作為從事硬件設(shè)計(jì)工作的工程師,首先要有過(guò)硬的基本功,要能對(duì)有技術(shù)參數(shù)的電路原理圖進(jìn)行總體了解,能進(jìn)行劃分功能模塊,找出信號(hào)流向,確定元件作用。
電路圖是人們?yōu)榱搜芯亢凸こ痰男枰?,用約定的符號(hào)繪制的一種表示電路結(jié)構(gòu)的圖形。通過(guò)電路圖可以知道實(shí)際電路的情況。這樣我們?cè)诜治鲭娐窌r(shí),就不必把實(shí)物翻來(lái)覆去地琢磨,而只要拿著一張圖紙就可以了。在設(shè)計(jì)電路時(shí),也可以從容地紙上或電腦上進(jìn)行,確認(rèn)完善后再進(jìn)行實(shí)際安裝,通過(guò)調(diào)試、改進(jìn),直至成功。我們更可以應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)進(jìn)行電路的輔助設(shè)計(jì),甚至進(jìn)行虛擬的電路實(shí)驗(yàn),大大提高工作效率。
電路圖分析的方法:需要掌握分析常用電路的幾種方法,熟悉每種方法適合的電路類型和分析步驟。
1.交流等效電路分析法。首先畫出交流等效電路,再分析電路的交流狀態(tài),即:電路有信號(hào)輸入時(shí),電路中各環(huán)節(jié)的電壓和電流是否按輸入信號(hào)的規(guī)律變化、是放大、振蕩,還是限幅削波、整形、鑒相等;
2.直流等效電路分析法。畫出直流等效電路圖,分析電路的直流系統(tǒng)參數(shù),搞清晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)和偏置性質(zhì),級(jí)間耦合方式等。分析有關(guān)元器件在電路中所處狀態(tài)及起的作用。例如:三極管的工作狀態(tài),如飽和、放大、截止區(qū),二極管處于導(dǎo)通或截止等;
3.頻率特性分析法。主要看電路本身所具有的頻率是否與它所處理信號(hào)的頻譜相適應(yīng)。粗略估算一下它的中心頻率,上、下限頻率和頻帶寬度等,例如:各種濾波、陷波、諧振、選頻等電路;
4.時(shí)間常數(shù)分析法。主要分析由R、L、C及二極管組成的電路、性質(zhì)。時(shí)間常數(shù)是反映儲(chǔ)能元件上能量積累和消耗快慢的一個(gè)參數(shù)。
電子電路圖的分類:常遇到的電子電路圖有原理圖、方框圖、裝配圖和印版圖等。
01
原理圖
原理圖就是用來(lái)體現(xiàn)電子電路的工作原理的一種電路圖,又被叫做“電原理圖”。這種圖由于它直接體現(xiàn)了電子電路的結(jié)構(gòu)和工作原理,所以一般用在設(shè)計(jì)、分析電路中。分析電路時(shí),通過(guò)識(shí)別圖紙上所畫的各種電路元件符號(hào)以及它們之間的連接方式,就可以了解電路的實(shí)際工作情況。
方框圖
02
方框圖是一種用方框和連線來(lái)表示電路工作原理和構(gòu)成概況的電路圖。從根本上說(shuō),這也是一種原理圖。不過(guò)在這種圖紙中,除了方框和連線幾乎沒(méi)有別的符號(hào)了。
它和上面的原理圖主要的區(qū)別就在于原理圖上詳細(xì)地繪制了電路的全部的元器件和它們連接方式,而方框圖只是簡(jiǎn)單地將電路安裝功能劃分為幾個(gè)部分,將每一個(gè)部分描繪成一個(gè)方框,在方框中加上簡(jiǎn)單的文字說(shuō)明,在方框間用連線(有時(shí)用帶箭頭的連線)說(shuō)明各個(gè)方框之間的關(guān)系。
所以方框圖只能用來(lái)體現(xiàn)電路的大致工作原理,而原理圖除了詳細(xì)地表明電路的工作原理外,還可以用來(lái)作為采集元件、制作電路的依據(jù)。
03
裝配圖
它是為了進(jìn)行電路裝配而采用的一種圖紙,圖上的符號(hào)往往是電路元件的實(shí)物的外形圖。我們只要照著圖上畫的樣子,依樣畫葫蘆地把一些電路元器件連接起來(lái)就能夠完成電路的裝配。這種電路圖一般是供初學(xué)者使用的。
裝配圖根據(jù)裝配模板的不同而各不一樣,大多數(shù)作為電子產(chǎn)品的場(chǎng)合,用的都是下面要介紹的印刷線路板,所以印板圖是裝配圖的主要形式。
印板圖
04
印板圖的全名是“印刷電路板圖”或“印刷線路板圖”,它和裝配圖其實(shí)屬于同一類的電路圖,都是供裝配實(shí)際電路使用的。
印刷電路板是在一塊絕緣板上先覆上一層金屬箔,再將電路不需要的金屬箔腐蝕掉,剩下的部分金屬箔作為電路元器件之間的連接線,然后將電路中的元器件安裝在這塊絕緣板上,利用板上剩余的金屬箔作為元器件之間導(dǎo)電的連線,完成電路的連接。
由于這種電路板的一面或兩面覆的金屬是銅皮,所以印刷電路板又叫“覆銅板”。印板圖的元件分布往往和原理圖中大不一樣。
這主要是因?yàn)?,在印刷電路板的設(shè)計(jì)中,主要考慮所有元件的分布和連接是否合理,要考慮元件體積、散熱、抗干擾、抗耦合等等諸多因素。綜合這些因素設(shè)計(jì)出來(lái)的印刷電路板,從外觀看很難和原理圖完全一致,而實(shí)際上卻能更好地實(shí)現(xiàn)電路的功能。
隨著科技發(fā)展,現(xiàn)在印刷線路板的制作技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展;除了單面板、雙面板外,還有多面板,已經(jīng)大量運(yùn)用到日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、航天事業(yè)等許多領(lǐng)域。
在上面介紹的四種形式的電路圖中,電原理圖是最常用也是最重要的,能夠看懂原理圖,也就基本掌握了電路的原理,繪制方框圖,設(shè)計(jì)裝配圖、印板圖這都比較容易了。
掌握了原理圖,進(jìn)行電器的維修、設(shè)計(jì),也是十分方便的。因此,關(guān)鍵是掌握原理圖。
電路圖的組成:電路圖主要由元件符號(hào)、連線、結(jié)點(diǎn)、注釋四大部分組成。
1.元件符號(hào):表示實(shí)際電路中的元件,它的形狀與實(shí)際的元件不一定相似,甚至完全不一樣。但是它一般都表示出了元件的特點(diǎn),而且引腳的數(shù)目都和實(shí)際元件保持一致。
2.連線:表示的是實(shí)際電路中的導(dǎo)線,在原理圖中雖然是一根線,但在常用的印刷電路板中往往不是線而是各種形狀的銅箔塊。就像收音機(jī)原理圖中的許多連線在印刷電路板圖中并不一定都是線形的,也可以是一定形狀的銅膜。
3.結(jié)點(diǎn):表示幾個(gè)元件引腳或幾條導(dǎo)線之間相互的連接關(guān)系。所有和結(jié)點(diǎn)相連的元件引腳、導(dǎo)線,不論數(shù)目多少,都是導(dǎo)通的。
4.注釋:在電路圖中是十分重要的,電路圖中所有的文字都可以歸入注釋—類。細(xì)看以上各圖就會(huì)發(fā)現(xiàn),在電路圖的各個(gè)地方都有注釋存在,它們被用來(lái)說(shuō)明元件的型號(hào)、名稱等等。
若不知電路的作用,可先分析電路的輸入和輸出信號(hào)之間的關(guān)系。如信號(hào)變化規(guī)律及它們之間的關(guān)系、相位問(wèn)題是同相位,或反相位。電路和組成形式,是放大電路,振蕩電路,脈沖電路,還是解調(diào)電路。
電器修理、電路設(shè)計(jì)的工作人員都是要通過(guò)分析電路原理圖,了解電器的功能和工作原理,才能得心應(yīng)手開(kāi)展工作的。會(huì)劃分功能塊,能按照不同的功能把整機(jī)電路的元件進(jìn)行分組,讓每個(gè)功能塊形成一個(gè)具體功能的元件組合,如基本放大電路,開(kāi)關(guān)電路,波形變換電路等。