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數(shù)字射頻收發(fā)通信模塊原理與設(shè)計(jì)李世勇第一頁(yè),共一百三十頁(yè)。2教學(xué)目的與任務(wù): 學(xué)生通過(guò)對(duì)本課程學(xué)習(xí)及相應(yīng)電子設(shè)計(jì),初步掌握高頻電子元器件、數(shù)字編解碼、通信系統(tǒng)的基本概念和數(shù)字收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)原理。掌握小型數(shù)字化收發(fā)通信系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)流程,使學(xué)生初步具備參與通信電子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、器件選型的基本知識(shí)和基本技能,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)興趣和科研、動(dòng)手能力。 為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識(shí)、增強(qiáng)適應(yīng)未來(lái)職業(yè)的能力,真正成為在電子與信息技術(shù)領(lǐng)域從事生產(chǎn)、服務(wù)和管理一線(xiàn)工作的高素質(zhì)勞動(dòng)者和高級(jí)專(zhuān)門(mén)技術(shù)人才打下一定的基礎(chǔ)。
第二頁(yè),共一百三十頁(yè)。3第1章電子元器件第2章射頻通信系統(tǒng)第3章數(shù)字信號(hào)處理第4章無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊第5章TR組件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第三頁(yè),共一百三十頁(yè)。4第1章電子元器件1.1無(wú)源電子元器件的名稱(chēng)、分類(lèi)、形狀、用途
1.2集總參數(shù)、分布參數(shù)、復(fù)數(shù)阻抗、阻抗匹配的基本概念
1.3有源電子元器件的名稱(chēng)、分類(lèi)、形狀、用途1.4無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基本組成第四頁(yè),共一百三十頁(yè)。51.1無(wú)源電子元器件的名稱(chēng)、分類(lèi)、形狀、用途一、無(wú)源(passive)電子元器件的定義如果電子元器件工作時(shí),其內(nèi)部沒(méi)有任何形式的電源,則這種器件叫做無(wú)源器件。從電路性質(zhì)上看,無(wú)源器件有兩個(gè)基本特點(diǎn): (1)
自身或消耗電能,或把電能轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌问降钠渌芰俊?(2)
只需輸入信號(hào),不需要外加電源就能正常工作。第五頁(yè),共一百三十頁(yè)。61.1無(wú)源電子元器件的名稱(chēng)、分類(lèi)、形狀、用途一、無(wú)源(passive)電子元器件的定義另一種觀點(diǎn)認(rèn)為:區(qū)分有源器件和無(wú)源器件的關(guān)鍵在于該元件的端口特性是否依賴(lài)于外部驅(qū)動(dòng)或激勵(lì)源,是則為有源器件,非則為無(wú)源器件。 例子: 對(duì)于一個(gè)理想電阻或電阻網(wǎng)絡(luò)而言,其阻抗特性不隨外部驅(qū)動(dòng)的改變而改變,甚至不需要外部策動(dòng)其特性依然成立,故與外部策動(dòng)無(wú)關(guān),所以電阻是無(wú)源器件。第六頁(yè),共一百三十頁(yè)。71.1無(wú)源電子元器件的名稱(chēng)、分類(lèi)、形狀、用途二、無(wú)源電子元器件分類(lèi) 電子系統(tǒng)中的無(wú)源器件可以按照所擔(dān)當(dāng)?shù)碾娐饭δ芊譃椋弘娐奉?lèi)器件、連接類(lèi)器件。電路類(lèi)器件:(1)
電阻器(resistor)(2)
電阻排(resistornetwork)(3)
電容器(capacitor)(4)
電感(inductor)(5)
變壓器(transformer)(6)
繼電器(relay)(7)
按鍵(key)(8)
蜂鳴器、喇叭(speaker)(9)
開(kāi)關(guān)(switch)第七頁(yè),共一百三十頁(yè)。8連接類(lèi)器件(1)
連接器(connector)(2)
插座(socket)(3)
連接電纜(line)(4)
印刷電路板(pcb)第八頁(yè),共一百三十頁(yè)。9碳膜電阻
貼片電容
第九頁(yè),共一百三十頁(yè)。10電感
貼片電感
環(huán)氧電容
碳膜電容
第十頁(yè),共一百三十頁(yè)。11變壓器
繼電器同軸連接器電源連接器第十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。12電阻器課題電阻器教學(xué)目的掌握電阻器的特性及用途了解各種電阻器的差異和不同作用學(xué)會(huì)識(shí)別和檢測(cè)電阻器重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn):電阻器的作用難點(diǎn):各種電阻器的識(shí)別和不同的作用第十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。13電阻器1、定義:導(dǎo)體材料對(duì)電流通過(guò)的阻礙作用稱(chēng)為“電阻”。利用這種阻礙作用做成的元件稱(chēng)為電阻器。2、特性:不同材料的物質(zhì)對(duì)電流的阻力是不同的。R=ρL/Sρ-材料的電阻率。與材料的性質(zhì)有關(guān)。導(dǎo)體的電阻除與長(zhǎng)度、截面積有關(guān)外,還與溫度有關(guān)(電阻率與溫度有關(guān)) 石墨材料:阻值隨溫度的升高而減小金屬材料:阻值隨溫度的升高而增大3、作用:是穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓,在電子產(chǎn)品中使用最多的是電阻的分壓、降壓、分流、限流、濾波(與電容組合)和阻抗匹配。第十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。14電阻器的型號(hào)命名方法第十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。15電阻器的主要參數(shù)及標(biāo)注方法電阻器的主要參數(shù)有標(biāo)稱(chēng)值、允許誤差和額定功率1、電阻器的標(biāo)稱(chēng)值和誤差由于工廠商品化生產(chǎn)的需要,元器件產(chǎn)品的規(guī)格是按特定數(shù)列提供的。考慮到技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的合理性,目前主要采用E系列作為電抗組件規(guī)格。常用的系列有E6,E12,E24,E96系列.(見(jiàn)表)E6-±20%;E12-±10%;E24-±5%;E96-±1%、E192-±
0.5%第十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。16電阻值可為以上阻值的10n倍數(shù),n可為正整數(shù)和負(fù)整數(shù)第十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。17標(biāo)注方法有直標(biāo)法、文字符號(hào)法、色標(biāo)法。(1)直標(biāo)法;直接用阿拉伯?dāng)?shù)字和單位符號(hào)標(biāo)出。一般用于功率較大的電阻器。如:RJ112.7KΩ±5%(2)文字符號(hào)法:將文字、符號(hào)有規(guī)律的組合起來(lái)表示出電阻器的主要參數(shù)。如:歐姆Ω兆歐MΩ吉?dú)WGΩ符號(hào)前為整數(shù),符號(hào)后面數(shù)字第一位小數(shù)和第二位小數(shù)。如:Ω2=0.2Ω,4k7=4.7kΩ,1M0=1.0MΩ(3)色標(biāo)法:用不同顏色的色帶或色點(diǎn)在電阻器表面標(biāo)出標(biāo)稱(chēng)值和允許誤差。一般小功率電阻器使用。小竅門(mén):一般背景顏色區(qū)別電阻器的種類(lèi):淺色(淡綠、淺蘭、淺棕)表示碳膜電阻器,紅色、棕色表示金屬膜電阻器,深綠、灰色表示線(xiàn)繞電阻器。第十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。18普通電阻采用四環(huán)精密電阻采用五環(huán)第十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。192、電阻器的額定功率p當(dāng)電流通過(guò)電阻器時(shí),電阻器會(huì)發(fā)熱,負(fù)荷功率越大,發(fā)熱越厲害。額定功率是指在正常大氣壓和額定溫度下,長(zhǎng)期連續(xù)工作而不改變性能的允許功率。(即不被燒壞的功率)有1/8W1/4W1/2W1W2W3W5W10W20W一般用數(shù)字印在電阻器表面上,也可由電阻器的體積大小判斷。第十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。20碳膜電阻額定功率的估算金屬膜電阻額定功率的估算額定功率長(zhǎng)度(mm)直徑(mm)最高工作電壓額定功率長(zhǎng)度(mm)直徑(mm)最高工作電壓0.125122.51000.1256-82-2.51500.25155.53000.257-8.32.5-2.92000.5255.54000.510.84.22501.0287.25001.0136.63002.0469.57502.018.58.6350第二十頁(yè),共一百三十頁(yè)。213、電阻器的溫度系數(shù)元件的標(biāo)稱(chēng)值會(huì)隨溫度的變化而略有改變,溫度每變化1℃,會(huì)引起元件的標(biāo)稱(chēng)值相對(duì)變大或變小。溫度系數(shù)越大說(shuō)明該元件的穩(wěn)定性越差,反之,溫度系數(shù)越小說(shuō)明該元件的穩(wěn)定性越好。第二十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。22電阻器的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)從結(jié)構(gòu)上可分為: 固定電阻器(R):一經(jīng)制成阻值不再改變。 可變電阻器(RH):在一定范圍可調(diào),使用時(shí)固定在某一值上。 電位器(RP):在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。固定電阻器根據(jù)材料和工藝不同可分為:第二十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。23第二十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。241、碳膜電阻器(RT):是在碳棒上按一定工藝要求涂一層炭質(zhì)電阻膜,通過(guò)厚度控制阻值。然后在兩端裝上蓋帽,焊上引線(xiàn)。并在表面涂保護(hù)漆,最后印上參數(shù)。
特點(diǎn):碳膜電阻器電壓穩(wěn)定性好,阻值范圍大??芍瞥?Ω-10MΩ的阻值,額定功率為1/8-10w。成本低,價(jià)格便宜。缺點(diǎn):分布電容電感較大,誤差較大。
用途;民用中低檔電子產(chǎn)品。如收音機(jī)、電視機(jī)電路。多用色環(huán)標(biāo)出。第二十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。25第二十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。262、金屬膜電阻器(RJ):外形與碳膜電阻器相似,只是在碳棒表面用真空蒸發(fā)或燒滲法制成金屬膜。特點(diǎn):金屬膜電阻體積更小,除具碳膜電阻的特征外,比碳膜電阻精度更高,熱穩(wěn)定性更好,噪音更低,阻值范圍更高(幾Ω-幾百M(fèi)Ω),可用于高頻電路。價(jià)格貴。用途:主要用于精密儀表、通訊設(shè)備和高檔家用電器。外表一般涂紅漆或棕漆。第二十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。27金屬膜電阻器:第二十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。283、線(xiàn)繞電阻器(RX):是用電阻系數(shù)較大的錳銅絲或鎳鉻合金絲繞在陶瓷管上制成的。在外層涂有耐熱的釉絕緣層。
特點(diǎn):精度高,噪音低,功率大,一般可承受1-500W的額定功率,可在150℃高溫下正常工作,但體積大,阻值不高(最高5MΩ
),不適合2MHZ以上的高頻電路,只適合在要求大功率電阻的電路中做分壓電阻或?yàn)V波電阻或高溫工作的場(chǎng)合。
用途:整流電源中的濾波電阻、降壓電阻,儀表中分壓器、分流器。第二十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。29線(xiàn)繞電阻器第二十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。304、可調(diào)電阻器;雖然在一定范圍可調(diào),但在使用時(shí)經(jīng)常固定在某一數(shù)值上。功率較大的則多屬于繞線(xiàn)電阻器;功率較小的多屬于碳膜電阻器。
用途:晶體管電路中偏流電阻,電源濾波電阻。第三十頁(yè),共一百三十頁(yè)。315、敏感電阻器:敏感電阻器屬于傳感器,它在現(xiàn)代信息技術(shù)、生產(chǎn)自動(dòng)化、軍事、交通、環(huán)保、能源、醫(yī)療、家電等領(lǐng)域起著巨大的作用。從各種復(fù)雜工程系統(tǒng)到人們?nèi)粘I畹囊率匙⌒?,都離不開(kāi)各種各樣的敏感電阻器。如果說(shuō)計(jì)算機(jī)相當(dāng)于人的大腦,通信相當(dāng)于人的神經(jīng),那么傳感器就相當(dāng)于人的感官。從狹義上講,傳感器就是將外界信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。舉例來(lái)說(shuō):相當(dāng)于人眼(視覺(jué))的是光敏傳感器。如光敏電阻、光敏晶體管相當(dāng)于人耳(聽(tīng)覺(jué))的是力敏傳感器。如電容式話(huà)筒、力敏電阻器相當(dāng)于人皮膚(觸覺(jué))的是溫敏傳感器。如熱敏電阻器、半導(dǎo)體傳感器相當(dāng)于人鼻子(嗅覺(jué))的是氣敏傳感器。如氣敏電阻器、燃燒式傳感器、酒精傳感器相當(dāng)于人舌頭(味覺(jué))的是味覺(jué)傳感器。如離子傳感器第三十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。32電阻器的選用與代換1、固定電阻器的選用①對(duì)一般電子電路,若沒(méi)有特殊要求,可選用碳膜電阻器,以降低成本。對(duì)于高品質(zhì)的電視機(jī)和收錄機(jī),應(yīng)選擇金屬膜電阻器和線(xiàn)繞電阻器。②高頻電路選用分布電容、電感小的電阻。如金屬膜電阻。高增益小信號(hào)放大電路選低噪聲電阻。如金屬膜、線(xiàn)繞電阻。③繞線(xiàn)電阻功率大,電流噪聲小,耐高溫,可用于低頻電路或電源電路中做限流電阻、分壓電阻、泄放電阻。④功率的選擇:應(yīng)符合電路對(duì)電阻功率容量的要求,一般不隨意加大或減小電阻的功率。由(P=I2R或P=V2/R)計(jì)算第三十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。33電阻器的選用與代換2、電阻器的代換:①普通電阻器損壞后,可用同功率、同阻值的碳膜電阻或金屬膜電阻代換。②碳膜電阻損壞后,可用功率阻值相同的金屬膜電阻代換。反之不行。③若手中沒(méi)有同規(guī)格的電阻代換,可采用電阻串、并聯(lián)方法應(yīng)急。④代換時(shí)功率原則上不少于原電阻額定功率。第三十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。34電位器一、電位器的結(jié)構(gòu)與特性組成:電位器是通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸來(lái)調(diào)節(jié)阻值的可變電阻器,普通電位器由外殼、旋轉(zhuǎn)軸、電阻片和三個(gè)引出端子組成。作用:由于電位器阻值具有可調(diào)性,因此常用做分壓器和變阻器。用途:收音機(jī)音量調(diào)節(jié),電視機(jī)亮度和對(duì)比度調(diào)節(jié)在實(shí)際電路中,電位器的連接有分壓式和變阻式。第三十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。35電位器除了與電阻器一樣有標(biāo)稱(chēng)值(E系列)、額定功率和誤差外,還有阻值的變化規(guī)律。所謂變化規(guī)律是指軸的旋轉(zhuǎn)角度與電阻值變化關(guān)系的規(guī)律。①直線(xiàn)型電位器(x):阻值隨轉(zhuǎn)軸角度均勻變化的。適用于電阻均勻調(diào)節(jié)的電路;如分壓器、偏流調(diào)節(jié)電路,萬(wàn)用表調(diào)零電位器。②指數(shù)型電位器(z):阻值開(kāi)始時(shí)變化小,以后變化逐漸加快,近似指數(shù)規(guī)律。適用于音量控制電路。如收音機(jī)、電視機(jī)音量調(diào)節(jié)③對(duì)數(shù)型電位器(D)阻值變化與轉(zhuǎn)角成對(duì)數(shù)型變化。適用于音調(diào)控制電路。如音調(diào)調(diào)節(jié)電位器和電視機(jī)黑白對(duì)比度調(diào)節(jié)。第三十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。36第三十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。37二、電位器的種類(lèi) 1、合成炭膜電位器:
結(jié)構(gòu):電阻漿料:碳黑+石墨+石英粉+有機(jī)粘合劑 基材:玻璃纖維板、膠紙板。
優(yōu)點(diǎn):阻值范圍寬(幾百-幾兆歐),分辨力高,壽命長(zhǎng),價(jià)廉。
缺點(diǎn):功率較?。ㄐ∮?w),噪聲大,溫度系數(shù)大。
應(yīng)用:中低檔電子產(chǎn)品,如民品、一般電路。 常用WH14,WH23.WH5-1
檢測(cè):檢查開(kāi)關(guān)、固定端頭、活動(dòng)端頭。第三十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。382、線(xiàn)繞電位器結(jié)構(gòu):將電阻絲繞在基體上并彎成圓形,電刷在電阻絲上滑動(dòng)。優(yōu)點(diǎn):功率大(可達(dá)25w),精度高,溫度系數(shù)小,耐高溫,穩(wěn)定性好;缺點(diǎn):分辨力低,耐磨性能差,高頻性能差,價(jià)格較高。用途:高溫大功率電路及精密調(diào)節(jié)電路。常用WXX5,WX8,WXD23.第三十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。39電容器教學(xué)目的1、掌握不同種類(lèi)電容器的特性及應(yīng)用2、了解各種電容器的不同作用3、學(xué)會(huì)識(shí)別、選擇和檢測(cè)電容器重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn):電容器在電路中的作用難點(diǎn):區(qū)別不同電容器的應(yīng)用第三十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。40電容器1、定義:是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構(gòu)成。當(dāng)在兩金屬電極間加上電壓時(shí),電極上就會(huì)儲(chǔ)存電荷,所以電容器是儲(chǔ)能元件(即儲(chǔ)存電荷的容器)。2、特點(diǎn):①它具有充放電特性和阻止直流電流通過(guò),允許交流電流通過(guò)的能力(隔直通交)。②在充電和放電過(guò)程中,兩極板上的電荷有積累過(guò)程,也即電壓有建立過(guò)程,因此電容器上的電壓不能突變。③電容器的容抗與頻率、容量之間成反比。即分析容抗大小時(shí)就得聯(lián)系信號(hào)的頻率高低、容量大小。第四十頁(yè),共一百三十頁(yè)。41電容器3、作用:電容器廣泛應(yīng)用于各種高、低頻電路中和電源電路中,起退耦、耦合、濾波、旁路、諧振、降壓、定時(shí)等作用。名詞解釋?zhuān)?)濾波:指濾除干擾信號(hào)、雜波等2)耦合:指將兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路連接起來(lái)并使之相互影響的方法3)退耦:指消除或減輕兩個(gè)以上電路間在某方面相互影響的方法4)旁路:指與某元件或某電路相并聯(lián),其中某一端接地,將有關(guān)信號(hào)短接到地5)諧振:指與電感并聯(lián)或串聯(lián)后,其自由振蕩頻率與輸入頻率相同時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。第四十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。42典型電容電路耦合電容示意圖:作用解說(shuō)用在耦合電路中的電容器稱(chēng)耦合電容C1是接在VT1和VT2兩極放大器之間的耦合電容阻容耦合放大器和其它電容耦合放大器電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流的作用。VT1C1VT2第四十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。43濾波電容示意圖:作用解說(shuō)用在濾波電路中的電容器稱(chēng)濾波電容C為電源濾波電容電源濾波和各種濾波電路中使用這種電容電路,濾波電容將一定頻段內(nèi)的信號(hào)從總信號(hào)中去除。VD1C第四十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。44諧振電容示意圖:作用解說(shuō)用在LC諧振電路中的電容器稱(chēng)諧振電容LC并聯(lián)和串聯(lián)諧振電路中都需要這種電容電路第四十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。45分頻電容示意圖:SP1SP2C1作用解說(shuō)用在分頻電路中的電容稱(chēng)為分頻電容在揚(yáng)聲器電路中,使用分頻電容電路,以使高頻揚(yáng)聲器工作在高頻段,低頻揚(yáng)聲器工作在低頻段。第四十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。46消火花電容示意圖:S1R1C1作用解說(shuō)用于一些電機(jī)的電源開(kāi)關(guān)電路中,以保護(hù)電機(jī)電源開(kāi)關(guān)。第四十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。47微分電容示意圖:C1R1作用解說(shuō)提取脈沖前沿高通濾波第四十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。48積分電容R1C1作用解說(shuō)延遲、定時(shí)、時(shí)鐘低通濾波第四十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。49旁路電容示意圖:VT1R1C1作用解說(shuō)用于旁路電路C1為VT1發(fā)射極旁路電容電路中如需要從信號(hào)中去掉某一頻段的信號(hào),可以使用旁路電容電路。根據(jù)所去掉信號(hào)頻率不同,有全頻域(所有交流信號(hào))旁路電容電路和高頻旁路電容電路。第四十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。50退耦電容示意圖:CR1V1作用解說(shuō)退耦電容用于消除每級(jí)放大器之間的有害低頻交連第五十頁(yè),共一百三十頁(yè)。51高頻消振電容示意圖:VT1CC1R1作用解說(shuō)C1是音頻放大器中常見(jiàn)的高頻消振電容。消除放大器可能出現(xiàn)的高頻自激。第五十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。52電容器的型號(hào)命名方法電容器的型號(hào)一般由四部分組成:
主稱(chēng)、介質(zhì)材料、分類(lèi)、序號(hào)第五十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。53電容器的主要參數(shù)及標(biāo)志方法電容器的主要參數(shù)有標(biāo)稱(chēng)容量、允許誤差和額定電壓。1、標(biāo)稱(chēng)容量:是標(biāo)志在電容器上的“名義”電容量。其標(biāo)識(shí)方法如下:(1)直標(biāo)法:①直接標(biāo)明容量和單位。如15v220uF470p250v特殊情況
有些電容采用“R”表示小數(shù)點(diǎn)。如R47uF表示0.47uF如果是“零點(diǎn)零幾”常把整數(shù)位的零省去。如:01uF表示0.01uF②只標(biāo)數(shù)字不標(biāo)單位的表示法(體積小的)如普通電容器上標(biāo):“3”表示3PF,對(duì)電解電容“47”表示47uF第五十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。54電容器的主要參數(shù)及標(biāo)志方法(2)字母表示法
國(guó)際電工會(huì)(IEC)推薦的標(biāo)注方法。常用2-4位數(shù)字和一個(gè)字母(表示數(shù)值的量級(jí))來(lái)表示。單位p=10-12Fn=10-9Fu=10-6Fm=10-3F字母表示小數(shù)點(diǎn)的位置如1P5=1.5PFm6=600uFu1=0.1uF10m=10000uF330n=0.33uF1p0=1pFR33=0.33uF(3)數(shù)碼法:通常由3位數(shù)字表示,從左標(biāo)起,第一位、第二位為電容量值的有效數(shù)字,第三位為倍率。數(shù)碼表示的電容量的單位為pF。如103表示10×103=0.01uF229表示22×10-1=2.2pF (注意:第三位9表示10-1
)第五十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。55電容器的主要參數(shù)及標(biāo)志方法(4)色標(biāo)法與電阻器的色標(biāo)法一樣。單位為PF。讀碼方向從頂部向引腳方向讀(注意色環(huán)寬度為其它顏色的兩倍,表示相同顏色的2個(gè)色環(huán))。一般有三條色環(huán)組成,第一、二條表示有效數(shù),第三條表示倍率(零的個(gè)數(shù)),單位pF。第五十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。56電容器的主要參數(shù)及標(biāo)志方法2、誤差是實(shí)際電容量對(duì)于標(biāo)稱(chēng)電容量的最大允許偏差范圍。誤差有3種表示方法①直接標(biāo)出誤差的%數(shù)②將電容器允許誤差分為三級(jí),即Ⅰ級(jí)為±5%;Ⅱ級(jí)為±10%;Ⅲ級(jí)為±20%。③還有字母表示的誤差。如104K表示0.1uF±10%3、額定工作電壓指電容器在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi),長(zhǎng)期可靠地工作所能承受的最高直流電壓,又稱(chēng)耐壓值。其值通常為擊穿電壓的一半。常用電容器的工作電壓系列:6.3v、10v、16v、25v、40v、50v、63v、100v、160v、250v、400v、500v、。。。。。。2500v。第五十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。57電容器的主要參數(shù)及標(biāo)志方法4、漏電流:電容器的介質(zhì)材料不是絕對(duì)絕緣體,它在一定的工作溫度及電壓條件下,也會(huì)有電流流過(guò),此電流即為漏電流。一般電解電容的漏電流較大。5、絕緣電阻:也稱(chēng)漏電阻,是指電容器兩極之間的電阻。與漏電流成反比,一般電容器的絕緣電阻在108-1010Ω之間。第五十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。58電容器的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)一、按結(jié)構(gòu)分類(lèi):1、固定電容器:電容量不變。2、可變電容器:電容量可變,在一定范圍內(nèi)可連續(xù)調(diào)整。可變電容器一般以空氣做介質(zhì),也可以有機(jī)薄膜做介質(zhì)。它們一般由若干形狀相同的金屬片連接成一組“定片”和一組“動(dòng)片”,動(dòng)片可通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),以改變插入定片的面積,從而改變電容量??勺兎秶嚎諝饨橘|(zhì):100PF-1500PF體積較大薄膜介質(zhì):15PF-550PF體積小用途:主要用于電子儀器、廣播電視設(shè)備、通訊設(shè)備和收音機(jī)調(diào)臺(tái)。第五十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。593、半可變電容器:也叫微調(diào)電容器,電容量可在微小的范圍內(nèi)調(diào)整。半可變電容器一般分為薄膜介質(zhì)和陶瓷介質(zhì)兩種。這種電容器以分?jǐn)?shù)形式表示最大、最小容量范圍,一般為幾十PF。如:7/30PF??勺兎秶罕∧そ橘|(zhì):5PF-45PF
陶瓷介質(zhì):0.3PF-22PF用途:薄膜介質(zhì)用于收音機(jī)、收錄機(jī)、電子儀器等振蕩電路作電路補(bǔ)償。陶瓷介質(zhì)用于高頻調(diào)諧的高頻振蕩回路。第五十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。60二、按介質(zhì)材料分類(lèi) 漆膜電容器CQ
有機(jī)介質(zhì)紙介電容器cz-金屬化紙介電容CJ
有機(jī)薄膜介質(zhì)電容器滌綸CL
聚苯乙烯CB
聚丙烯CBB
陶瓷電容器CC
無(wú)機(jī)介質(zhì)電容云母電容器CY
玻璃釉電容器CI
玻璃膜電容器CO
鋁電解電容器CD
電解電容器鉭電解電容器CA
鈮電解電容器CN第六十頁(yè),共一百三十頁(yè)。61典型電容器舉例1、紙介電容器(CZ):電極用鋁箔或錫箔做成,絕緣介質(zhì)采用浸臘的紙相疊后卷成圓柱體,外包防潮物質(zhì)(如金屬殼)。大容量的紙介電容器常在鐵殼里灌滿(mǎn)電容器油以提高耐壓強(qiáng)度,被稱(chēng)為油浸紙介電容器。特點(diǎn):在一定體積內(nèi)可得到較大電容量(可達(dá)100uF),工作電壓范圍寬(可達(dá)6.3KV),價(jià)格低廉。但穩(wěn)定性差,電容量不易控制,體積大,損耗大,精度低。由于電感最大,不適宜在高頻下使用。作用:用于低頻電路的旁路和隔直。(目前使用不多)第六十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。622、有機(jī)薄膜電容器:是用聚苯乙烯、聚丙烯或滌綸等有機(jī)薄膜代替紙介質(zhì)做成的各種電容器。①滌綸電容器(CL):是一種正溫度系數(shù)無(wú)極性電容器。優(yōu)點(diǎn):體積小、容量較大(10PF-4uF)、耐高溫、耐高壓(63v-630v)、耐潮濕、價(jià)格低。近幾年又有0.1-10uF小電容出現(xiàn)體積為原來(lái)的三分之一。缺點(diǎn):溫度系數(shù)較大。用途:一般用于各種電視機(jī)、儀器儀表的中、低頻電路中做旁路、耦合、退耦和隔直流。(是目前主流產(chǎn)品)②聚丙烯電容器(CBB):是一種負(fù)溫度系數(shù)無(wú)極性電容器。第六十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。63優(yōu)點(diǎn):體積小、損耗小、性能穩(wěn)定、絕緣性能好、容量大(可達(dá)幾十uF)、耐高壓(63v-2Kv)。用途:廣泛用于要求較高的中、低頻電子電路或做為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電容器。代替大部分聚苯乙烯、云母電容。(是目前主流產(chǎn)品)第六十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。64③聚苯乙烯電容器(CB):以聚苯乙烯薄膜作介質(zhì)的電容器,是一種負(fù)溫度系數(shù)無(wú)極性電容器。優(yōu)點(diǎn):耐壓高(幾百伏-幾千伏)、高頻損耗小、絕緣電阻高(可達(dá)10000MΩ以上)、容量大(可達(dá)幾十uF),精度可達(dá)千分之五,電容量穩(wěn)定,是目前應(yīng)用廣泛的一種。缺點(diǎn):體積大、溫度系數(shù)較大、耐熱性差(最高75℃),電烙鐵焊接時(shí)間不能太長(zhǎng)。用途:可在中、高頻電路中使用。常用于濾波器及對(duì)容量要求精確的電路中。如電子琴電路常采用。第六十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。65第六十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。663、云母電容器(CY):是以云母片做介質(zhì)的電容器,再壓鑄在膠木殼內(nèi)制成。優(yōu)點(diǎn):高頻性能穩(wěn)定,損耗小,漏電流小,耐壓高,耐高溫,絕緣電阻大,溫度系數(shù)小,分布電感小,電容量精度高。缺點(diǎn):容量小,成本高,體積較大。用途:用于高頻電路中作信號(hào)耦合、旁路和調(diào)諧、脈沖等要求較高的電路。參數(shù):電容量:5-51000PF
工作電壓:50-7kv
精度:±0.01%
早期使用高性能產(chǎn)品第六十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。674、瓷介質(zhì)電容器(CC):以高介電常數(shù)、低損耗的陶瓷材料為介質(zhì)做成。按性能分為高頻瓷介電容(CC)、低頻瓷介電容(CT)。瓷介電容器外涂保護(hù)漆的顏色表示電容器的溫度系數(shù)。藍(lán)色和灰色表示正溫度系數(shù),其它顏色為負(fù)溫度系數(shù)。其中黑色溫度系數(shù)最小,淺綠色溫度系數(shù)最大。高頻瓷介電容:具有溫度補(bǔ)償特性的復(fù)合型陶瓷材料制成。溫度系數(shù)小,穩(wěn)定性高,損耗低,耐壓高。最大容量不超過(guò)1000PF。耐壓160v、250v、500v等幾種。常用有CC1系列園片型。用途:主要用于高頻、特高頻、甚高頻電路中做調(diào)諧或溫度補(bǔ)償。第六十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。68低頻瓷介電容:屬鐵電陶瓷作介質(zhì),介電系數(shù)高,容量大(最高可達(dá)0.1uF),工作電壓有0.5KV、1KV、2KV、5KV幾種,體積小,損耗和絕緣電阻性能較高頻差。用途:廣泛用于中、低頻電路中作隔直、耦合、旁路和濾波。常用有CT1、CT2、CT3系列。獨(dú)石電容器:是用鈦酸鋇為主的陶瓷材料燒結(jié)制成的多層疊片狀超小型電容器(相當(dāng)于幾個(gè)陶瓷電容并聯(lián))。具有性能穩(wěn)定,耐高溫,耐潮濕,容量大(10PF-10uF),漏電流小,可靠性好,成本低。其缺點(diǎn)是工作電壓低(低于100v)。用途:廣泛用于各種電子產(chǎn)品尤其是小型電子產(chǎn)品中做諧振、旁路、耦合、濾波等。常用有CT4低頻,CC4高頻系列。另外液晶手表中采用的是微型獨(dú)石電容。第六十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。69第六十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。705、玻璃釉電容(CI):是以鈉、鈣、硅等按比例混合作介質(zhì)的電容器。特點(diǎn):它具有瓷介電容的優(yōu)點(diǎn),體積比同容量的瓷介電容小,外形與獨(dú)石電容相似,其容量范圍為4.7PF-0.47uF,耐壓主要有63v和100v兩種,損耗低,漏電流小,其介電常數(shù)在很寬頻率范圍不變,耐高溫(溫度可達(dá)200℃)。用途:主要用于高頻旁路或退耦電路中。常用型號(hào)CI2。(不是目前主流產(chǎn)品)第七十頁(yè),共一百三十頁(yè)。717、鋁電解電容(CD)優(yōu)點(diǎn):容量范圍大。缺點(diǎn):體積大、頻率特性差、介質(zhì)損耗大,容量誤差大(最大允許誤差-20%-100%),耐高溫性差,存放時(shí)間長(zhǎng)容易失效。作用與選用:有極性的電解電容在中、低頻電路中作交流旁路、信號(hào)耦合(1-22uF)、退耦(47-220uF)、隔直和電源濾波(100-10000uF)之用。一般不能用于交流電源電路。無(wú)極性的電解電容常用于音箱分頻器電路、電視機(jī)S校正電路和單相電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電路。比無(wú)極性電容絕緣電阻低,漏電流大,頻率特性差,所以限于頻率較低的范圍。第七十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。72參數(shù):容量范圍0.47-10000uF
額定電壓范圍6.3-450V外觀:藍(lán)色、黑色和灰色8、鉭電解電容:優(yōu)點(diǎn):介質(zhì)損耗低,頻率特性好,耐高溫(200℃),漏電流小,體積比鋁電解電容小。缺點(diǎn):成本高,耐壓低(160v以下)。用途:廣泛用于通訊、航天、軍工及家用電器各種中低頻電路和積分、時(shí)間常數(shù)設(shè)置電路中。參數(shù):電容量0.1-1000uF
額定電壓范圍6.3-125v第七十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。73用途電容器種類(lèi)電容器型式容量范圍耐壓高頻旁路高頻陶瓷云母滌綸玻璃釉圓片鈕式疊片矩形8.2-1000p51-4700p100-330010-3300500500400100低頻旁路滌綸紙介低頻陶瓷鋁電解卷繞卷繞片型密封0.01-0.1u0.001-0.5u0.001-0.047u10-1000u400500<50025-450低頻耦合紙介鋁電解低頻陶瓷滌綸密封密封圓片、疊片密封0.001-0.1u1-47u0.001-0.047u0.001-0.1u63016-450<500<400高頻耦合云母高頻陶瓷聚苯乙烯鈕形、塑壓片型、管型無(wú)感熱塑470-6800p10-6800p470-6800p500500400第七十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。74濾波鋁電解紙介鉭電解密封密封密封10-3300u0.01-10u220-3300u25-4501000125調(diào)諧高頻陶瓷云母聚苯乙烯片型、管型鈕形、熱壓塑熱塑1-1000p51-1000p51-1000p500500<1600晶體管電路用小型電容器金屬化紙介高頻陶瓷低頻陶瓷云母小型密封片型片型鍍銀小型0.001-10u1-500u680p-0.047u4.7-10000u<160<16063100第七十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。75電容器的選擇與代換一、選擇方法:1、選擇合適的型號(hào)根據(jù)電路要求,一般用于低頻耦合、旁路、去耦等,電氣性能要求較低時(shí),可采用紙介電容器、電解電容、滌綸電容器等。在中頻電路中,可選用0.01-0.1uF的紙介、金屬化紙介、有機(jī)薄膜、瓷介電容器;高頻高壓電路中應(yīng)選用高頻瓷介或云母電容器;若要求在高溫下工作,應(yīng)選用玻璃釉電容器。在電源濾波和退耦電路中,選用電解電容器。2、合理確定電容器的容量和誤差大多數(shù)情況下,對(duì)電容器容量要求并不嚴(yán)格,與規(guī)定的標(biāo)稱(chēng)值大致相同即可。電容器誤差選擇,在低頻耦合、去耦、電源濾波等電路中,可選用5%、10%、20%、30%。但在振蕩回路、延時(shí)電路、音調(diào)控制電路中,精度要高些,在各種濾波器電路中選擇高精度(誤差小于5%)的電容器。第七十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。763、耐壓值的選擇為保證電容器正常工作,應(yīng)選電容器的耐壓值大于實(shí)際工作電壓,在電路中,有時(shí)會(huì)發(fā)生波動(dòng)使工作電壓升高。因此應(yīng)留有足夠的余量,對(duì)于一般電路應(yīng)使耐壓值高于實(shí)際工作電壓的20%。波動(dòng)大的電路應(yīng)選更大的余量(1.5-2倍)。但不是越大越好,除了經(jīng)濟(jì)(耐壓越高體積越大價(jià)格越高),對(duì)電解電容而言,高耐壓電容用于低壓電路,額定容量會(huì)減小。4、高頻電容不能用低頻電容代替。反之可以。5、電容器應(yīng)具備足夠的絕緣電阻,一般絕緣電阻應(yīng)大于幾百-幾千MΩ,絕緣電阻越小,漏電越嚴(yán)重。6、有些場(chǎng)合還要考慮電容器的工作溫度范圍、溫度系數(shù)等參數(shù)。第七十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。77二、常見(jiàn)故障與代用1、常見(jiàn)故障:電容器的常見(jiàn)故障是擊穿(短路)、斷線(xiàn)(開(kāi)路)、漏電和容量減小四種。2、代用:①保證容量基本相同,除精密電路(如調(diào)諧電路)外,可有20%的變動(dòng)(如旁路、濾波等用途的可用大于原電容值代替)。②保證耐壓相同或高于原電容器電壓。③可用高頻的電容器代替等值、等耐壓的低頻電容器。如云母、有機(jī)薄膜或瓷介電容器可代替紙介電容器。④可用兩只以上相同耐壓的電容器并聯(lián)代替一只電容器(C=C1+C2+C3)??捎脙芍灰陨系碾娙萜鞔?lián)代替一只電容器。如串聯(lián)電容量相等則承受電壓也相等,且各只電容器的耐壓相加應(yīng)等于或大于原電容器的耐壓。串聯(lián)各電容器不相等時(shí),容量大的電容器承受的電壓小,這是因?yàn)榇?lián)時(shí)各電容器的充電電流相等C=Q/U得到。第七十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。78電容器的檢測(cè)
對(duì)電解電容器容量大小,通常選用萬(wàn)用表的R×10、R×100、R×1K擋進(jìn)行測(cè)試判斷。紅、黑表筆分別接電容器的負(fù)、正極(每次測(cè)試前,需將電容器放電),由表針的偏擺來(lái)判斷電容器質(zhì)量。若表針迅速向右擺起,然后慢慢向左退回原位,一般來(lái)說(shuō)電容器是好的。如果表針擺起后不再回轉(zhuǎn),說(shuō)明電容器已經(jīng)擊穿。如果表針擺起后逐漸退回到某一位置停位,則說(shuō)明電容器已經(jīng)漏電。如果表針擺不起來(lái),說(shuō)明電容器電解質(zhì)已經(jīng)干涸推失去容量。
有些漏電的電容器,用上述方法不易準(zhǔn)確判斷出好壞。當(dāng)電容器的耐壓值大于萬(wàn)用表內(nèi)電池電壓值時(shí),根據(jù)電解電容器正向充電時(shí)漏電電流小,反向充電時(shí)漏電電流大的特點(diǎn),可采用R×10K擋,對(duì)電容器進(jìn)行反向充電,觀察表針停留處是否穩(wěn)定(即反向漏電電流是否恒定),由此判斷電容器質(zhì)量,準(zhǔn)確度較高。黑表筆接電容器的負(fù)極,紅表筆接電容器的正極,表針迅速擺起,然后逐漸退至某處停留不動(dòng),則說(shuō)明電容器是好的,凡是表針在某一位置停留不穩(wěn)或停留后又逐漸慢慢向右移動(dòng)的電容器已經(jīng)漏電,不能繼續(xù)使用了。表針一般停留并穩(wěn)定在50-200K刻度范圍內(nèi)。第七十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。79電感器教學(xué)目的1、掌握電感及變壓器的特性及用途2、學(xué)會(huì)識(shí)別和檢測(cè)電感器和變壓器重點(diǎn):電感器和變壓器的應(yīng)用難點(diǎn):參數(shù)的測(cè)量第七十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。80電感器的定義和作用定義:在導(dǎo)線(xiàn)或線(xiàn)圈中流過(guò)電流時(shí),其周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),線(xiàn)圈中電流發(fā)生變化時(shí)線(xiàn)圈周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生變化,變化的磁場(chǎng)可使線(xiàn)圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這就是自感作用,表示自感能力的物理量稱(chēng)電感。凡能產(chǎn)生電感作用的器件稱(chēng)為電感器。如在通以交流電的線(xiàn)圈的交變磁場(chǎng)中,放置另一只線(xiàn)圈,在此線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象稱(chēng)為互感。電感器通常分為兩大類(lèi):一類(lèi)是應(yīng)用自感作用的電感線(xiàn)圈。另一類(lèi)是應(yīng)用互感作用的變壓器。第八十頁(yè),共一百三十頁(yè)。81作用:1、做為濾波線(xiàn)圈阻止交流干擾(隔交通直)。(jwL)2、可起隔離作用。3、與電容組成諧振電路。4、構(gòu)成各種濾波器、選頻電路等,這是電路中應(yīng)用最多的方面。5、利用電磁感應(yīng)特性制成磁性元件。如磁頭和電磁鐵。6、進(jìn)行阻抗匹配。7、制成變壓器傳遞交流信號(hào),并實(shí)現(xiàn)電壓的升、降。在電路中電感器有通直流阻交流、通低頻阻高頻、變壓、傳送信號(hào)等作用,因此在諧振、耦合、濾波、延遲、補(bǔ)償及電子偏轉(zhuǎn)聚焦等電路中應(yīng)用十分普遍。第八十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。82電感器的型號(hào)命名方法第八十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。83變壓器型號(hào)命名例如:DB-50-2表示50VA的電源變壓器第八十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。84第八十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。85電感器的主要參數(shù)及標(biāo)志方法電感線(xiàn)圈的主要技術(shù)參數(shù)有電感量及允許誤差、標(biāo)稱(chēng)電流、品質(zhì)因數(shù)(Q值)、分布電容等。1、電感量:反應(yīng)電感儲(chǔ)存磁場(chǎng)能的本領(lǐng),它的大小與電感線(xiàn)圈的匝數(shù)、幾何尺寸、有無(wú)磁心(鐵心)、磁心的導(dǎo)磁率有關(guān)。在同等條件下,匝數(shù)多電感量大,線(xiàn)圈直徑大電感量大,有磁心比沒(méi)磁心電感量大。用于高頻電路的電感量相對(duì)較小,用于低頻電路的電感量相對(duì)較大。電感量的單位為亨(H)。電感量的標(biāo)注方法:①直標(biāo)法:電感量用數(shù)字和單位直接標(biāo)注在外殼上。單位uH或mH。如220uH±5%②色標(biāo)法:臥式的與電阻色環(huán)法相似。立式的常采用色點(diǎn)法。
單位uH③數(shù)碼法:采用三位數(shù)碼表示,前兩位有效數(shù),第三位零的個(gè)數(shù).第八十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。86注意:小數(shù)點(diǎn)用R表示,最后英文字母表示誤差。如:8R2J表示8.2uH。超小型元件(片狀)不標(biāo)偏差,一般為±5%。允許誤差:對(duì)于振蕩線(xiàn)圈要求較高,誤差為0.2%-0.5%;對(duì)耦合線(xiàn)圈和高頻扼流圈要求較低,允許誤差10%-15%。2、標(biāo)稱(chēng)電流值:電感器長(zhǎng)期工作不損壞所允許通過(guò)的最大電流。它是高頻、低頻扼流線(xiàn)圈和大功率諧振線(xiàn)圈的重要參數(shù)。常以字母A、B、C、D、E來(lái)分別表示標(biāo)稱(chēng)電流值50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。應(yīng)用時(shí)實(shí)際通過(guò)電感器的電流不宜超過(guò)標(biāo)稱(chēng)電流值。第八十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。873、品質(zhì)因數(shù)(Q值):電感線(xiàn)圈中儲(chǔ)存能量與消耗能量的比值稱(chēng)為品質(zhì)因數(shù)。又稱(chēng)Q值?;蚴蔷€(xiàn)圈所呈現(xiàn)的感抗與線(xiàn)圈直流電阻的比值,Q=wL/R。電感器的Q值一般為50-300,Q值與線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)(導(dǎo)線(xiàn)粗細(xì)、多股或單股、繞法、磁心)有關(guān),Q值越高,電路的損耗越小。在調(diào)諧回路中,要求Q較高,以減小與線(xiàn)圈回路的損耗;在濾波回路中,Q值不宜過(guò)高,以免使其與濾波電容構(gòu)成諧振回路,對(duì)電路產(chǎn)生影響,對(duì)于高頻扼流圈和低頻扼流圈不做要求。第八十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。884、分布電容(寄生電容):指線(xiàn)圈匝與匝之間形成的分布電容,它降低了線(xiàn)圈的品質(zhì)因數(shù)Q,也使線(xiàn)圈的工作頻率受到限制。高頻線(xiàn)圈采用減小線(xiàn)圈骨架直徑,采用細(xì)導(dǎo)線(xiàn)繞制、蜂房式或分段式繞法就是為了減少分布電容。分布電容Co如圖第八十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。89電感線(xiàn)圈的種類(lèi)、繞制方法及使用常識(shí)一、電感線(xiàn)圈的種類(lèi):按結(jié)構(gòu)分有固定電感、可調(diào)電感1、固定電感器為了增加電感量和Q值并縮小體積,線(xiàn)圈中常放置軟磁材料制作的磁心或硅鋼片制作的鐵心,故又有空心電感器、磁心電感器和鐵心電感器??招碾姼衅鳎河脤?dǎo)線(xiàn)繞制在紙筒、塑料筒上組成的線(xiàn)圈或脫胎而成的線(xiàn)圈。中間沒(méi)有磁心或鐵心,故電感量很小,通過(guò)增減匝數(shù)或調(diào)節(jié)匝距來(lái)調(diào)節(jié)電感量。一般用在高頻電路中。第八十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。90磁心電感器:用導(dǎo)線(xiàn)在磁心上繞制成線(xiàn)圈或在空心線(xiàn)圈中插入磁心組成的線(xiàn)圈。通過(guò)調(diào)節(jié)磁心在線(xiàn)圈中的位置來(lái)調(diào)節(jié)電感量。鐵心電感器:在空心線(xiàn)圈中插入硅鋼片組成鐵心線(xiàn)圈,電感量大,一般為數(shù)亨,常稱(chēng)為低頻扼流圈。其作用是阻止殘余交流電通過(guò),而讓直流電通過(guò)。常用于音頻或電源濾波電路中,如擴(kuò)音機(jī)電源電路。鐵心電感器常應(yīng)用于工作頻率較低的電路中,磁芯電感器常應(yīng)用于工作頻率較高的電路中。第九十頁(yè),共一百三十頁(yè)。912微調(diào)電感器:在線(xiàn)圈中插入磁心,并通過(guò)調(diào)節(jié)其在線(xiàn)圈中的位置來(lái)改變電感量。如收音機(jī)中磁棒天線(xiàn)就是改變微調(diào)電感器,與可變電容組成諧振電路,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所選電臺(tái)信號(hào)頻率的選擇。
可調(diào)式電感器又分為磁心可調(diào)電感器、銅心可調(diào)電感器、滑動(dòng)接點(diǎn)可調(diào)電感器、串聯(lián)互感可調(diào)電感器和多抽頭可調(diào)電感器。第九十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。92 電感器按用途可分為振蕩電感器、校正電感器、顯像管偏轉(zhuǎn)電感器、阻流電感器、濾波電感器、隔離電感器、補(bǔ)償電感器等。 阻流電感器又分為:
高頻阻流圈:阻止高頻交流電流通過(guò),而讓低頻交流電流通過(guò)。高頻扼流圈在塑料或瓷骨架上繞成蜂房式結(jié)構(gòu),一般電感量較小,在2.5-10mH之間。
低頻阻流圈:阻止低頻交流電流通過(guò)而讓直流電流通過(guò),常與電容組成濾波電路,濾除殘余的交流成分。低頻阻流圈是在繞好的空心線(xiàn)圈中插入鐵心而成的大電感量的電感,電感量達(dá)幾H-幾十H。工作電流60mA-300mA。第九十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。93 按工作頻率分類(lèi)
電感按工作頻率可分為高頻電感器、中頻電感器和低頻電感器。(空心電感器、磁心電感器和銅心電感器一般為中頻或高頻電感器,而鐵心電感器多數(shù)為低頻電感器。)第九十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。94電感線(xiàn)圈的繞制方法和常用磁芯1.線(xiàn)圈基本組成:骨架、繞組、磁芯、屏蔽。2.繞制方法:電感器是用漆包線(xiàn)在絕緣骨架上單層或多層繞制而成的一種能夠存儲(chǔ)磁場(chǎng)能的電子元件。單層繞組:間繞和密繞。用于高頻諧振電路的線(xiàn)圈都采用間繞法,以減小線(xiàn)圈的固有電容;用于中短波的諧振線(xiàn)圈多采用單層密繞法。單層繞電感量較小,約幾u(yù)H-幾十uH,常用在高頻電路中。多層繞組:平繞、亂繞、蜂房式繞等當(dāng)電感量大于300uH時(shí)采用多層繞。平繞層與層之間、匝與匝之間分布電容大,蜂房繞法可減小分布電容。3.常用磁心(如下頁(yè)圖)第九十四頁(yè),共一百三十頁(yè)。95第九十五頁(yè),共一百三十頁(yè)。96電感線(xiàn)圈的使用知識(shí)1、磁場(chǎng)輻射的影響電感線(xiàn)圈在線(xiàn)路板上有立式和臥式兩種安裝方式,使用時(shí)注意其磁場(chǎng)對(duì)鄰近器件工作的影響。臥式電感器引線(xiàn)是從兩端引出,它繞在棒形的磁心上,工作時(shí)磁力線(xiàn)向四周發(fā)散,會(huì)影響鄰近的部件工作,特別在高頻工作時(shí)影響更大。立式電感器無(wú)此缺點(diǎn),其線(xiàn)圈都繞在“工”形或“王”字形磁心上,工作磁力線(xiàn)很少發(fā)散,對(duì)周?chē)考绊懶?,分布電容也小?、工作頻率與磁心材料的關(guān)系帶磁心電感器的工作頻率要受磁心材料最高工作頻率的限制。在音頻段工作的電感線(xiàn)圈,通常采用硅鋼片或坡莫合金為磁心材料;在零點(diǎn)幾-幾MHZ間(如中波廣播)的線(xiàn)圈采用鐵氧體做磁心,也可用空心線(xiàn)圈;頻率高于幾MHZ時(shí)線(xiàn)圈采用高頻鐵氧體做磁心,也可用空心;在100MHz以上,一般不能用鐵氧體磁心,只能用空心線(xiàn)圈,如做微調(diào),可用銅心調(diào)節(jié)。第九十六頁(yè),共一百三十頁(yè)。97變壓器的種類(lèi)、特性及設(shè)計(jì)知識(shí)變壓器也是一種電感器。它是將兩組及以上的線(xiàn)圈繞在同一個(gè)線(xiàn)圈骨架上,或繞在同一鐵心上制成的。是利用兩個(gè)電感線(xiàn)圈的互感應(yīng)現(xiàn)象來(lái)傳遞交流電信號(hào)和電能的。在電路中可以起到電壓變換和阻抗變換的作用,是電子產(chǎn)品中十分常見(jiàn)的無(wú)源器件。變壓器接電源的線(xiàn)圈稱(chēng)初級(jí),其余均為次級(jí)。當(dāng)初級(jí)加上交流電電壓時(shí),在鐵心中產(chǎn)生交變磁場(chǎng),由于鐵心的耦合作用,在次級(jí)中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。第九十七頁(yè),共一百三十頁(yè)。98第九十八頁(yè),共一百三十頁(yè)。99變壓器的分類(lèi)(一)按工作頻率分類(lèi)變壓器按工作頻率可分為低頻變壓器、中頻變壓器和高頻變壓器。1、低頻變壓器可分為音頻變壓器(20HZ-20KHZ)和電源變壓器(50HZ)。低頻變壓器:用來(lái)傳送信號(hào)電壓和信號(hào)功率,還可實(shí)現(xiàn)電路之間的阻抗匹配,對(duì)直流電具有隔離作用。主要有輸入輸出變壓器(使末級(jí)功放的輸出阻抗與揚(yáng)聲器音圈阻抗匹配)。電源變壓器(主要升壓或降壓):有C型、E型和環(huán)形。2、中頻變壓器:屬于可調(diào)磁心變壓器,由屏蔽罩、磁帽、“工”字形磁心、尼龍支架組成。工作于收音機(jī)或電視機(jī)的中頻放大電路中;它不僅具有普通變壓器變換電壓、阻抗的特性,還具有諧振于某一特定頻率(465KHZ)的特性(選頻作用)。調(diào)節(jié)磁心,改變線(xiàn)圈的電感量,即可改變中頻信號(hào)的靈敏度、選擇性及通頻帶。第九十九頁(yè),共一百三十頁(yè)。1003、高頻變壓器一般在收音機(jī)做天線(xiàn)線(xiàn)圈和電視機(jī)中做天線(xiàn)的阻抗變換器。(二)按用途分類(lèi)變壓器按其用途可分為電源變壓器、音頻變壓器、脈沖變壓器、恒壓變壓器、耦合變壓器、自耦變壓器、隔離變壓器等多種。1.電源變壓器-E形家用電器大多采用交流220v供電,而內(nèi)部各電路采用不同電壓的直流供電,這就需要變壓器變換成所需要的各種電壓,次級(jí)根據(jù)用途可以有多個(gè)繞組,以輸出不同的電壓和功率,再整流、濾波,供電路正常工作。第一百頁(yè),共一百三十頁(yè)。101結(jié)構(gòu):簡(jiǎn)單、價(jià)格低、效率低。應(yīng)用:民品、小型儀器設(shè)備。表貼:廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通訊及無(wú)繩電話(huà)中。第一百零一頁(yè),共一百三十頁(yè)。1022自耦變壓器和調(diào)壓變壓器 一般變壓器的特點(diǎn)是初、次級(jí)之間的直流電路是完全分離的,它們之間的能量傳遞是靠磁場(chǎng)耦合。但自耦變壓器和調(diào)壓變壓器是另一種形式的變壓器。它們只有一個(gè)線(xiàn)圈,其輸入端和輸出端是從同一線(xiàn)圈上用抽頭分出來(lái)的。這種變壓器的初、次級(jí)之間有一個(gè)共用端,故它們的直流不再是完全隔離的。 自耦變壓器的抽頭是固定的,即固定從初級(jí)分取一部分電壓輸出; 而調(diào)壓器的抽頭則是通過(guò)碳刷作滑動(dòng)接頭,輸出電壓隨碳刷移動(dòng)而可連續(xù)可調(diào)的輸出。調(diào)壓器的額定功率有500w、1Kw、2Kw等多種。第一百零二頁(yè),共一百三十頁(yè)。1033、音頻輸入、輸出變壓器 音頻變壓器在放大電路中的主要作用是耦合、倒相和阻抗匹配等。 輸入變壓器是接在放大器輸入端的音頻變壓器,它的初級(jí)多接輸入電纜或話(huà)筒,次級(jí)接放大器第一級(jí)。輸入變壓器的鐵心常用高導(dǎo)磁率的鐵氧體或坡莫合金制成。輸入變壓器次級(jí)往往有三個(gè)引出端,以便向晶體管功放推挽輸出級(jí)提供相位相反的對(duì)稱(chēng)推動(dòng)信號(hào)。 輸出變壓器是接在放大器輸出端的變壓器,它的初級(jí)接放大器的輸出端,次級(jí)接負(fù)載(揚(yáng)聲器等)。它的作用是把揚(yáng)聲器較低的阻抗,通過(guò)輸出變壓器變成放大器所需的最佳負(fù)載阻抗,使放大器具有最大的不失真輸出-達(dá)到阻抗匹配的目的。輸出變壓器還具有隔離放大器與負(fù)載的直流電路的功能。第一百零三頁(yè),共一百三十頁(yè)。104(三)按鐵心(或磁心)形狀分類(lèi)變壓器按鐵心(磁心)形狀可分為“E”型變壓器、“C”型變壓器和環(huán)型變壓器。“E”型變壓器優(yōu)點(diǎn)成本低,缺點(diǎn)磁路中氣隙較大,效率較低,工作時(shí)電噪聲較大;“C”型變壓器是由兩塊形狀相同的“C”形鐵心對(duì)插而成,與“E”形相比磁路中氣隙較小,性能有所提高;環(huán)型變壓器磁路中無(wú)氣隙,漏磁較小,工作時(shí)電噪聲較小。第一百零四頁(yè),共一百三十頁(yè)。105二、變壓器的參數(shù)特性
1額定功率:指在規(guī)定頻率和電壓下,變壓器長(zhǎng)期工作而不超過(guò)規(guī)定的溫升的最大輸出功率,單位為VA。一般在數(shù)百伏安以下。
2變壓比n:是指變壓器一、二次繞組電壓比。如果忽略了鐵心、線(xiàn)圈的損耗此值近似等于一、二次繞組的匝數(shù)比,這個(gè)參數(shù)表明了該變壓器是升壓變壓器還是降壓變壓器。
n=U1/U2=N1/N23電流與電壓的關(guān)系:若不考慮變壓器的損耗,則U1.I1=U2.I2或U1/U2=I2/I1第一百零五頁(yè),共一百三十頁(yè)。1064阻抗變換關(guān)系初級(jí)輸入阻抗Z1與次級(jí)負(fù)載阻抗Z2的關(guān)系可由歐姆定律導(dǎo)出。
U1/Z1=I1U2/Z2=I2代入上式得到
Z1/Z2=(U1/U2)2=n2Z1=n2Z2所以變壓器有變換阻抗的作用。5效率η:在額定負(fù)載時(shí),變壓器輸出功率占輸入功率的百分?jǐn)?shù)。η=(Po/Pi)×100%
它與設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、制造工藝及功率有關(guān)。通常20VA以下效率為70%-80%,而100VA以上效率可達(dá)95%以上。一般電源、音頻變壓器考慮效率,中頻、高頻變壓器不考慮效率。第一百零六頁(yè),共一百三十頁(yè)。1076絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度-變壓器安全工作的重要參數(shù)絕緣電阻:變壓器線(xiàn)圈之間、線(xiàn)圈與鐵芯之間以及引線(xiàn)之間的電阻。 耐壓強(qiáng)度:在規(guī)定時(shí)間內(nèi)(如1分鐘)變壓器可承受的電壓。小型電源變壓器絕緣電阻不小于500M,抗電強(qiáng)度大于2000V。
第一百零七頁(yè),共一百三十頁(yè)。108電感器與變壓器的選用、代換
識(shí)讀方法體積較大的電感線(xiàn)圈,其電感量及額定電流均在外殼上標(biāo)出,變壓器的額定功率、變壓比和效率,也都標(biāo)在外殼上。小型高頻電感線(xiàn)圈用色環(huán)表示電感量。
電感線(xiàn)圈的選用按工作頻率的要求選擇某種結(jié)構(gòu)的線(xiàn)圈。用于音頻段的一般要用帶鐵心(硅鋼片或坡莫合金)或低鐵氧體芯的;在幾百千赫-幾兆赫間的線(xiàn)圈最好用鐵氧體芯,并以多股絕緣線(xiàn)繞制;在幾兆赫-幾十兆赫工作的線(xiàn)圈,宜選用單股鍍銀粗銅線(xiàn)繞制,磁心采用高頻鐵氧體,也常采用空心線(xiàn)圈。在100兆赫以上一般不能選用鐵氧體芯,只能用空心線(xiàn)圈。如做微調(diào)可用銅芯。第一百零八頁(yè),共一百三十頁(yè)。109變壓器的選用與代換選用電源變壓器時(shí),要與負(fù)載電路相匹配,電源變壓器應(yīng)留有功率余量(即輸出功率略大于負(fù)載電路的最大功率),一般電源電路采用E型鐵心,高保真音頻功放的電源電路應(yīng)選C型變壓器或環(huán)形變壓器。中頻變壓器有固定的諧振頻率,調(diào)幅收音機(jī)的中頻變壓器不能與調(diào)頻收音機(jī)的中頻變壓器互換,同一收音機(jī)中中頻變壓器順序不能裝錯(cuò),也不能隨意調(diào)換。電視機(jī)中伴音中頻變壓器與圖像中頻變壓器不能互換,選用時(shí)應(yīng)選同型號(hào)、同規(guī)格的中頻變壓器,否則很難正常工作。第一百零九頁(yè),共一百三十頁(yè)。110電感線(xiàn)圈的檢測(cè)電感元件的繞組通斷、絕緣等情況可用萬(wàn)用表的電阻檔進(jìn)行檢測(cè)。1將萬(wàn)用表置于R×1檔或R×10檔,用兩表筆接觸在路線(xiàn)圈的兩端,表針應(yīng)指示導(dǎo)通,否則線(xiàn)圈斷路。焊開(kāi)一腳,如果線(xiàn)圈較細(xì)或匝數(shù)較多,指針應(yīng)有較明顯的擺動(dòng),一般為幾歐姆~十幾歐姆之間,如阻值明顯偏小可判斷線(xiàn)圈匝間短路;不過(guò)有許多線(xiàn)圈線(xiàn)徑較粗,電阻值為幾歐姆,甚至小于1Ω,這時(shí)可改用數(shù)字萬(wàn)用表200檔測(cè)量。2判斷初、次級(jí)線(xiàn)圈引腳電源變壓器的初級(jí)、次級(jí)引腳都是分別從兩側(cè)引出的,一般初級(jí)側(cè)標(biāo)有220v字樣,但有時(shí)標(biāo)記模糊,可根據(jù)初級(jí)繞組線(xiàn)徑細(xì)、匝數(shù)多,次級(jí)線(xiàn)徑粗、匝數(shù)少判斷,同時(shí)初級(jí)直流銅阻>次級(jí)直流銅阻。第一百一十頁(yè),共一百三十頁(yè)。1113檢測(cè)判斷各繞組的同名端在使用變壓器時(shí),有時(shí)為了得到所需電壓,可將兩個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組串聯(lián)起來(lái),參加串聯(lián)的各繞組的同名端必須正確連接不能接錯(cuò),否則變壓器不能正常工作。第一百一十一頁(yè),共一百三十頁(yè)。112方法與技巧:僅以測(cè)試次級(jí)的繞組A為例。假定E正極接變壓器初級(jí)線(xiàn)圈a端,負(fù)極接b端,萬(wàn)用表的紅筆接c端,黑表筆接d端。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通的瞬間,變壓器初級(jí)線(xiàn)圈的電流變化,將引起鐵心的磁通量發(fā)生變化,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,次級(jí)線(xiàn)圈將產(chǎn)生感應(yīng)電壓,此感應(yīng)電壓使接在次級(jí)線(xiàn)圈兩端的萬(wàn)用表的指針迅速擺動(dòng)后又返回零位,因此觀察指針的擺動(dòng)方向就能判斷出變壓器各繞組的同名端,若指針向右擺,說(shuō)明a與c為同名端,b與d同名端,反之向左擺,說(shuō)明a與d是同名端。第一百一十二頁(yè),共一百三十頁(yè)。113總結(jié):無(wú)源電子元件:電阻器、電容器、電感器的名稱(chēng)、分類(lèi)、形狀、用途等第一百一十三頁(yè),共一百三十頁(yè)。1141.2集總參數(shù)、分布參數(shù)、復(fù)數(shù)阻抗、阻抗匹配的基本概念集總參數(shù):當(dāng)實(shí)際電路的尺寸遠(yuǎn)小于電路工作時(shí)電磁波的波長(zhǎng)時(shí),可以把元
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