数字收发通信模块原理与设计(1).doc

基本电路元件图例学习数字收发通信模块原理与设计(1)第1节 常见电子元件识别电子元器件电子元器件是具有独立电路功能、构成电路的基本单元。随着电子技术的发展，元器件的品种越来越多、功能越来越强，涉及范围也在不断扩大，跨越了元件、电路、系统传统的分类，跨越了硬件、软件的基本范畴。电子元器件的分类基本电路元器件大体上可以分为有源元器件和无源元器件。对于用半导体制成的元器件，还可以分立器件和集成器件。按用途还可以分为：基本电路元件、开关类元件、连接器、指示或显示器件、传感器等。无源器件是一种只消耗元器件输入信号电能的元器件，本身不需要电源就可以进行信号处理和传输。无源器件包括电阻、电位器、电容、电感、二极管等。有源器件正常工作的基本条件是必须向器件提供相应的电源，如果没有电源，器件将无法工作。有源器件包括三极管、场效应管、集成电路等，是以半导体为基本材料构成的元器件。随着集成电路的发展，已经能把单元电路、功能电路，甚至整个电子系统集成在一起。集成电路按规模大小分为：小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）。按数字特征分为：模拟集成电路与数字集成电路。基本的模拟集成电路有运算放大器、乘法器、集成稳压器、定时器、信号发生器等。数字集成电路品种很多，小规模集成电路有多种门电路，即与非门、非门、或门等；中规模集成电路有数据选择器、编码译码器、触发器、计数器、寄存器等。大规模或超大规模集成电路有PLD（可编程逻辑器件）和ASIC（专用集成电路）。从PLD和ASIC这个角度来讲，元件、器件、电路、系统之间的区别不再是很严格。不仅如此，PLD器件本身只是一个硬件载体，载入不同程序就可以实现不同电路功能。因此，现代的器件已经不是纯硬件了，软件器件和以及相应的软件电子学在现代电子设计中得到了较多的应用，其地位也越来越重要。电路元器件种类繁多，随着电子技术和工艺水平的不断提高，大量新的器件不断出现，同一种器件也有多种封装形式，例如：贴片元件在现代电子产品中已随处可见。对于不同的使用环境，同一器件也有不同的工业标准，国内元器件通常有三个标准，即：民用标准、工业标准、军用标准，标准不同，价格也不同。军用标准器件的价格可能是民用标准的十倍、甚至更多。工业标准介于二者之间。一般元器件一般元器件指电路中经常使用的电阻、电容、电感，以及开关类元件、连接器、指示或显示器件、传感器等。电阻、电容和电感是电子设备中最常用的零件。电阻元件的基本特征是消耗能量， 电位器就是可变电阻，在需要调整电路参数的地方。电阻器是电路元件中应用最广泛的一种，在电子设备中约占元件总数的30%以上，其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。电阻器主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，其次在电路中还起限流、分流、降压、分压、负载和匹配等作用。电阻器的种类繁多，若根据电阻器的工作特性及在电路中的作用来分，可分为固定式和可变式两大类。阻值固定不变的电阻器，也就是固定电阻器一般称为“电阻”；电位器是一种阻值在一定范围内连续可调的电阻器。图1 固定电阻图2 电位器电阻器按制作材料和实际应用分为不同类型。按制作材料分类合金型：用块状电阻合金拉制成合金线或碾压成合金箔制成电阻。通常用在较精密或要求较高的电路中；薄膜型：在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜而制成。 如碳膜、金属膜、化学沉积膜和金属氧化膜等，金属膜电阻的性能比较稳定，精度较高，是电子电路的首选器件；图3 薄膜型电阻合成型：电阻体本身由导电颗粒和有机（或无机）粘接剂混合而成，可制成薄膜或实芯两种。常用于不太重要或要求不高的电子电路中。按实际应用分类通用型：指一般技术要求的电阻，这是电子电路中最常用的一种。一般的额定功率为 0.05 2 瓦，阻值在 1 W 22M W 之间，容差为 5 、 10 、 20 等；精密型：有较高精密度及稳定性，主要用于高精密的电子仪器和设备中。额定功率一般都大于 2 瓦，阻值在为 0.01 W 20 M W 范围， 容差在 0.001 2 之间分档；高频型：电阻自身电感量极小，常称为无感电阻，常用于高频电路或电磁环境恶劣条件下工作的电子仪器与设备中。阻值小于 1k W ，功率最大可达 100 瓦；高阻型：主要用在某些敏感电路中。阻值大于 10 M W ，最高可达 10 14 W ；集成型：又称电阻排。排阻这是一种电阻网络，它具有体积小、规整化，精密度高等特点。适用于电子仪器设备及计算机电路。压敏型：这种电阻是一种非线性电阻，当其两端电压低于规定值时，其电阻值很高（一般在几十 M W 以上），当其两端电压高于规定值时，其电阻值变得很低（几 W 或几十 W ）。这种电阻多用在各种电子电路设备的保护电路中（如防雷电保护电路）。热敏型：这是一种电阻值随温度变化比较明显的电阻件，有正温度系数和负温度系数两种。一般用作温度传感器或电子电路的温度补偿器件。光敏型：光敏电阻是根据半导体的光导效应制成的，制造RG的材料有多种，其中对可见光敏感的硫化镉RG是最有代表性的一种.RG 可加直流，也可加交流使用，广泛用于自动控制、光检设备、电子乐器和其它家电中。图5 光敏型电阻光敏电阻可变型：一般是指 电位器，其阻值可手工调节。图6 可变型电阻图7 电阻符号及电路图符号：R电阻阻值的单位是欧姆，符号。10001K，1000K1M，书写时通常可以省略。电阻按材料分类一般有：碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻、线绕电阻等。一般家用电器使用碳膜电阻较多，因为它成本低廉。金属膜电阻精度要高些，使用在要求较高的设备上。水泥电阻和线饶电阻都是能够承受比较大功率的，线绕电阻的精度也比较高，常用在要求很高的测量仪器上。按功能分类有光敏电阻、压敏电阻、温敏电阻等等。电阻的色环表示小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示电阻阻值的大小，这也是我们在学习电阻的很重要的一步。电阻色环表示法分为四色环和五色环，四色环就是用四条有颜色的环代表阻值大小。五色环就是用五条有颜色的环代表阻值大小。每种色环颜色代表不同的数字，如下表所示：棕1红2橙3黄4绿5蓝6紫7灰8白9黑0金、银表示误差颜色 有效数字倍率允许偏差%棕 1 101 1红 2 102 2 橙 3 103 黄 4 104 绿 5 105 0.5 蓝 6 106 0.25 紫 7 107 0.1 灰 8 108 白 9 109 +50 -20 黑 0 100 金 10-1 5 银 10-2 10 无色 20 四色环电阻各色环表示意义如下：第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：10的幂数；第四条色环：误差表示。例如：电阻色环为：棕黑红金第一位：1；第二位：0；第三位：10的幂为2（即100）；第四位：误差为5%即阻值为：10X100=1000欧=10千欧=1K五色环电阻 还有精确度更高的“五色环”电阻，用五条色环表示电阻的阻值大小，具体如下：第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：阻值的第三未数字；第四条色环：阻值乘数的10的幂数；第五条色环：误差（常见是棕色，误差为1%）可见，四色环电阻误差为5-10%，五色环常为1%，精度提高了。另外，为了美观，生产厂家好推出低精度的五色环电阻，读法一样，但精确度和四色环电阻一样。购买时需注意。例如：电阻：黄紫红橙棕前三位数字是：472第四位表示10的3次方，即1000即阻值为：472X1000欧=472千欧（即472K）为了使工厂生产的电阻符合标准化的要求，同时也为了使电阻的规格不致于太多，有关标准规定了一系列的阻值作为产品的标准，这一系列的阻值就叫做电阻的标称阻值。电阻的标称阻值分为E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列，分别适用于允许偏差为20%、10%、5%、2%、1%和0.5%的电阻器。不同系列有不同规定的标称阻值范围。其中E24系列为常用系列，E24、E12和E6系列也适用于电位器和电容器，E48、E96、E192系列为高精密电阻系列。对各系列的电阻规定了几个基本系数，这些系数再乘以10n(其中n为整数)，即为某一电阻器的具体阻值。为供大家查询，具体系数如下：E6，20%，1.022M1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8E12，10%，1.022M1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2E24，2%,5%，1.022M1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.03.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1E96，1% ，102.2M1.00 1.02 1.05 1.07 1.10 1.13 1.15 1.18 1.21 1.24 1.27 1.301.33 1.37 1.40 1.43 1.47 1.50 1.54 1.58 1.62 1.65 1.69 1.741.78 1.82 1.87 1.91 1.96 2.00 2.05 2.10 2.15 2.21 2.26 2.322.37 2.43 2.49 2.55 2.61 2.67 2.74 2.80 2.87 2.94 3.01 3.093.16 3.24 3.32 3.40 3.48 3.57 3.65 3.74 3.83 3.92 4.02 4.124.22 4.32 4.42 4.53 4.64 4.75 4.87 4.99 5.11 5.23 5.36 5.495.62 5.76 5.90 6.04 6.19 6.34 6.49 6.65 6.81 6.98 7.15 7.327.50 7.68 7.87 8.06 8.25 8.45 8.66 8.87 9.09 9.31 9.53 9.76E192，0.1%,0.5%，102.2M1.00 1.01 1.02 1.04 1.05 1.06 1.07 1.09 1.10 1.11 1.13 1.141.15 1.17 1.18 1.20 1.21 1.23 1.24 1.26 1.27 1.29 1.30 1.321.33 1.35 1.37 1.38 1.40 1.42 1.43 1.45 1.47 1.49 1.50 1.521.54 1.56 1.58 1.60 1.62 1.64 1.65 1.67 1.69 1.72 1.74 1.761.78 1.80 1.82 1.84 1.87 1.89 1.91 1.93 1.96 1.98 2.00 2.032.05 2.08 2.10 2.13 2.15 2.18 2.21 2.23 2.26 2.29 2.32 2.342.37 2.40 2.43 2.46 2.49 2.52 2.55 2.58 2.61 2.64 2.67 2.712.74 2.77 2.80 2.84 2.87 2.91 2.94 2.98 3.01 3.05 3.09 3.123.16 3.20 3.24 3.28 3.32 3.36 3.40 3.44 3.48 3.52 3.57 3.613.65 3.70 3.74 3.79 3.83 3.88 3.92 3.97 4.02 4.07 4.12 4.174.22 4.27 4.32 4.37 4.42 4.48 4.53 4.59 4.64 4.70 4.75 4.814.87 4.93 4.99 5.05 5.11 5.17 5.23 5.30 5.36 5.42 5.49 5.565.62 5.69 5.76 5.83 5.90 5.97 6.04 6.12 6.19 6.26 6.34 6.426.49 6.57 6.65 6.73 6.81 6.90 6.98 7.06 7.15 7.23 7.32 7.417.50 7.59 7.68 7.77 7.87 7.96 8.06 8.16 8.25 8.35 8.45 8.568.66 8.76 8.87 8.98 9.09 9.20 9.31 9.42 9.53 9.65 9.76 9.88电阻器的标称阻值一般都标在电阻体上，除了色标法，还有其它三种标志：直标法、文字符号法和数码法，这里不作详细介绍，可参阅相关书籍。常见电阻外观如下：四色环电阻 五色环电阻 水泥电阻 陶瓷（线绕）电阻功率分类有：1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、3W、5W ，常用1/4W电位器电位器也称可调电阻，电路图符号为： 及电位器是由一个电阻体和一个转动或者滑动系统组成的。在家用电器和其他电子设备电路中，电位器的作用是用来分压，分流和用来作为变阻器。在收音机、VCD、DVD、随身听中常用来控制音量的大小，有的兼做开关之用！电位器在电路中如作为分压器，它是一个四端电子元件，当作为变阻器使用时，它是一个两端电子元件。带开关的电位器电路图符号如右图所示。其阻值标法和单位与电阻相同。具体参见电阻相关知识。电位器常见外观如下：200K卧式电位器 带开关单联电位器 双联电位器电容一、电容的分类和作用电容器就是储存电荷的器件。电容(Electric capacity)，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。由于绝缘材料的不同，所构成的电容器的种类也有所不同：按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。按介质材料可分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。按极性分为：有极性电容和无极性电容。电容在电路中具有隔断直流电，通过交流电的作用，因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐二、电容的符号电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法，但电容符号在国内和国际表示都差不多，唯一的区别就是在有极性电容上，国内的是一个空筐下面一根横线，而国际符号的就是普通电容加一个符号代表正极。三、电容的单位电容的基本单位是：F（法），此外还有F（微法）、pF（皮法）、nF（纳法），由于电容 F 的容量非常大，所以我们看到的一般都是F、nF、pF的单位，而不是F的单位。他们之间的具体换算如下：1F1000000F1F=1000nF1nF=1000pF四、电容的耐压值单位：V（伏特） 每一个电容都有它的耐压值，这是电容的重要参数之一。耐压值的单位：V（伏特）普通无极性电容的标称耐压值有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、 1000V等，有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低，一般的标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、 63V、80V、100V、220V、400V等。电容的识别方法http:2004-7-9 电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。 其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法 容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10uF/16V。 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示。 字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。 如：102表示10102PF=1000PF 224表示22104PF=0.22 Uf。五、电容的种类电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。下面是各种电容的优缺点：无感CBB电容 2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 无感，高频特性好，体积较小。不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。CBB电容 2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。有感，其他同上。CBB电容瓷片电容薄瓷片两面渡金属膜银而成。体积小，耐压高，价格低，频率高（有一种是高频电容），易碎！容量低 瓷片电容云母电容云母片上镀两层金属薄膜 容易生产，技术含量低。体积大，容量小，（几乎没有用了）云母电容独石电容体积比CBB更小，其他同CBB，有感独石电容电解电容两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸泡在电解液（含酸性的合成溶液）中。 容量大。 高频特性不好。电解电容钽电容用金属钽作为正极，在电解质外喷上金属作为负极。 稳定性好，容量大，高频特性好。 造价高。（一般用于关键地方）钽电容六、电容的标称及识别方法1.由于电容体积要比电阻大，所以一般都使用直接标称法。如果数字是0.001，那它代表的是0.001uF1nF，如果是10n，那么就是10nF，同样100p就是100pF。电解电容的容值和耐压一般直接标于外壳。2.不标单位的直接表示法：用14位数字表示，容量单位为pF，如350为350pF，3为3pF，0.5为0.5pF3.色码表示法：沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一、二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）。颜色意义：棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9、黑=0。4.有极性电解电容的极性判别，出厂是长引脚为正极、短引脚为负极，并在负极一侧图一条白色条，中间画“”。电容常用字母代表误差B: 0.1,C: 0.25,D: 0.5,F: 1,G: 2,J: 5,K: 10,M: 20,N: 30,Z:+80-20。电容器是一种储能元件，它是各种电子产品中不可缺少的基本元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时等。电容器的种类很多，分类方法也不同，通常可按其结构、材料、用途等分类，其中有普通电容、电解电容和可变电容。按其结构分，电容器可分为固定电容器、可变电容器和半可变电容器；按介质材料可分为瓷介质电容器、云母电容器、涤纶电容器、金属纸介电容器和电解电容器等。图-普通电容图-电解电容图-可变电容按使用材料可分为下列几种：瓷片、云母、玻璃釉、玻璃膜、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、涤纶、聚碳酸脂、漆膜、纸介、混合纸介、铝、钽、铌、钛。按结构可分为非电解电容和可变电容非电解电容是没有极性的，也就是说可以在电路中任意连接而不必担心 + 、 - 极性问题。电子电路中最常用的是园片电容（ disc ）。另外还有瓷片电容（ ceramic ）、云母电容。在大多数应用电路中都使用瓷片电容（ disc ），这种电容是褐色的，形状像瓦片（ disc ）。其电容值的范围可以几 pF 到 1 m F （也可以找到具有较高容值的无极性电容，这种电容上标有 NP 字样，表示该电容无极性）。图-各种非电解电容 电解电容 是有极性的电容，在电路中必须按要求连接，其 + 和 - 端必须连接到电路中的指定位置。与非电解电容相比，电解电容体积较大，因此尽量避免使用电解电容。只有在需要较大的容值时才使用。并且，电解电容不很稳定，其电容值会随着温度和其他参数的变化而发生微小改变。相对而言，非电解电容要稳定些。电解电容的容值一般在 1 m F 到 4700 m F 之间，价格也更贵一些。注意：如果将电解电容的极性连错，将发生爆炸。图-电解电容微调电容电感器电感元件也是一动态储能元件，本身不消耗能量，将能量以磁场的形式储存在元件中，主要用于滤波、振荡、电磁耦合等场合。电感器在电子电路中具有广泛的应用。广义的电感器件包括能产生自感作用或互感作用的器件，狭义的电感器仅指产生自感作用的器件。实用的电感器均由线圈组成，为了增加电感量，提高品质因数和减小体积，通常将线圈绕在不同的导磁材料上就构成不同用途的电感器。多数的电感器均为非标准件，根据电路的不同要求而设计。电感是用线圈制作的，它的作用多是扼流滤波和滤除高频杂波，它的外形有很多种：有的像电阻、有的像二极管、有的一看上去就是线圈。通常只有像电阻的那种电感才能读出电感值，因为只有这种有色环，其它的就没有了。电感常用“L”表示，电路图符号：基本单位是亨利，字母符号H，常用更小单位“mH”、“H”，1H1000mH、1 mH1000H。电感分类http:2004-7-9 大电感全部是绕线的，按结构分为空心电感和磁心电感，空心电抗器线性度好，但受外界干扰严重；磁心电抗器存在饱和现象，磁化曲线的弯曲使得电感值不固定。其它的电感分为固定电感和可调电感，固定电感如小磁环，小引线等；可调电感如中周等，中周在检波和发射电路中使用，必须带屏蔽罩，克服干扰。带骨架的电感也是一种绕线电感，骨架起固定作用，如果骨架是磁心，则为磁心电感。电感（一般称电感线圈）按使用特征可分为固定和可调两种，按磁芯材料可分为空心、磁芯和铁芯等。 按结构可分为小型固定电感、平面电感以及中周。图-普通电感图-可变电感小型固定电感有卧式、立式两种。结构特点是将漆包线或丝包线直接绕在棒形、工字型、王字型等磁心上，外表裹覆环氧树脂或封装在塑料壳中。具有体积小、重量轻、结构牢固（耐振、耐冲击）、防潮性能好、安装方便等优点。一般常用在滤波、延迟等电路中。 色码电感柱式电感图-小型固定电感平面电感是在陶瓷或微晶玻璃基片沉淀金属导线而成。有较好的稳定性、精度及可靠性，常应用在几十 MHz 到几百 MHz 的电路中。图-平面电感中周线圈由磁芯、磁罩、塑料骨架和金属屏蔽壳组成，线圈绕制在塑料骨架或直接绕制在磁芯上，骨架插脚可以焊接在印制电路板上。中周线圈是超外差式无线电设备中的主要元件，广泛用在调幅、调频接受机、电视接收机、通信接收机等电子设备的调谐回路中。图-中周变压器是电感类元件，经常用于电源的电压变换、信号的耦合、阻抗变换等场合，是一种使用很普遍的电感类元件。变压器利用互耦线圈实现升压或降压功能。如果对变压器一侧线圈（初极线圈）施加变化的电压（如交流电压），利用互感原理就会在另一侧线圈（次级线圈）中得到一个电压。如果对初级线圈施加较高的电压，在次级得到较低的电压，这种变压器称为降压变压器。如果对初级线圈施加较低的电压，在次级得到较高的电压，则称为升压变压器。由低电压产生高电压或由高电压产生低电压会不会违反能量守恒原理？当然不会。现在，我们只注意电压，没有注意电流。记住，功率是电流和电压的乘积。P=UI实际上，当变压器中的有低电压产生高电压时，其输出电流将小于输入电流，因此总功率仍然不变。次级线圈中间多余的一条线称为“中心抽头”，会在部分变压器中出现。一般情况下，中心抽头与其他两个抽头之间的电压是相等的。图-变压器继电器继电器属于一种参量控制开关，即当某一电压或电流达到某一数值时开关开启或闭合。继电器属于开关的范畴。它利用电磁原理或其他（如热电或电子）方法实现自动接通或断开一个或一组接点实现开关功能的非手动开关。它的作用是用低电压小电流去控制大电流或高电压的转接。用继电器也可以构成逻辑、时序电路。继电器分为电磁式继电器、舌簧继电器、双金属片温度继电器。电磁式继电器由铁芯线圈、机架和接点组成。下图是电磁式继电器的结构示意和电路图形符号。电磁式继电器是使用最早、应用最广泛的一种继电器。电磁式继电器原理图继电器中有两种接点，一种是可以移动的接点叫做动点（如图 1 中的接点 l ），另一种是位置固定的接点叫做静接点（如图 1 中的接点 2 和 3 ）。线圈未通电时处于断开状态的静接点）称为 “ 常开接点 ” （图 1 中的接点 3 ），处于接通状态的静接点称为 “ 常闭接点 ” （图 1 中的接点 2 ）。如果一个动接点与一个静接点常接，而同时与另一个静接点常开，就称它为 “ 转换接点 ” （图 1 中的接点 1 ）。在一个继电器中，可以具有一个或数个（组）常开接点、常闭接点和相应的转换接点。电磁继电器中一般只设一个线圈（也有设多个线圈的）。电磁式继电器原理图电磁式继电器的工作原理是电磁感应定律。在图 1 中，当线圈中通以直流电流时，线圈中间的铁心会被磁化而产生磁力，进而吸引衔铁（动铁），使静接点分开（ l 和 2 分开）、动接点闭合（ l 和 3 之间接通）。当线圈断开电流时，铁心失去磁性，衔铁被返回弹簧拉起，接点 3 断开，接点 1 与 2 接通。为了在电路图上清楚而简单地将继电器表示出来，通常用一个文字符号表示继电器线圈和它的接点，各组接点则标以角标注明 。继电器（JQX-13F）图-各种继电器干簧管干簧管是一种磁敏的特殊开关。它通常由两个或三个既导磁又导电材料做成的簧片触点，被封装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管内管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭接点。当永久磁铁靠近干簧管时，或者由绕在干簧管上面的线圈通电后形成磁场使簧片磁化时，簧片的接点就会感应出极性相反的磁极。由于磁极极性相反而相互吸引，当吸引的磁力超过簧片的抗力时，分开的接点便会吸合;当磁力减小到一定值时，在簧片抗力的作用下接点又恢复到初始状态。这样便完成了一个开关的作用。因此可以作为传感器用，用于计数，限位等等。有一种自行车公里计，就是在轮胎上粘上磁铁，在一旁固定上两个簧片的干簧管构成的。装在门上，可作为开门时的报警、问候等。在“断线报警器”的制作中，也会用到干簧管。干簧式继电器：干簧管放在线圈里，就可以制成一个干簧继电器。1，干簧管结构：把两片即导电又导磁的材料组成的簧片平行的封入充有撱性气体的玻璃管中组成的开关元件。两簧片一端重叠并有一定的空隙，便于形成接点。2，干簧管工作原理：当永久磁铁靠近单簧管或者有绕在单簧管的线圈通电形成的磁场使簧片磁化，簧片的接点部分就感应出极性相反的磁极。异性相吸，当吸引力大于弹簧的弹力时，接点就会吸合；当磁力较小到一定程度时，接点被弹簧的弹力打开。2， 干簧管的接点形式有两种:一是常开接点（H）型，平时打开，只有簧片被磁化时，接点才结合；二是转换接点的单簧管：结构上有三个簧片，第一片用只导电不导磁的材料做成，第二第三用即导电又导磁的材料做成，上中下依次是1，3，2。平时，由于弹力的作用，1、3相连；当有外界磁力，2、3磁化，相吸。形成一个转换开关。3， 干簧继电器:在同一干簧继电器中可同时放置24个单簧管，以得到多对极点的干簧继电器。4， 干簧继电器的优缺点：1， 体积小，质量轻；2，簧片轻而短，有固有频率，可提高接点的通断速度，通断的时间仅为13ms，比一般的电磁继电器快510倍；4，接点与大气隔绝，管内有稀有气体，可减少接点的氧化合碳化；并且由于密封，可防止外界有机蒸气和尘埃杂质对接点的侵蚀。干簧管指示器件指示器件主要分为机械式指示装置和电子显示器件，传统的电压或电流表头就是一个典型的指示器件，它广泛用于稳压电源、三用表等仪器上。电子显示器件可按不同亮度和不同颜色来显示电压或逻辑。指示器指示或显示器件主要分为机械式指示装置和电子显示器件，传统的电压或电流表头就是一个典型的指示器件，它广泛用于稳压电源、三用表等仪器上。随着电子设备的智能化水平的提高，电子显示器件使用日益广泛，主要有发光二极管（ LED ）、数码管、液晶显示器、荧光屏等。发光二极管是较简单的一种显示器件，它可按不同亮度和不同颜色来分类，或随着不同的电压偏置产生不同的颜色和亮度，广泛用于数字逻辑显示，常见的有表决电路、广告显示屏。图-发光二极管图-指示器数码管是一种数字器件，其基本原理是用信号的逻辑电平控制字段，显示简单的数码或英文字母，按驱动电平不同分为阳极控制和阴极控制型。也按不同亮度、颜色和大小分为多种型号，也按不同字段分类。我们常用的数字万用表上一般使用八段数码管，但它不能显示复杂的数字和图形。在显示复杂图形的场合多使用液晶显示或干脆使用荧光屏。图-数码管数码管液晶显示器液晶显示器是近几年发展较快的一种显示器件，分为字符型液晶显示器和图形液晶显示器。字符型液晶显示器可以显示数字、英文字母和符号，与之相比，图形点阵型液晶显示器可以显示复杂的图形和较高质量的点阵汉字，液晶显示器有较复杂的程序控制驱动电路，驱动电路比较复杂。图-液晶显示器传感器传感器是一种将其它物理参量转变成电信号的一种器件，在工业自动化控制中使用很普遍。大到可以称量火车车厢的重量传感器，小到集成电路内部的信号传感器。传感器按应用类别分有：热敏传感器、光敏传感器、烟雾传感器、化学传感器、颜色传感器等；按其功能作用分有超声波传感器、压力传感器、气体传感器、倾角传感器、磁阻传感器、霍尔电流传感器等。在日常生活中，我们经常见到应用传感器的例子。例如：电饭锅在饭烧熟后，温度达到 103 度就自动断开，这种恒温控制器就是热敏传感器。楼道的声控开关，就是利用了光敏传感器，当外界光线较暗时打开开关，在声音的控制下接通电源。楼宇火警系统装有烟雾传感器，只要烟雾浓度达到一定程度，开关就自动打开，喷水龙头自动喷水，同时拉响警报。医院里的血糖测定仪，利用不同浓度的血糖对试纸产生不同的颜色来测定血糖含量，使用色敏传感器将颜色信号变成电信号进行分析计算。传感器的巧妙使用可设计出很多新颖的电子产品。一连接器的技术基础什么是连接器？为什么要使用连接器连接器的分类Molex产品和全球市场1什么是连接器？连接器是我们电子工程技术人员经常接触的一种部件。它的作用非常单纯：在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。连接器是电子设备中不可缺少的部件，顺着电流流通的通路观察，你总会发现有一个或多个连接器。连接器形式和结构是千变万化的，随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，有各种不同形式的连接器。例如，球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器，以及点燃火箭的连接器是大不相同的。但是无论什么样的连接器，都要保证电流顺畅连续和可靠地流通。就泛指而言，连接器所接通的不仅仅限于电流，在光电子技术迅猛发展的今天，光纤系统中，传递信号的载体是光，玻璃和塑料代替了普通电路中的导线，但是光信号通路中也使用连接器，它们的作用与电路连接器相同。由于我们只关心电路连接器，所以，本课程将紧密结合Molex公司的产品，集中介绍电路连接器及其应用。2为什么要使用连接器？设想一下如果没有连接器会是怎样？这时电路之间要用连续的导体永久性地连接在一起，例如电子装置要连接在电源上，必须把连接导线两端，与电子装置及电源通过某种方法（例如焊接）固定接牢。这样一来，无论对于生产还是使用，都带来了诸多不便。以汽车电池为例。假定电池电缆被固定焊牢在电池上，汽车生产厂为安装电池就增加了工作量，增加了生产时间和成本。电池损坏需要更换时，还要将汽车送到维修站，脱焊拆除旧的，再焊上新的，为此要付较多的人工费。有了连接器就可以免除许多麻烦，从商店买个新电池，断开连接器，拆除旧电池，装上新电池，重新接通连接器就可以了。这个简单的例子说明了连接器的好处。它使设计和生产过程更方便、更灵活，降低了生产和维护成本。连接器的好处改善生产过程连接器简化电子产品的装配过程。也简化了批量生产过程；易于维修如果某电子元部件失效，装有连接器时可以快速更换失效元部件；便于升级随着技术进步，装有连接器时可以更新元部件，用新的、更完善的元部件代替旧的提高设计的灵活性使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时，以及用元部件组成系统时，有更大的灵活性。3连接器的分类多年来连接器的分类混乱，各个厂家自有其分类方法和标准。1989年在美国国家电子配销商协会（NEDA,即NationalElectronicDistributorsAssociation缩写，它是一个工业教育组织）的支持下，生产连接器的几大厂家会聚在一起，制订了一部连接器分类标准和术语。Molex公司曾参加了制订过程。NEDA标准NEDA主持制订的这个标准，称为连接器部件分类等级（LevelsofPackaging）。现摘要叙述于下表：等级描述0IC芯片或芯片到封装的连接器请注意第1个等级是0级，不是1级。此级实际上并不涉及连接。0级就是集成电路芯片。Molex公司不生产IC芯片。但是生产把芯片连接到电路板的插座。1IC组件或组件到（电路）板的连接器当IC芯片安装在电路板的插座中时，就是1级连接。2（印制）电路板（PCB）到（印制）电路板的连接器2级连接器用于印制电路板之间的连接。.3导线到电路板或分组合到分组合的连接器3级连接器连接印制电路板和分组合、或是连接两个分组合。分组合是电子产品的组成部分。依Molex公司的习惯,3级也包括某些导线到导线连接器。4机箱到机箱或输入/输出连接器4级连接器提供功率或信号连接。一般的经验是：当连接涉及到音频或视频信号时，或是连接网络和计算机时，要使用4级连接器。关于上述连接器等级，需要注意如下几点：某些连接器可以不止用于一个等级，例如3级连接器QF50及MX50都可以用于2级或4级。又如标称为4级的Molex输入/输出用插头、插座，也可以用于导线到电路板或板到板连接。实际工作中很少按照上述级别谈及连接器，而是按照连接器的外观形式和连接方式来讨论它，如板到板和线到线等。级别是用于学习和分类连接器的。连接器是连接电路的一个元件，连接器质量的好坏是影响电子产品可靠性和寿命的重要因素，连接器的基本要求是保证电器接触良好，要求触点不易氧化，接触电阻越小越好。按照使用场合不同分为视听连接器、印刷电路板连接器、测试用连接器、电源连接器等。电源连接器要求能承受较大的电流。印刷电路板和集成电路连接器要求性能一致性好。高频同轴连接器要求频率特性和阻抗匹配特性好。7.62接线端子5.08接线端子2.54排线在电子实验中用的较多的有 Q 9 连接器，示波器和信号源的输入、输出都是 Q 9 型连接器。视听信号连接器要求有很好的频率特性和阻抗匹配特性，否则会产生完全不同音质和图象效果。测试用连接器是一种很普遍的连接器。经常用于电子实验室的有各种线夹、橡胶插头、 面包板等也是一种较为简单的连接器，要求操作灵活，可靠性高。连接方式 连接器一般由插头和插座组成，其中插头也称自由端连接器，插座也称固定连接器。通过插头、插座和插合和分离来实现电路的连接和断开，因此就产生了插头和插座的各种连接方式。对圆形连接器来说，主要有螺纹式连接，卡口式连接和弹子式连接三种方式。其中螺纹式连接最常见，它具有加工工艺简单、制造成本低、适用范围广等优点，但连接速度较慢不适宜于需频繁插拔和快速接连的场合。卡口式连接由于其三条卡口槽的导程较长，因此连接的速度较快，但它制造较复杂，成本也就较高。弹子式连接是三种连接方式中连接速度最快的一种，它不需进行旋转运动，只需进行直线运动就能实现连接、分离和锁紧的功能。由于它属于直推拉式连接方式，所以仅适用于总分离力不大的连接器。一般在小型连接器中较常见。 端接方式是指连接器的接触对与电线或电缆的连接方式。合理选择端接方式和正确使用端接技术，也是使用和选择连接器的一个重要方面。焊接焊接最常见的是锡焊。锡焊连接最重要的是焊锡料与被焊接表面之间应形成金属的连续性。因此对连接器来说，重要的是可焊性。连接器焊接端最常见的镀层是锡合金、银和金。簧片式接触对常见的焊接端有焊片式、冲眼焊片式和缺口焊片式：针孔式接触对常见焊接端有钻孔圆弧缺口式。压接压接是为使金属在规定的限度内压缩和位移并将导线连接到接触对上的一种技术。好的压接连接能产生金属互熔流动，使导线和接触对材料对称变形。这种连接类似于冷焊连接，能得到较好的机械强度和电连续性，它能承受更恶劣的环境条件。目前普遍认为采用正确的压接连接比锡焊好，特别是在大电流场合必须使用压接。压接时须采用专用压接钳或自动、半自动压接机。应根据导线截面，正确选用接触对的导线筒。要注意的是压接连接是永久性连接，只能使用一次。绕接绕接是将导线直接缠绕在带棱角的接触件绕接柱上。绕接时，导线在张力受到控制的情况下进行缠绕，压入并固定在接触件绕接柱的棱角处，以形成气密性接触。绕接导线有几个要求：导线直径的标称值应在0.25mm1.0mm范围内；导线直径不大于0.5mm时，导体材料的延伸率不小于15%；导线直径大于0.5mm时，导体材料的延伸率不小于20%。绕接的工具包括绕枪和固定式绕接机。刺破接连刺破连接又称绝缘位移连接，是由美国在60年代发明的一种新颖端技术，具有可靠性高、成本低、使用方便等特点，目前已广泛应用于各种印制板用连接器中。它适用于带状电缆的连接。连接时不需要剥去电缆的绝缘层，依靠连接器的“U”字形接触簧片的尖端刺入绝缘层中，使电缆的导体滑进接触簧片的槽中并被夹持住，从而使电缆导体和连接器簧片之间形成紧密的电气连接性。它仅需简单的工具，但必须选用规定线规的电缆。螺钉连接螺钉连接是采用螺钉式接线端子的连接方式，要注意允许连接导线的最大和最小截面和不同规格螺钉允许的最大拧紧力矩。连接器的基本结构连接器的基本结构件有接触件；绝缘体；外壳（视品种而定）；附件。 1接触件（contacts） 是连接器完成电连接功能的核心零件。一般由阳性接触件和阴性接触件组成接触对，通过阴、阳接触件的插合完成电连接。 阳性接触件为刚性零件，其形状为圆柱形（圆插针）、方柱形（方插针）或扁平形（插片）。阳性接触件一般由黄铜、磷青铜制成。 阴性接触件即插孔，是接触对的关键零件，它依靠弹性结构在与插针插合时发生弹性变形而产生弹性力与阳性接触件形成紧密接触，完成连接。插孔的结构种类很多，有圆筒型（劈槽、缩口）、音叉型、悬臂梁型（纵向开槽）、折迭型（纵向开槽，9字形）、盒形（方插孔）以及双曲面线簧插孔等。 2绝缘体 绝缘体也常称为基座（base）或安装板（insert），它的作用是使接触件按所需要的位置和间距排列，并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性是选择绝缘材料加工成绝缘体的基本要求。 3壳体 也称外壳（shell），是连接器的外罩，它为内装的绝缘安装板和插针提供机械保护，并提供插头和插座插合时的对准，进而将连接器固定到设备上。 4附件 附件分结构附件和安装附件。结构附件如卡圈、定位键、定位销、导向销、联接环、电缆夹、密封圈、密封垫等。安装附件如螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。附件大都有标准件和通用件。连接器的基本性能连接器的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能。 1机械性能： 就连接功能而言，插拔力是重要地机械性能。插拔力分为插入力和拔出力（拔出力亦称分离力），两者的要求是不同的。在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定，这表明，从使用角度来看，插入力要小（从而有低插入力LIF和 无插入力ZIF的结构），而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。 另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。机械寿命实际上是一种耐久性（durability）指标，在国标GB5095中把它叫作机械操作。它是以一次插入和一次拔出为一个循环，以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能（如接