电子设计第一部分-1.ppt

1、电子设计公选课,2013.3.9,电子设计公选课课程安排,1. 电阻的测量,电阻是所有电子电路中使用最多的元件。它主要是对电流通过起着阻碍作用。利用这种阻碍作用做成的元件称为电阻。 电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可以说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压和限流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。 电阻都具有一定的阻值，用符号R表示，电阻的单位是欧姆，用符号“”表示。它的图形表示如图所示。,第一部分 电子元器件的识别与测量,电阻的用途,限制流过元器件上的电流大小，为晶体管提供偏置电流。 用作分压器。 与电容相连，构成RC电路，控制电容的充、放电时间。

2、 RC,电阻的分类,固定电阻：阻值固定不变。由于制作材料和工艺不同，分为实心电阻器、薄膜电阻器、线绕电阻器、敏感电阻器等。 可调电阻：阻值可变（在一定范围内可以调整） *可调电阻又分为可变电阻和电位器。 常用电阻的电路图形符号：,固定电阻外形图,碳膜电阻,金属膜电阻,敏感电阻,片式电阻,珐琅电阻,水泥电阻,排电阻,线绕电阻,可调电阻外形图,电阻的标称阻值,阻值是电阻的主要参数之一，不同类型的电阻，阻值范围不同，不同精度的电阻其阻值系列亦不同。根据国家标准，常用的标称电阻值系列如表所示。分为E6、E12和E24系列。,色环电阻的读法,电阻的选择及使用中注意事项,规格和型号的选择 作为一般用途的，

3、可选用通用电阻，其价格便宜。作为军用和特殊场合使用时，则应选择专用型电阻，以满足电路所需要的高性能指标和高稳定性。 阻值和精读的选择 电阻值应根据电路实际需要选择系列表中所列的标称值。若需要高精度要求的，则应选择精密电阻。 额定功率的选择 电阻的额定功率，应比理论计算的耗散功率(I2R)大一些，一般情况下，额定功率的选择应为理论计算的耗散功率的1.5至2倍左右。以保证电阻的耐用可靠。如果功率较大，应选择较大功率的电阻。 电阻的品种和误差的选择 选择电阻不要片面追求高精度的产品，应多根据电路指标，满足要求即可，精度越高，价格越昂贵。,电阻的检测,用万用表测量固定电阻 常用的模拟式和数字式万用表均

4、可测量电阻。测量时，首先选择好万用表电阻挡的倍率或量程范围，其次将两个输入端（表笔）短路调零（数字式万用表无需调零），第三，将万用表并接在被测电阻的两端，读出电阻阻值即可。 在用万用表测量电阻时应注意以下几点： 不得将双手和电阻的两个端子及万用表的两个表笔捏在一起。 在路测量电阻时，应将电路电源断开，决不允许带电测量电阻的阻值。 由于用模拟万用表测量电阻时，不同倍率挡的零点不同，因此，每换一挡时，都需对万用表重新进行一次调零，当某一挡调零电位器不能使指针回到0欧姆时，表明万用表内电池电压不足，需要更换电池。,模拟万用表,数字万用表,用万用表测量电位器的方法与测量固定电阻的方法相同。首先测量电位

5、器两固定端之间的总固定电阻值，然后测量滑动端对任意一端之间的电阻值，并不断改变滑动端的位置，观察电阻值的变化情况，直到滑动端调到另一端为止。在缓慢调节滑动端时，应滑动灵活，松紧适度，听不到咝咝的噪声，阻值指示平稳变化，没有跳变现象，否则说明滑动一端存在接触不良等故障。测量电位器时，用模拟式万用表测量较为直观。,用万用表测量电位器,几种非线性电阻的特性,非线性电阻如热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、保险电阻等，由于它们的阻值与工作环境以及外加电压和电流的大小有直接关系，因此，通常采用专用设备测量其特性。 热敏电阻：随温度变化，阻值发生改变。随着温度升高阻值变大的热敏电阻是正温度系数的热敏电阻，随着温

6、度升高阻值变小的热敏电阻是负温度系数的热敏电阻。热敏电阻主要用来测量温度的变化。,光敏电阻：对光线非常敏感，电阻值与光照强度有关，光照越强，阻值越小。无光照时，呈高阻态，阻值达几十千欧姆以上，有光照时，阻值迅速减小，为几百乃至几十欧姆。 光敏电阻主要应用于光控开关计数电路及各种光控自动控制系统中。,压敏电阻：它的阻值与两端施加的电压值大小有关。压敏电阻在正常工作时，呈高阻态，仅有很小的漏电流。当电压增大到一定数值时，便呈低阻态，流过它的电流增加几个数量级，但其两端电压几乎保持不变。当电压恢复正常时，它仍能恢复到原来的工作状态。它广泛应用于家用电器的市电进线端起过压保护作用。如电视机及显示器的电

7、源电路、行输出电路、显象管电路中作过压保护。 用指针完用表的R10K档测量压敏电阻两端间阻值，应为无穷大；若表针有偏转，则漏电流大，质量差。,保险电阻：保险电阻是对电路中的重要元器件进行保护，具有普通电阻的作用。它在额定电流下发出的热量与周围媒质达到热平衡，当过载时（电路中发生短路、过流），电阻温度上升，使电阻层剥落而熔断，起到保护电路中的元器件不受损坏，从而有效地避免故障扩大。,湿敏电阻 具有体积小、灵敏度高、量程宽、温度系数小、耐高温、使用寿命长等特点。主要用于湿度测量和控制。,2.电容的识别与检测,电容就是“存储电荷的容器”，故电 容器具有储存电荷的能力。就像一般容 器可以装水（或漏水)

8、，电容器可以充 电或放电。 电容器是电子设备中大量使用的电 子元件之一，通常简称为电容。广泛应 用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回 路、 能量转换、控制电路等方面。 按照结构分可分为三大类：即固定 电容器、可变电容器和微调电容器。,.固定电容器,铝电解电容器 铝电解电容器是在铝箔（阳极）表面生 成氧化膜后叠上饱和电解液的电容纸（阴极） 经卷绕辊扎而成的，阳极一般为铝、钽、铌、 钛等。铝电解电容器容量可以做得很大。新 出厂的电解电容器长脚为正极，短脚为负极， 且在电容器表面上还印有负极标志。 电解电容器在使用中一旦极性接反，则 通过其内部的电流过大，可导致其因过热而 被击穿，温度升高产生的气体会

9、引起外壳爆 裂。主要应用于电源滤波、低频耦合、去耦 和旁路等电路中。,钽电解电容器也属于电解电容的一种，它用 金属钽（Ta）做正极，用稀硫酸稀释液做负极。 具有体积小、容量大（0.11000F)、性能稳定、 寿命长、绝缘电阻大、温度特性好（50 100 ）等特点，广泛应用于通信、航天和军事 工业、海底电缆和高级电子装置、民用电器等诸 多方面。如计算机、手机等。此外，频率特性 好，对于频率特性不好的电容，当工作频率高 时，其容量就下降。,钽电解电容器,薄膜电容器是近一二十年发展起来的电容器。以金属铂做电极，将 其与聚乙脂、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸脂等塑料薄膜从两端重叠后， 卷绕成圆筒装的电容器，

10、以塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙脂电容器、 聚丙烯电容器、聚苯乙烯电容器、聚碳酸脂电容器。 此外，薄膜电容器还有一种制造法，叫做金属化薄膜，其制法是在 塑料薄膜上真空蒸镀一层很薄的金属作为电极，如此可以减小电容的体 积，MKP电容器和CBB电容器分别是金属化聚乙脂和聚丙烯电容器的代称。 它们都具有良好的性能。适用于电子仪器、普通电源、点火器、节能灯、 充电器、臭氧发生器及通信设备等各种直流脉动电路。主要用于要求较 高的电路中。,薄膜电容器,涤纶电容器是聚脂薄膜电容器的别称。也是一种常用的电容器。 涤纶电容容量范围为40PF4F，额定电压为631000V，其特点是小体积、耐热耐湿，但稳定性差。主

11、要应用于对稳定性和损耗要求不高的低频电路中。,薄膜电容和涤纶电容,聚丙烯电容,涤纶电容,金属化聚酯电容,金属化聚酯薄膜电容,亦称独石电容器。是以陶瓷为介质，涂敷金属薄膜经高温烧结而成。 由于是片状，俗称瓷片电容。广泛用于高频电路。特点是绝缘性能好，稳定性好，容量不随温度而改变，很高的频率特性。容量1PF2.2F，耐压值6KV及以上。,陶瓷电容器,在玻璃或云母板上喷涂银层做电极板，电极板与云母一 层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。 用于要求电容量较小、品质系数高以及对温度、频率和稳定 性好的电路中。其中玻璃电容电容量范围100.1F，额定 电压范围63400V；它稳定性较好，损

12、耗小，耐高温 （200），应用于脉冲、耦合、旁路等电路中。 云母电容具有很高的绝缘电阻、低功耗系数、低电感和 优良的稳定特性，电容量范围为10p 0.1F，额定电压为 100V 7kV。主要特点是高稳定性，高可靠性，温度系数 小，特别适合于高频电路，因此主要应用于高频振荡和脉冲 等要求较高的电路。,玻璃和云母电容器,玻璃电容和云母电容,玻璃电容,云母电容,它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转 动可以连续改变。通常有“单联”和“双联”之分，把两组可变 电容装在一起同轴转动，叫做双联。用在半导体收音机中， 做调谐。,.可调电容,半可变电容也叫做微调电容。以空气、云母或陶瓷为介 质，由两

13、片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。调 节的时候改变两片之间的距离或者面积，容量即发生改变， 其可变容量为10PF1100PF。电容量可在某一小范围内调 整，并可在调整后固定于某个电容值。,.半可变电容器,.电容器的主要性能指标,标称容量 额定电压 它是指在下限温度和额定温度之间的任意温度下，可连续 施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或 脉冲电压的峰值。不同电容有着不同的耐压值，对于所有的 电容器，在使用中，施加在电容器两端的直流电压与交流峰 值电压之和不得超过直流电压的额定值。常用固定式电容的 直流工作电压系列为6.3V、10V、16V、25V、35V、40V、63V、

14、 100V、160V、250V和400V。,绝缘电阻 由于温升引起电子活动增加。温度升高，将使绝缘电阻 降低。因此，电容器的绝缘电阻是一个不稳定的电气参数， 它会随着温度、湿度、时间的变化而变化。对于理想的电容 器，在其加上直流电压时，电容器应没有电流流过，而实际 上存在着微小的漏电流。直流电压除以漏电流的值，即为电 容器的绝缘电阻。绝缘电阻越大越好，一般绝缘电阻应在 500M以上。,电容器的温度特性 通常是以20基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。 实际电容器的电容量是随着温度变化而变化的。当温度升高时，有的电容量会变大，称为正温度系数的电容器；反之，称为负温度系数电热器。温度系

15、数定义为当温度变化1时电容量的变化比率。单位为PPM/ 。例如，CBB22的温度系数约为 300PPM/，表示每升高 1 /时，电容量减小万分之三，即 0.03%。若温度上升40，则0.03401.2，也就是说该电容器容量就要下降1.2。通常电容器上所标注的温度是指它的耐温值。即电容所能承受的最高温度。通常电容器耐温值为85 105 。,电容器的频率特性 电容器在交流电路（特别是高频电路）中工作时，其电容量将随频率而变化。,.电容器的读法,只标数值不标单位的数值表示法 用这种表示法的容量单位有PF 和F两种。通常，普 通电容器，省略不标出的单位是PF，对于电解电容器， 省略不标出的单位则是F。

16、例如，普通电容器上标有 “3”字，表示3PF，“4700”表示4700PF。 数码表示法：101，102，103 色环表示法 ：,例如：104 10104=105PF =0.1F,.电容器的选择和使用注意事项,根据电路的要求合理选择型号。一般用于低频、旁路场合的电容器，应采用纸介电容器；在高频电路和高压电路中，应选择瓷介电容器或云母电容器；在电源滤波或退耦电路中，应选择电解电容器。 合理确定电容器的精度。在大多数情况下，对电容器的容量精度要求并不严格。但在振荡回路、定时电路以及在音频控制电路中，电容器的容量应与理论计算值尽量一致。在一些滤波网络中，电容器的容量精度则要求非常严格。 正确选择电容

17、器的耐压。一般电容器的工作电压应低于额定电压的1020。,在交流电路中，不应选用有极性的电解电容器。 电容器在使用前，应测量其绝缘电阻。 绝缘电阻大于10M方可使用。电解电容器由于漏电阻 较大，使用时不应低于200K。在使用可调电容器前，应一 边旋转动片，一边用万用表的电阻档测定动片间是否有短路 现象。对于有极性的电解电容器，在电路中应注意其极性不 得接反。,.固定无极性电容的检测,检测10pF以下和10pF0.01F的小电容,10pF以下的固定电容器容量太小，用指针万用表进行测量时，只能定性地检查其是否有漏电、内部短路或击穿现象。测量时，选择R10K档，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值

18、应为无穷大、若测出阻值（指针向右摆动）或阻值为0，则说明电容漏电损坏或内部击穿。 10pF以下的固定电容器可采用数字万用表的电容档测量其容量，只需将电容的两引脚插入数字表的Cx内，将数字表置于相应的档位即可。,检测1F以上的电容器,采用万用表R10K档，可直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估算出电容器的容量。 测试时，先用两表笔任意触碰电容的两引脚，然后调换表笔再触碰一次，如果指针向右摆动一下后，随即向左迅速返回至无穷大，说明该电容是好的。电容的容量越大，指针的摆动幅度也越大。如果上述操作万用表的指针始终不向右摆动，则说明该电容的容量低于0.01F

19、或者已经没有容量。如果测量中指针向右摆动后不能再向左回到无穷大位置，说明电容漏电严重或已击穿短路。 用数字万用表的电容档也可测量0.01F以上电容的容量。,采用数字万用表的电容档测量电解电容的容量，只需将电容的两脚插入数字万用表的Cx插座内，将数字万用表置于相应的档位即可。由于数字万用表电容测量档量程有限，通常最大只能测量20F，因此，数字万用表只能对部分电解电容进行测量。,采用指针万用表的电容档测量电解电容方法如下：,电解电容的容量较大，测量时应针对不同容量选择合适的量程。根据经验，在一般情况下，147F的电容可用R1K档测量，大于47F的电容可用R100档测量。,档位的选择,.电解电容的检测,测量漏电阻,将万用表红表笔接电解电容的负极，黑表笔接正极，在接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大幅度（对于同一档位，容量越大摆幅越大），接着