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电路识图8-分析电路图的基本方法与步骤

 澄怀阁主 2017-12-03

电子设备品种众多,功能各异,其电路图的繁、简程度也各不相同。简单的电路图只有一个单元电路、几个元器件,复杂的电路图往往包含许多单元电路、成千上万个元器件。

分析电路图,应遵循从整体到局部、从输入到输出、化整为零、聚零为整的思路和方法。用整机原理指导具体电路分析,用具体电路分析诠释整机工作原理。通常可以按照以下步骤进行。

一、搞清楚电路图的整体功能和主要技术指标

一个设备的电路图,是为了完成和实现这个设备的整体功能而设计的,搞清楚电路图的整体功能和主要技术指标,便可以在宏观上对该电路图有一个基本的认识。这是看图识图的第一步。

电路图的整体功能可以从设备名称入手进行分析,如直流稳压电源的功能是将交流220V市电变换为稳定的直流电压输出,如下图所示;

电路识图8-分析电路图的基本方法与步骤

超外差收音机的功能是接收无线电台的广播信号,并将其解调还原为音频信号播放出来,如下图所示,

电路识图8-分析电路图的基本方法与步骤

红外无线耳机的功能是将音响设备的声音信号调制在红外线上发射出去,再由接收机接收解调后还原为声音,通过耳机播放,如下图所示。

电路识图8-分析电路图的基本方法与步骤

下图所示是智能电视场强仪电路图,本节将以此电路图为实例,具体讲述分析电路图的方法与步骤。

电路识图8-分析电路图的基本方法与步骤

智能电视场强仪,顾名思义其功能是测量电视信号的场强,主要技术指标为:

测量范围:测量范围为1~60频道,分L,H,U三个频段,具有频道指示和8个预置调谐功能。

场强量程:场强量程为0~120dB微伏,具有自动换挡衰减器(40dB高频衰减器及20dB中频衰减器)。

自动电平比较:具有自动电平比较功能,电平设定范围0~120dB,并具有音响提示功能。

二、判断出电路图的信号处理流程方向

电路图一般是以所处理的信号的流程为顺序、按照一定的习惯规律绘制的。分析电路图总体上也应该按照信号处理流程进行。因此,分析一个电路图时需要明确该图的信号处理流程方向。

根据电路图的整体功能,找出整个电路图的总输入端和总输出端,即可判断出电路图的信号处理流程方向。例如,在上面的直流稳压电源电路图中,,接入交流220V市电处为总输入端,输出直流稳定电压处为总输出端;超外差收音机电路中,磁性天线为总输入端,扬声器为总输出端;红外无线耳机电路中,接入音频信号处为发射机的输入端,红外发光二级管为发射机的输出端,光电二极管为接收机的输入端,耳机为接收机的输出端。从总输入端到总输出端的走向,即为电路图的信号处理流程方向,通常电路图的画法是将信号处理流程按照从左到右的方向依次排列。

在智能电视场强仪电路图中,由于整机的功能是测量电视信号的场强,因此,电视信号输入端“IN”为电路的总输入端,指示场强大小的电平表PA2为总输出端,电路图的主信号处理流程方向为从左到右,符合习惯画法。

三、以主要元器件为核心将电路图分解为若干个单元

除了一些非常简单的电路外,大多数电路图都是由若干个单元电路组成的。掌握了电路图的整体功能和信号处理流程方向,便对电路有了一个整体的基本了解,但是要深入的具体分析电路的工作原理,还必须将复杂的电路图分解为具有不同功能的单元电路。

一般来讲,晶体管、集成电路等是各单元电路的核心元器件。因此,可以以晶体管或集成电路等主要元器件为标志,按照信号处理流程方向将电路图分解为若干个单元电路,并据此画出电路原理方框图,方框图有助于我们掌握和分析电路图。

对于智能电视场强仪电路图,可以根据集成电路等核心元器件,将整机电路图分解成以下10个单元电路。

1)高频头TDK-T34V等构成的高频放大和变频电路。

2)集成电路IC3等构成的第一中放电路。

3)晶体管VT25等构成的第二中放电路。

4)晶体二极管VD37等构成的检波电路。

5)集成运放IC4-1构成的缓冲电路。

6)晶体管VT26和微安表头PA2等组成的电平指示电路。

7)集成电路IC1,IC2,晶体管VT1~VT24等组成的预选调谐电路。

8)集成运放IC4-2,IC5,IC6等组成的自动衰减器电路。

9)集成运放IC4-3等组成的电平比较电路。

10)集成运放IC4-4等构成的音响提示电路。

其中,单元电路1~6组成主信号通道,7~10为辅助电路。整机方框图如下图所示。

电路识图8-分析电路图的基本方法与步骤

四、分析主通道电路的基本功能及其相互接口关系

对于较简单的电路图,一般只有一个信号通道。对于较复杂的电路图,往往具有几个信号通道,包括一个主通道和若干个辅助通道。整机电路的基本功能是由主通道各单元电路实现的,因此分析电路图时应首先分析主通道各单元电路的功能,以及各单元电路间的接口关系。例如,智能电视场强仪主通道包括高放变频、第一中放、第二中放、检波、缓冲和电平指示6个单元电路,如上图虚线以上部分所示。下面分析主通道各单元电路的功能。

1、高放变频单元电路

高放变频单元电路的功能是接收电视信号并将其转换为中频信号,输入的是高频信号,输出的是中频信号。

2、中放单元电路

两级中放单元电路的功能是对中频信号进行放大。输入、输出都是中频信号。

3、检波和缓冲单元电路

检波和缓冲单元电路的功能是对信号进行峰值检波,输入的是中频信号,输出的是直流信号。

4、电平指示电路

电平指示单元电路的功能是指示场强大小,输入的是直流信号,输出端由电平表做对数指示。

主通道电路工作流程为:电视信号由高频头TDK-T34V接收放大变频后,中频信号由IF端(1脚)输出,经IC3,VT25两级中放后由VD37检波,IC4-1电压跟随器缓冲,驱动表头PA2做场强电平指示。

五、分析辅助电路的功能及其与主电路的相互关系

辅助电路的作用是提高基本电路的性能和增加辅助功能。在弄懂了主通道电路的基本功能和原理后,即可对辅助电路的功能及其与主电路的关系进行分析。

上图中虚线以下部分为智能电视场强仪的辅助电路,包括预选调谐电路、自动衰减器电路、电平比较电路和音响提示电路4个单元电路。

1、预选调谐单元电路

预选调谐单元电路的功能是选择被测信号,可以预先设定,并具有频道指示。该辅助电路提高了仪器操作使用的方便性。

2、自动衰减器单元电路

自动衰减器单元电路的功能是实现测量过程中的自动换挡,以扩展测量范围。该辅助电路提高了仪器的自动化程度。

3、电平比较和音响提示单元电路

电平比较和音响提示单元电路的功能是将被测信号与设定电平进行比较并发出提示音。该辅助电路增加了仪器的附加功能。

六、分析直流供电电路

整机电路的直流工作电源是电池或整流稳压电源,通常将电源安排在电路图的右侧,直流供电电路按照从右到左的方向排列,如下图所示。直流供电电路中的R和C1,C2构成退藕电路,以消除可能经由电源电路形成的有害耦合,这在多级单元电路组成的电路图中很常见。

电路识图8-分析电路图的基本方法与步骤

智能电视场强仪的直流电源包括+12V工作电压和+30V调谐电压,+30V调谐电压经预选器中的调谐电位器(RP1~RP8)送至高频头调谐端Tu(4脚)以调谐频率。+12V工作电压经预选器中的频段选择开关(S1~S8)送至高频头的三个频段控制端BL,BH,BU(6,7,9脚)以选择频段,同时还分别送至各单元电路,作为工作电源。

七、详细分析各单元电路的工作原理

在以上电路图整体分析的基础上,即可对各个单元电路进行详细的分析,弄清楚其工作原理和各元器件的作用,计算或核算技术指标。

下面仍以智能电视场强仪电路图为例对其各单元的工作原理进行介绍。

1、高放变频单元电路

该电路采用电调高频头TDK-T34V作为场强仪的高放和变频部分,对输入的电视射频信号进行放大,并将其变频成中频信号输出。

2、两级中放电路

集成电路uPC1651作为一中放,增益高、工作稳定、电路简单。晶体管VT25等组成二中放,这是一个谐振放大器,中频变压器T1初级与C7构成并联谐振回路,作为VT25的集电极负载,T1初级设有抽头,以提高谐振回路的Q值。

3、检波电路

晶体二极管VD37与C10,R54,C11,R55等组成峰值检波器,使电平指示仅与同步信号峰值相关,排除了电视信号画面亮暗不同带来的测量误差。

4、缓冲电路

集成运放IC4-1构成电压跟随器,介于检波电路与电平指示电路之间,提高了检波电路的负载阻抗,以进一步保证二中放谐振回路的高Q值。

5、电平指示电路

晶体管VT26为对数元件,使表头PA2直接指示出电视场强的对数电平。

6、预选调谐电路

该电路由八进制计数分配电路CD4022(IC2)控制8位预选器(含S1~S8,RP1~RP8),实现对高频头的预选调谐。表头PA1指示出所选频道。发光二级管VD1~VD8指示预选器工作状态。

7、自动换挡衰减器

该电路采用控制高频头和二中放增益的办法实现三个20db衰减器(高频2个,中频1个)。IC4-2,IC5-3,IC5-4组成三个施密特电平比较器,上门限电平60dB,下门限电平40dB,根据IC4-1输出电平的大小自动控制三个衰减器的接入或退出。发光二级管VD38,CD39,VD40分别指示三个衰减器的接入状况。

8、电平比较器

IC4-3构成电平比较器,将测量的场强电平与设定的门限电平进行比较。门限电平可在0-60dB范围内设定(调节RP9)。S1~S12为设定电平增值开关,接通可使设定值分别增加20dB,40dB,60dB。

9、音响提示电路

当所测场强电平达到设定的门限电平时,可控振荡器IC4-4起振,蜂鸣器HA发出音响提示。

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