体之间的电阻值或开关导体与金属外壳之间的电阻值。5. 寿命是指开关在正常工作条件下的有效工作次数。保护元件电子设备中使用的保护元件除熔断电阻器外，还有普通熔断器、热熔断器和自恢复熔断器等。保护元件一般串接在电路中，他在电路中出现过电流、过电压或过热等异常现象时，会立即熔断而起到保护作用，可防止故障进一步扩大。普通熔断器俗称保险丝或保险管，属于熔断后不可恢复型熔断器，熔断后之能更换新的熔断器，由玻璃管、金属帽和熔丝构成。主要参数有额定电流、额定电压、环境温度和反应速度等。额定电压主要有32V、125V、250V和600V四种规格。热熔断器也称温度保险丝，是一种不可恢复式过热保险元件，一个最大特点是在常温下感温体的电阻值几乎为0，当工作温度达到设定的温度时，感温体的电阻值会突然增大，阻止电流通过。自恢复熔断器是一个具有过流、过热保护功能的新型保险元件，可以多次重复使用，在电路正常工作时，自恢复熔断器处于导通状态。当电路出现过电流故障时，熔断器自身温度将迅速上升，由导体变成绝缘体，切断电路中的电流，使电路进入保护状态。当故障消失、自恢复熔断器冷却后，又呈现低阻导通状态，自动接通电路。继电器一、基本知识继电器的工作原理和特性继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流、低电压控制高电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器的种类及其特性1、电磁继电器的工作原理和特性电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。2、热敏干簧继电器的工作原理和特性热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。3、固态继电器（SSR）的工作原理和特性固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。二、继电器主要产品技术参数1、额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。2、直流电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。3、吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。4、释放电流是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。5、触点切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。三、继电器测试1、测触点电阻用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。2、测线圈电阻可用万能表R10档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。3、测量吸合电压和吸合电流找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。4、测量释放电压和释放电流也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的1050，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。四、继电器的电符号和触点形式继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有三种基本形式： 1.动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。2.动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。3.转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。五、继电器的选用1.先了解必要的条件控制电路的电源电压，能提供的最大电流；被控制电路中的电压和电流；被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。2.查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。3.注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。集成稳压器集成稳压器是一种具有稳压功能的电压变换集成电路。1. 集成稳压器的分类按输出电压的控制方式分类：固定式集成稳压器和可调式集成稳压器；按电压极性分类：按输入、输出的电压极性可分为正电压型集成稳压器和负电压型集成稳压器两种。按输入电压分类：直流输入电压型集成稳压器（低压型）和交流输入电压型集成稳压器（高压型）按引脚数量分类：二端集成稳压器、三端集成稳压器、四端集成稳压器、五端集成稳压器、八端集成稳压器和多端集成稳压器等多种，其中三端集成稳压器应用最为广泛。按输入电压与输出电压之差分类：低压差式和高压差式集成稳压器。按电流容量分类：大功率集成稳压器（输出电流5A以上）、中功率集成稳压器（输出电流在1.55A）和小功率集成稳压器（输出电流在1.5A以下）按封装形式分类：塑封（S-7、TO-92、TO-202、TO-220、S1、SOT-80、SMD等形式）和金属封装（TO-39、F-2、F-1、TO-3）2. 主要参数集成稳压器的主要参数有输入电压Vin、输出电压Vout、输出电流Io、静态电流Id、输入输出电压差、电压调整率和电流调整率等。输入电压：是指集成稳压器输入端加入的直流电压，通常用最小和最大输入电压的范围来表示。输出电压：稳压后输出的直流电压，固定式集成稳压器的输出电压有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等固定值，不同型号的集成稳压器，其输出电压值也不一样。可调式集成稳压器的输出电压是可变的，调节范围在最小输出电压和最大输出电压之间。输出电流：是指集成稳压器在常温25下正常工作时输出的最大工作电流。静态电流：在空载状态下的输出电流，一般为几微安至几十微安。输入输出电压差是指集成稳压器的输入电压与输出电压之间的电压差，也可以说是集成稳压器在工作时其输入端与输出端之间产生的压降。低压差集成稳压器的压差低于1.7V，高压差集成稳压器的压差则高于1.7V。电压调整率：用来反映集成稳压器因输入电压的变化所引起输出电压的变化量，该值越小，说明性能越好。电流调整率：用来反映集成稳压器因负载电流的变化所引起输出电压的变化量，该值越小，说明集成稳压器的带负载能力越强。3. 三端稳压器的结构及性能特点 78/79系列集成稳压器（固定式三端集成稳压器）在78*、79*系列三端稳压器中，最常用的是TO-220和T0-202两种封装。这两种封装的图形及引脚序号、引脚功能如下图所示。图中的引脚号的标注方法是按照引脚电位从高到低的顺序标注的，引脚为最高电位，脚为最低电位，脚居中。从图中可以看出，不论78系列、还是79系列，脚均为输出端。对于78正压系列，输入是最高电位，为脚，地端为最低电位，为脚。对于79负压系列，输入为最低电位，自然是脚，而地端为最高电位，为脚，输出为中间电位，为脚。此外，还应注意，散热片总是和最低电位的第脚相连，这样在78系列中，散热片和地相连接，而在79系列中，散热片和输入端相连接。78系列为正电压型，其内部由启动电路、基准电压、恒流源、误差放大器、保护电路、调整管等组成。其又可以分为78L、78M、78N、78、78S、78H和78T七个系列，其中表示输出电压值。他们的内部电路结构相同，只是输出电流及封装形式等有所差异。78系列输出电流封装说明78L100mA或150mATO-92、TO-92变型塑封或TO-39金属封装78M500mATO202、TO-220（自带小型散热片）78N500mA或1A781A或1.5AS-7、TO202、TO-220塑封或TO-3、F-2金属封装78S2A或3ATO-3、F-2金属封装78H78T5ATO-3、F-2金属封装用万用表判断三端稳压器的方法与三极管的判断方法相同，三端稳压器类似于大功率三极管。79系列为负电压型，其内部由启动电路、基准电压、恒流源、误差放大器、保护电路、调整管等组成。其又可以分为79L、79M、79三个系列，其中表示输出电压值。他们的内部电路结构相同，只是输出电流及封装形式等有所差异。79系列输出电流封装说明79L100mA或150mATO-92、TO-92变型塑封或TO-39金属封装79M500mATO202、TO-220（自带小型散热片）791A或1.5AS-7、TO202、TO-220塑封或TO-3、F-2金属封装型号命名在78/79系列的三端集成稳压器78、79的前面，通常还有英文或汉语拼音字母，以代表生产厂家，国产的通常用CW或W表示，进口的通常有AN（日本松下公司）、LM（美国国家半导体公司或仙童公司）、TA（日本东芝公司）、MC（美国摩托罗拉公司）、KA（韩国三星公司）、PC（日本N