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2020 3 26 1 河南移动手机维修工程师职业技能培训 电子电路部分 首页 2020 3 26 2 基本内容 了解电子技术的基本概念 基本元器件特性及应用 万用表的使用 基本电路功能 电路基础 电路基本知识 电路元件的特性及使用 谐振 滤波等相关电路 模拟电路 电子器件特性及使用音频放大 功率放大 振荡 调制 解调 混频电路 数字电路 电子器件特性及使用逻辑门电路 时序电路等 2020 3 26 3 电路基础知识 电路 电流通过的路径 由电源 电阻器 电感线圈 电容器 仪表 半导体管等种类繁多的部件按照一定的方式组成了具有各种不同功能的电路 电路中常用部件 电路元件和电子器件 常用电路元件 电阻器 电容器 电感线圈 线性元件 常用电子器件 晶体二极管 晶体三极管 场效应管 集成电路等 非线性元件 电路基础 以电路元件为主要研究对象的电路 电子电路 以电子器件为主要研究对象的电路 2020 3 26 4 伏安特性 特点 1 器件参数是常数 与通过它的电流或加于其上的电压无关 2 线性电路不会出现新的频率 特点 1 器件参数不是常数 与通过它的电流或加于其上的电压大小有关 2 非线性电路会产生信号源中没有的频率成分 R U I 电阻值是个常数 线性 非线性 2020 3 26 5 电路中的工作信号 直流信号 电流和电压的大小 方向不随时间而变化 交变信号 电流和电压的大小 方向随时间而变化 模拟信号 信号的变化随时间做连续性变化 信号幅值无限多个 数字信号 信号的变化在时间上 数值上是离散的 信号幅值是有限个 模拟电路 处理模拟信号的电路 数字电路 处理数字信号的电路 2020 3 26 6 模拟与数字信号的比较 u t 模拟信号 u t 正弦波 周期信号 信号的变化是重复着某一变化规律的 非周期信号 信号变化无规律 2020 3 26 7 周期信号 u 周期 电压 或电流 完成一次循环所需要的时间 单位 秒 毫秒 微秒等 频率 单位时间内电压 或电流 完成的循环次数 单位 赫兹 千赫兹 兆赫兹等 f 1 T 2020 3 26 8 正弦波的主要参数 2020 3 26 9 正弦波的主要参数 参数 表达式 u Umsin t 或i Imsin t 是角频率 单位时间变化的弧度数 2 f t 是相位角 也可以表示成 是初相角 是t 0时的相位角 可正可负 三要素 振幅 频率 初相角 为正值 为负值 零点 两个同频率信号的相位差始终是一个常数 2020 3 26 10 模 数 解码 解密 数 模 收发信机 编码加密 A D D A 信号处理框图 模拟信号 数字信号 混频 滤波 功率放大 滤波 混频 中频放大 调制 解调 2020 3 26 11 电阻器 电阻器 简称电阻 对电流呈现一定的阻力 是个耗能元件 在电路中多用来进行分压 分流 电阻匹配等 电位器 是阻值可变的电阻器 在电路中通过调节它可获得一个可变的电位 电阻概念 2020 3 26 12 电阻的主要参数 标称阻值 电阻体表面上标注的电阻值 单位 K M 等 直标法 色标法 额定功率 在直流或交流电路中 当在一定大气压力下和在产品标准中规定的温度下 长期连续工作所允许承受的最大功率 电阻的失效特征 脱焊 阻值变大或变小和温度特性变差 电阻的主要参数 2020 3 26 13 电阻的串 并联 电阻的串 并联 串联 若电路中两个或两个以上元件通过同一电流 这些元件的联结方式称为串联 并联 若两个或两个以上元件具有同一个电压 这些元件的联接方式称为并联 电阻分压 电阻分流 2020 3 26 14 万用表测量电流 常用万用表有数字式和表盘式两种 万用表的基本用途 测量直流电流 将万用表与被测电路串联 使电流由红表笔流入 从黑表笔流出 I U 2020 3 26 15 万用表测量电压 测量电压 应使万用表与被测电路并联 测量直流电压 应使红表笔接高电位 黑表笔接低电位 测量交流电压 不分极性 测得的数值是正弦信号的有效值 E 2020 3 26 16 万用表测量电阻 2020 3 26 17 电阻的性能测量 合理选择量程 使被测电阻的指示值尽可能位于刻度线的0刻度到全程2 3这一段位置上 提高测量的精确度 R 1 R 10 R 1K R 10K 调零 是测量电阻之前必不可少的步骤 而且每换一个量程测试前都必须重新调零 测量方法要得当 测量单个电阻器阻值时 手不要触及电阻器的两引出线 以免因人体分流作用而使测量值小于它的实际值 尤其是对于几百千欧的大阻值电阻 测量电路中电阻器阻值时 应将电阻器从电路中焊开一端 同时还应切断电源以防操作不慎而烧坏电表 读数要准确 读数时 两眼应位于电表指针的正上方 电阻的具体测量 2020 3 26 18 电容器 是由两个金属极板之间间隔以电介质构成的 电容具有储存电能的作用 实际中多用来完成滤波 隔直 交流耦合 交流旁路及与电感元件组成振荡电路 电容器分类 根据介质不同 纸介电容器 云母电容器 电解电容器等 电解电容器 是有极性的 使用时要阳极接正电压 阴极接负电压 否则会因通过电流过大而被热击穿 电解电容器的失效特征为 击穿短路 漏电增大 容量变小或断路 无极性电容器失效特征为 击穿短路 脱焊 漏电严重或有电阻效应 电容器的基本概念 C 2020 3 26 19 电容器的主要参数 电容的主要参数 标称电容量 标志在电容器上的电容量 是衡量电容器储存电场能力强弱的参数 用C来表示 直标法 F F pF 色标法 同电阻器的标注 额定工作电压 在规定的温度范围内 电容器能够长期可靠工作的最高电压 亦即电容器允许承受的最高电压 漏电电流 漏电流越大 绝缘电阻越小 当漏电流较大时 电容器发热 发热严重时 电容器因过热而损坏 2020 3 26 20 电容器的容抗 容抗 Xc 1 2 fc 是电容阻止电流通过的能力的反映 通过电容的信号频率越低 容抗越大 隔直流 通过电容的信号频率越高 容抗越小 耦合交流 交流旁路 滤波 滤波器 是根据需要滤除一定频率的器件 提纯 低通滤波 衰减高频段 高通滤波 衰减低频段 带通滤波 对某一频段以外频段衰减 2020 3 26 21 高通 低通 低通 高通滤波电路简介 滤波电路简介 带通滤波 需采用选频网络 2020 3 26 22 电感线圈的基本概念 电感线圈 在一定的骨架材料上 由导线绕制而成 电感具有存储磁场能量的作用 实际中多用来与电容组成滤波和谐振电路 选频网络 等 电感线圈的主要参数 电感量 也称自感 表示线圈产生磁场能力的一个物理量 单位 亨 毫亨 微亨等 额定工作电流 电流过大 会使线圈因过热而损坏 电感的失效特征 断线 脱焊 2020 3 26 23 电感的感抗 感抗 XL 2 fL是电感阻止电流通过能力的反映 通过电感的信号频率越低 感抗越小 通直流 通过电感的信号频率越高 感抗越大 隔交流 滤波或与电容器组成谐振电路 谐振电路 选频电路 当外界给予一定能量 在电路参数满足一定关系时 可以在回路中产生振荡 即 对某一频率 能在电路中的电抗元件上产生最大的电压和电流 应用 选择所需要的无线电信号 抑制不需要的无线电信号 2020 3 26 24 谐振电路简介 选频电路 串联谐振 并联谐振 当外加信号的频率与电路本身的谐振频率相等时 发生 并联 谐振 此时 谐振回路等效为一个大电阻 回路两端可以获得很高的电压 常用于组成带通滤波器 电感线圈的损耗电阻 可调电容 2020 3 26 25 常用电子器件简介 半导体 导电能力介于导体与绝缘体之间的物质 如 硅 锗 砷化镓等 半导体的导电特性 热敏性 导电能力随外界温度的变化而明显变化 光敏性 导电能力随外界光照强度的变化而明显变化 掺杂性 纯净半导体中掺入微量有用的杂质 导电能力明显增强 杂质半导体 N型P型晶体二极管 晶体三极管 场效应管 集成电路都是由杂质半导体组成的 2020 3 26 26 PN结 将P型半导体与N型半导体紧密地做在一起时 在其交界面处会出现一个具有特殊物理现象的物理薄层 PN结是组成电子器件的主要结构 PN结具有单向导电性 正向导通 PN结加正向电压 结电阻近似为零 反向截止 PN结加反向电压 结电阻近似为无穷大 PN结的简单介绍 2020 3 26 27 晶体二极管的基本概念 晶体二极管 简称二极管 只有一个PN结的电子器件 具有单向导电性 开关特性 主要用于数字电路非线性 频率变换 主要用于模拟电路 2020 3 26 28 二极管的测量 判断二极管的好坏一个好的二极管应该是具备单向导电性的 利用万用表的电阻档来验证 正向电阻越小越好 一般正向电阻为几百欧姆到几千欧姆 反向电阻越大越好 一般反向电阻为几百千欧 结论 用万用表分别测量二极管的正 反向电阻 两者相差越大越好 如何利用万用表判断二极管的极性 2020 3 26 29 选择合适电阻档 读出测量值 注1 不能用R 1档来测量 会因为流过二极管的电流过大而烧坏二极管 注2 不能用R 10K档来测量 会因为万用表内部电压过高 击穿耐压低的二极管 注3 用不同的电阻档测量时 测得的二极管的电阻值不同 非线性 二极管的失效特征 击穿 开路 正向电阻变大 反向电阻变小 二极管的测量 2020 3 26 30 常用二极管分类 发光二极管 LED 光电二极管 用作光传感器 整流二极管 整流电路 利用单向导电性 稳压二极管 用于稳压电路 反向电压稳定 开关二极管 保护电路 利用单向导电性 常用二极管介绍 开关保护电路 2020 3 26 31 直流稳压电源电路 直流稳压电源电路的功能 电力网供给的电能都是交流电 而几乎所有电子设备都需要直流电源才能正常工作 因此在电子设备中需要将电网交流电源变换成直流电 电路的基本组成 整流 将交流电变换成脉动的直流电压 滤波 将脉动的直流电压变为平直的直流电压 稳压 使输出的直流电压在交流电源或负载变动时 能够保持稳定 此部分在对电压稳定度要求不高的电路中也可省去该电路 2020 3 26 32 电源电路的简单工作流程 2020 3 26 33 uo 控制其两端电压即可控制谐振频率 输入信号 输出信号频率跟随输入信号电压大小而变 检波二极管等 用于检波电路 变容二极管 用于调频 压控 电路 电容值跟随两端反向电压的变化而变化 变容二极管 2020 3 26 34 调制 解调的基本知识 声音信号特点 人耳能听到的声音频率约在20赫 20千赫的范围内 通常把这一频率范围叫做音频 声波在空气中传播速度很慢 约340米 秒 且衰减很快 有线通信 通过话筒将声音信号转换成电信号 通过导线把电信号送到目的地 再通过耳机把音频电信号还原成声音 无线通信 电磁波 任何变化的电场都要在其周围空间产生磁场 任何变化的磁场都要在其周围空间产生电场 这种向空间传播的交变电磁场 就形成了电磁波 2020 3 26 35 电磁波的基本概念 电磁波 在空气中的传播速度 C 3 108米 秒电磁波在一个振荡周期T内传播的距离叫做波长 记做 C T C f频率越高 波长越短 电磁波具有能量 在空气中衰减很慢 为了有效地将电磁波通过天线发射出去 天线的尺寸必须与电磁波的波长可比拟 一般为所发射信号频率波长的1 4 思考 如果把3kHZ的信号直接用天线发射 天线的尺寸大概是多少 2020 3 26 36 调制 解调的概念 把音频信号转化成电磁波直接发射出去的弊端 天线尺寸太大 不现实 低频信号频率太低 波长太大 接收者无法从众多的音频信号中选择所需的某一信号 调制 要想传播声音信号 就必须利用频率更高的电磁波 并设法把音频信号 装载 在这种高频振荡之中 然后由天线发射出去 用将要发送的低频信号去控制高频振荡的某个参数 这个过程就是 调制 调制信号 原始的低频信号 载波 用来载送低频信号的等幅高频振荡 正弦波 已调波 经过调制的高频振荡 2020 3 26 37 调制 解调的方式 根据调制信号直接控制高频振荡的参数的不同 调制方式分为 调幅 用调制信号控制载波的振幅 使载波振幅按调制信号规律变化 调频 用调制信号控制载波的频率 调相 用调制信号控制载波的相位 从高频已调信号中检出低频调制信号的过程 称为解调 检波 从高频调幅波中检出低频信号 鉴频 从高频调频波中检出调制信号 鉴相 从高频调相波中检出调制信号 2020 3 26 38 调制原理 无论是调制还是解调 都是频率变换电路 需要产生新的频率成分 所以电路中必须要有非线性器件 选频网络 2020 3 26 39 数字调制 数字调制 又称为 键控 即把数字信息的脉冲序列看作 电键 对载波的参数进行控制 数字调制的种类 移幅键控 载波幅度随着调制信号而变化 移频键控 载波频率随着调制信号而变化 移相键控 载波相位随着调制信号而变化 GSM中采用的调制方式为GMSK 高斯滤波最小移频键控 2020 3 26 40 数字调制信号的典型波形 2020 3 26 41 调幅电路 调制信号 调幅波 振荡信号 谐振电路 选频网络 2020 3 26 42 检波电路 非线性器件 调幅波 低通滤波器 调制信号 宽频带信号 检波二极管或三极管 2020 3 26 43 调频电路 L C R uo 控制其两端电压即可控制谐振频率 输入信号 输出信号频率跟随输入信号电压大小而变 高频振荡 2020 3 26 44 晶体三极管的基本概念 晶体三极管 简称为晶体管 是具有两个 结的电子器件 放大特性 放大状态 低频 音频 放大 功率放大 振荡电路 混频电路 倍频电路 开关特性 截止 饱和状态 开关电路 晶体管处于不同的工作状态 体现的特性不同 晶体管的失效特征 击穿 开路 严重漏电 参数变劣等 2020 3 26 45 晶体管的结构 类型 三极管的结构 类型 NPN型 PNP型 b c e ib ic ie ib ic ieucb ube uce 2020 3 26 46 偏置电路 偏置电路 直流通路 用来给晶体管的两个PN结加偏压的电路 叫做偏置电路 当电路中的元件参数值选择不同时 晶体管的两个 结加上不同的偏压 晶体管的工作状态不同 静态工作点 IBQ ICQ UCEQ Ec Rb Rc 2020 3 26 47 放大状态 放大电路中的晶体管都是工作在放大状态 发射结加正偏电压 集电结加反偏电压 此时具有电流放大作用 电流控制作用 ic ib ic ie 电流放大系数 所谓的电流放大作用 其实是靠消耗直流电源的直流能量换取的 电流放大作用通过集电极电阻可以转化为电压放大作用 放大电路有三种联结方式 共射 共集 共基 晶体管的放大状态 P区 N区 N区 ib ic ie 2020 3 26 48 共发射极放大电路 共射极放大电路 输入端与输出端的公用电极是发射极 故该联结方式称为共射级放大点路 输入端送入需要放大的交变信号ui 输出端送出放大后的交变信号uo 输入 输出端的电容是通交流 隔直流的作用 该联结电路具有电流和电压放大作用 2020 3 26 49 共集电极 共基极放大电路 共集电极放大电路具有电流放大作用 没有电压放大作用 共基极放大电路具有电压放大作用 没有电流放大作用 2020 3 26 50 放大电路 将微弱电信号放大到负载所需要的数值的电子电路 放大电路特征 具有功率放大作用 要求失真尽量小 放大电路的放大能力通常用电压放大倍数Au来衡量 Au uo ui 放大电路的特点 2020 3 26 51 放大电路的多级联用 一级放大电路往往不能满足要求 放大电路一般都是多级联用 多级放大电路总的放大倍数等于各级放大倍数的乘积 多级放大电路根据电路功能不同分为前置级 末前级和末级 2020 3 26 52 功率放大电路 功率放大电路分类 低频功放 负载是电阻性 譬如音频输出级 高频功放 负载是阻抗性 譬如发射机的输出级 功放电路特点 在功率管安全工作范围内稳定地 低失真地 高效率地提供足够大的信号输出功率 输入信号为大信号 功率管工作时电压 电流动态范围较大 接近极限工作状态 2020 3 26 53 振荡器的基本概念 振荡器 无需外加激励信号而能自动地把直流电源的直流能量转换成一定的交流能量 振荡器分类 根据所产生波形的不同 简谐振荡器 产生单频正弦波 多谐振荡器 产生含有丰富谐波的波形 譬如 三角波 方波 锯齿波等 产生振荡信号的原因 电路中存在正反馈网络 电路中不可避免地存在各种电扰动 电脉冲等 2020 3 26 54 反馈的基础知识 基本放大器A 反馈网络F Xi Xo Xf Xi 进行比较 Xi Xi Xf若Xi Xi 则反馈为正反馈 用于振荡电路形成振荡信号 若Xi Xi 则反馈为负反馈 用于改善放大电路性能 2020 3 26 55 正弦波振荡器的组成 基本放大器 具有正反馈作用的选频网络 正弦波振荡器的组成 2020 3 26 56 正弦波振荡器的分类 根据选频网络组成的不同 LC振荡器 变压器反馈式 电容三端式 电感三端式 石英晶体振荡器 晶振电路 串联型 并联型 RC振荡器 移相式 桥式 主要用于产生低频信号 压控振荡器 VCO 产生频率随控制电压变化的振荡电压 利用变容二极管作为选频网络 对振荡器电路的要求 输出波形频率稳定性要高 2020 3 26 57 变压器反馈LC振荡电路 Ec L1 L2 C LC选频网络 正反馈部分 2020 3 26 58 电容三端式振荡电路 电容三端式选频 2020 3 26 59 电感三端式振荡电路 电感三端式选频 2020 3 26 60 石英晶体振荡电路 该电路因具有更高的频率稳定度而在电子设备中得到了广泛应用 石英晶体 其化学成分是SiO2 沿一定的方位 角度切割成石英晶片 然后加工成石英谐振器 利用其压电效应 组成谐振器 晶振电路的类型 并联型晶振电路 石英晶体相当于一个电感 其电路结构与LC振荡电路相似 串联型晶振电路 石英晶体相当于一个高选择性的短路元件 2020 3 26 61 串联型晶振电路 Ec L C1 C2 JT 2020 3 26 62 并联型晶振电路 2020 3 26 63 混频电路 把已调制的载波变换成某一固定频率 一般称中频 的已调波 在频率变换过程中 调制类型和调制参量都不变 即混频后的信号仍是已调制的载频信号 是一种典型的频率变换电路 故电路中必须有非线性器件 若电路中 本地振荡信号与混频功能由一个非线性器件完成 称为变频电路 当fC fL时 fI fC fL当fC fL时 fI fL fC 非线性电路 选频网络 2020 3 26 64 倍频电路 将输入信号的频率由f倍增到nf n为正整数 频率变换电路 电路中需要有非线性器件 倍频器 f nf 非线性电路 选频网络 2020 3 26 65 射频部分原理方框图 935 960MHZ 1006 1031MHz一本振 65MHZ二本振 1007 1032MHz发射本振 890 915MHz 2020 3 26 66 锁相环路组成 也称自动相位控制电路 基本组成 鉴相器 PD 输出一个与两个相互比较信号的相位差成比例的误差电压 若两个信号频率相同 则相位差恒定 若两个信号频率不同 则相位差不恒定 环路低通滤波器 LPF 滤除鉴相器输出电压中的无用组合频率分量及其它干扰分量 以保证环路所要求的的性能 并提高环路的稳定性 压控振荡器 VCO 产生频率随控制电压变化的振荡电压 2020 3 26 67 锁相环路方框图 当输入信号f1稍有变化时 VCO的频率f2立即发生相应