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1、校园电 子阅峨翔国二纷巨刃易翻维矛鲜滩双门讲擎 第二讲电压放大电路的设计与制作今四川工程职业技术学院谭孝辉向守兵在上一期我们了解了电子技术一些入门基础知识后,从这一期开始,我们将开始自己动手制作扩音机各部分单元电路,首先我们来制作前置电压放大电路。我们要制作的电路如图所示,但不要针在刚接上表笔的瞬间偏转一个较大的角度,然后逐渐向阻值。的方向偏转,且最后回到阻值。的位置,说明该电容能进行正常充电,但这种测试方法仅限于电容容量较大的情况容量大于。,容量过小时指针不会偏转。急于安装,在安装和调试电路之前,需要掌握一些关于电子元器件识别和检测的方法和安装焊接工艺。一电子元器件的识别与检测电阻器电阻器
2、的主要参数有标称阻值、误差等级和额定功率,也就是说我们在选择和使用电阻时主要考虑其主要参数是否能满足电路的要求。电阻的标称阻值和误差等级以直接标注或色环标注的方式进行,但应用的最多的还是色环标注,下面我们来介绍色环标注法。首先我们来看在色环标注法中,各种颜色的含义见表。表前面两道色环表示一个两位有效数字,第三位表示倍率为该色环代表的数字。五色环电阻的误差等级一般为士用棕色表示,四色环电阻的误差等级一般为士用金色表示,而且误差环距离其它色环稍远。在使用电阻时,其额定功率也是应该考虑的一个主要参数,一般使用的电阻额定功率为四分之一瓦 此时在电路中不需要标注其功率要求如果有具体要求时,必须在电路中予
3、 以标注。电容器电容分为有极性电容和无极性电容,在使用时不能混淆。在选择使用电容时,电容的标称容量和额定工作电压耐压值是主要技术指标。如果在电路中没有标注电容的耐压值,则可以选择没有耐压值标注的电容。电容容量的国际单位是法拉,常用的容量单位有微法、纳法和皮法,它们之间的换算关系为纳。电容容量在标注时,可以带上代表单位的符号。、,但有时也不标注单位。如果没有标注单位符号,表示容量的数字小于时,其容量单位是“如表示其容量为,表示容量的数字大于等于时,其容量单位为如表示其容量为,如果是形如这样的数字三位整数,且个位数非零则表示其容量为。例如,一只电阻标注的色环分别是“红紫黑棕棕”,表示其标称阻值为,
4、误差等级为士。如果电阻只有四道色环,则用电容在使用前,一般不需要测试其容量,但可以用指针式万用表测试其充电特性。方法是用万用表挡进行测试,观察万用表指针偏转过程,如果指二极管二极管的正负极可以根据其外壳上的标记来进行判别,一般在其负端有表示电流流向的标记如色环、色点等。用指针式万用表进行测试判别也很简单,如果正反向测试两次结果是一次阻值较小,一次较大,说明该二极管户结单向导电,且测试出阻值较小的那次,黑表笔所连接的是二极管的正极因为指针式万用表挡内部电池的正极连接在黑表笔端。三极管三极管分为和尸户两种类型其尸结可以等效为两个反向连接的户闪结。我们可以利用其户闪结的单向导电性和三极管的电流放大特
5、性来判别三极管的引脚和好坏。其测试过程分为三步见图峨翔侄居加国愉曰卜一校园电 子第一步是找出三极管的基极。其方法是测试三极管任意两只引脚的正反向阻值,其中有两只引脚 且只有两只电极,而红表笔连接的是发射极。如果是尸型三极管则要交换红黑表笔的连接因为对于尸 闪型三极管要使其却凝固。拭一广拭二广“一一认飞一又必衬一 引脚间正反 向阻值都是。,此时剩下的那只引脚就是基极匕。然后判别三极管是型还是型,方法是如果用万用表的黑表笔接触基极,红表笔分别接触集 电极和 发射极,测导通,所加电压极性和尸型三极管相反。在三极管测试过程中,如果按照正确的测试方法不能判别其极型户或或引脚,则可 以判断此三极管损坏。电
6、压放大电路原理图和户日图如图和图所示,元器件在安装前都必须根据印制电路板上焊盘之间的距离以及设计者要求元器件离开电路板的高度等尺寸,做成需要的形状,目的是使它能迅速而准确地插入孔内,基本要求如下元器件引脚开始弯曲处,离元一一一一试出的阻值较小,交换红黑表笔测试出的阻值为二,则说明此三极管是型 反之,则为户型三极管。最后判断三极管的集电极和发射极,如果我们通过第二步测试判断出三极管是户型三极管,此时假定一个引脚为集电极除去基极,并将万用表的黑表笔接在此假定的集电极上,而将红表笔接在另一只假定的发射极上,观察万用表的指针不会偏转,然后用手指去短接假定的集电极和基极相当于在集电极和基极之间连接阻值约
7、 为电阻,此时万用表指针偏转一定的角度 然后重新假定集电极和发射极,再次测试,并比较两次在短接基极和集电极时指针偏转角度大的那次,假定正确,对于型三极管来说黑表笔连接的是集焊接技术手工锡焊是 电子产品装配的传统焊接方法,虽然批量电子产品生产已经较少采用手工焊接,但在电子产品的维修、调试和小批量生产中手工焊接技术就相当重要了。焊接质量的好坏也直接影响到产品的性能和质量。目前,手工焊接普遍使用带有松香助焊剂的焊锡丝进行焊接。手工焊接一般分为三步,首先将烙铁头的刃面靠在被焊接元器件的引脚和焊盘上对引脚和焊盘同时充分加热,但时间不能过长 然后将焊锡丝送到电烙铁头上,使其熔化,熔化的焊锡会在松香的浸润作
8、用下一在焊盘和引脚间形成焊点 最后在焊点形成后先后将焊锡丝和烙铁头撤离,待焊点自然冷器件端面的最小距离应不小于。弯曲半径不应小于引线直径的两倍。校园电 子叫阵泪目自饭刃禹翻怕热元器件要求引线增长,成形时应绕环。元器件称值应处在便于查看的位置。成形后不允许许有机械损伤。常见元器件引出脚成形的几种形式如图所示,大批量生产时元器件的结称为集电结。三极管的种类很多,根据材料可分为锗三极管和硅三极管根据结类型分为和型三极管 根据频率可分为高频管和低频管 根据功率可分为大功率、中功率和小功率管。见图三极管的基本功能是电流放大作 出圣 己材尽锁例俞田日一 仁均集成电路月军丫二李口所示。三极管是分立 元件放大
9、电路的核心元件,三极管在放大电路中有三种接法,又称为三种组态,图是三极管在放大电路中的三种接法示意图。所谓共射接法是指 由三极管组成的两输入输出端口电路中,发射极是输入输出端口的公共极共集接法是指集电极是输入输出端口的公共极 共基接法是指基极是输入输出端口的公共极。在由电阻、电容、三极管组成的实际电路中共射、共集、共基是对交流信号而言的,因此要把实际电路中的电容和直流电源视为短路,找出输入输出端口的公共极。在我们即将安装的电路 中,三极管构成的放大电路是共集接法的放大电路而、组成的放大 电路管极三口州浏丫一,一八曰八“一而乃一门曰八一。目导衬门衬成形可由专用的自动成形机进行,对于小批量生产或试
10、制阶段,可以边安装边手工整理,如集成电路引脚之间的距离可利用平整桌面或抽屉边缘进行手工调整,如 图所示。一一一 一一一。集电结。发射结, ,竺吧,竺,竺,竺,巴,竺兮,巴更,竺, , ,了。集电结发身寸 结州型三极管结构示意图型 三极管结构示意图表伍调窄间距用,要使三极管具有放大作用,必须满足两个条件一是发射结正向偏置 硅三极管发射结正向偏置电压二二。一,锗三极管发射结正向偏置电压之一二是其工工作状态态截止状态态放大状态态饱和状态态条条件件发射结反偏偏集电结反偏偏发射结正偏偏集集电结反偏偏发射结正偏偏集电结正偏偏偏参参数关系系二日日尹日日澎医”二“一庄“”应应用用开关电路路放大电路路开关电路路
11、调宽间距集电结应处于反向偏置状态。在三极管处于放大状态三个电极电流有如 下 关州只八一衬 丁。下 丫不 上土工“生二工“巨坦二时系,三极管半导体三极管是一种具有电流放大作用的半导体器件,它是由两个结组成的三层半导体器件。三层半导体可以排列成两种不同的组合,分别称为发射区、基区和集电区,从各区引出的电极分别称 为发射极、集电极和基极匕,发射区与基区之间的结称为发射结,基区和集电区之间的日。比。大得多,。,其值近似为常数,称为三极管 电流放大系数。三极管工作时可分 为三种工作状态是指三极管工作在截止区、放大区和饱和区三个区域的状态分别称为截止状态、放大状态和饱和状态。三个工作状态的特点及参数之间的
12、关系如表是共射接法的放大电路。由于共集接法的放大电路的输入 电阻大、输出电阻小,因此能有效地接收信号源的输入信号,又有利于把输出信号传送给负载而共集接法的放大 电路的电压放大倍数小于而近似等于,输入、输出信号相位一致,因此共集接法的放大电路又称为电压跟随器或称射极跟随器,一般应用于多级放大电路的输入级。共射三翔侄居对国愉曰卜校园电 子放大电路具有很大的放大倍数,一般用作多级电压放大电路的中间级或后级,以使放大电路具有足够的电压增益电压放大倍数。电压跟随器们如图所示的电压跟随器,三极管是电路的核心元件。的型号是,通 过查 阅 手 册知号源的工作。在分析电路的动态时,由于流过三极管基极的电流和发射
13、极电流不是同一 电流【二【旧,所以不能简单按照分压分流关系计算有关参数。动态计算日印揣乙 畏飞柴特氏一,拭刀兀二以旧曰, ,。, 望望丛四丘二里竺鉴型、山里二 二 曰丝刀通过理论计算得出,电压跟随器具有电压放大倍数小于而约等于,输入电阻大,输出电阻小的特通过计算可以看 出,。只与 电源电压和基极分压电阻有关的大小只与固定电压和发射极所连接的反馈电阻有关,而与三极管的电流放大系数值无关,因此在更换三极管时不会改变原先已调好的静态工作点。动态分析分压式共射极放大 电路的动态参数可由下面的公式计算二。二日 越九逻汀。旧”日印二之厅旧二 一表户户咖咖叫叫、田冲刃刃哪哪以类型型点。共射极放大电路由、组成
14、放大电路都的主要参数如表所示。我们在分析三极管放大电路时,可以将直流电源和交流信号的作用单独分析,分别叫做放大电路的静态分析和动态分析。静态工作点的计算在实际应用电路中 往往静态工作点是可以调节的,这是为了满足三极管参数的离散性而设计的,通过其静态工作点的调节,以使放大电路获得最佳的工作性能 最大不失真状态。我们在进行 电 路 分 析时,为,假设接入电路的阻值为假设,由于实际流入三极管基极的电流很小,忽略该电流对基极电位的影响,由此可以计算出三极管静态计算的【又以二印的一一“印二刁。”刁二”动态分析电路中电容寸隔直通交,实现了信号的祸合而使直流电源不影响信属于共射极放大电路,下面主要讨论三极管
15、组成的放大电路,见 图。而组成的放大电路与组成的放大电路原理基本相同,所不同的是和两级放大 电路之间采用直接祸合方式,所以的静态工作点受到的静态工作点 的控制的发射极电压即的基极电压。静态分析将电路中电容视为开路,即可得到放大电路的直流通路。电路中采用分压二二通过计算可以看出,共射极放大电路的电压放大倍数较大一,式中的负号表示输出信号相位和输入信号相反但输入电阻较共集电路小,而输出电阻较共集电路大。负反馈为了改善放大器的性能,放大电路中通过一个网络将输出信号电压或电流的一部分或全部反方向送回到放大器的输入回路,并与输入信号合成,构成反馈。电路中、和等元件组成的支路即构成了电压串联交流负反馈。匀
16、绷七牡 谬日。”睿。一,自卜四月一一于式偏置设置其基极静态工作点,并且在 发 射 极 由,和串联构成 电流串联负反馈,能够稳定其静态工作点。与共集电路类似,设户接入电路的阻值为,我们可以计算出放大电路的静态工作点。二。“可 百葱瑞 箭刃丽纂日以之一,土幻代一八匕一、旦旦协校园电 子叫幽咬皿与硬日喻扣为了分析的方便,我们可以把该电路的反馈过程用图表示。由于反馈取自于输出电压,并与之成正比,所以该反馈类型从取样方式来说属于电压反馈。从反馈信号和输入信号的连接方式来分析,该电路属于串联反馈,另外,反馈信号的加入,会使放大器实际输入的信号净输入信号 减小,而且反馈电路由于电容的串入,只会在交流信号 时起到反馈作用。因此,这种反馈的全称为“电压串联交流负反馈” 。电路引入电压串联负反馈,能够改善放大器的性能,关于这一点,我们将在后面的调试中予以讨论。、缺口处于断开状态,其它缺口闭合,输入日的正弦信号,用示波器测试输出波形。如果输出波形如图,说明放大器产生了截止失真,静态工作点设置得过低,可以通过顺时针调节、改变、的静态工作点
