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随着微电子技术的不断发展，电子设备中越来越多地使用集成电路，集成电路符号也就越来越多地出现在各种电路图中。电路图中一般不画出集成电路的内部电路，使得应用集成电路构成的电路图不像分立元件电路图那样直观易读。因此，看懂含有集成电路的电路图需要掌握一些特殊的看图方法。 1.了解集成电路的基本功能 集成电路往往都是电路图中各单元电路的核心，在单元电路中起着主要的作用。从图面上看，某些单元电路就是由一块或几块集成电路再配以必需的外围元器件构成的。要看懂这样的电路图，关键是了解和掌握处于核心地位的集成电路的基本功能，以此为突破口分析整个电路的工作原理。 集成电路的品种繁多，功能各异，特别是对于缺少资料和经验的无线电和电子爱好者来说，掌握电路图中集成电路的功能并非易事。但是，可以通过了解电路作用、查找资料、分析接口情况等方法，来搞清楚集成电路的基本功能。 (1)根据单元电路作用判断集成电路功能 一般而言，集成电路是单元电路的核心，单元电路的作用主要是依靠该集成电路来实现和完成的。所以，根据单元电路所承担的任务和所起的作用，即可大致判断出在单元电路中起核心作用的集成电路的基本功能。 例如，图5-17所示为扩音机电路方框图，图5-18所示为其中的一个单元电路。该单元电路以集成电路IC1为核心构成。从扩音机电路方框图可知，该单元电路的作用和任务是对音频信号进行功率放大，因此，作为核心器件的集成电路IC1的基本功能是功率放大，IC1应该是一个集成功率放大器。 图5-17 扩音机电路方框图 图5-18 采用集成电路的功率放大单元电路 (2)通过查找资料了解集成电路功能 一般在较完整的电路图中，均会标注有各个集成电路的型号。可以根据电路图提供的型号，通过查阅集成电路手册等技术资料，搞清楚这些集成电路的基本功能以及其他相关数据，这对于看懂集成电路电路图将会有极大的帮助。 图5-18所示功率放大单元电路中，集成电路IC1的型号为LM3886。通过查阅手册可以很清楚地了解到，LM3886是高性能集成功率放大器，频率响应范围5Hz～100kHz，输出功率50W，总谐波失真0.03%，具有过电压、过载、超温保护功能和静噪功能，以LM3886为核心构成的音频功率放大单元电路具有很好的技术性能。 (3)依据前后接口情况分析集成电路功能 一方面新型集成电路层出不穷，另一方面阅图者所能接触到的技术资料有限，使得查找集成电路资料很困难。在无法通过查阅资料了解集成电路的情况下，还可以通过分析集成电路与其前级电路的接口关系，以及与其后续电路的接口关系，来确定该集成电路的基本功能。 仍以图5-18所示功率放大单元电路为例，集成电路IC1的前级电路是音量控制电路，输入电压信号经音量电位器RP1后到达IC1。集成电路IC1的后面连接的是扬声器BL。通过分析可知，音量电位器RP1输出的电压信号不足以推动扬声器BL发声，在它们之间必须有1个功率放大器，所以，处于音量电位器RP1与扬声器BL之间的集成电路IC1的基本功能应该是功率放大。 2.识别集成电路的引脚 集成电路内部通常集成了1个甚至多个单元电路，通过若干引脚与外界电路相连接。在电路图中，集成电路仅以1个矩形或三角形图框表示，往往缺乏内部细节，在这种情况下，看懂电路图的关键是正确识别集成电路的各个引脚。 集成电路引脚的主要作用是建立集成电路内部电路与外围电路的连接点，只有按要求在引脚上连接上外接的元器件或电路，集成电路才能正常工作。 集成电路引脚具有3个方面的作用。一是这些引脚上外接的元器件是集成电路内部电路的有机组成部分，只有在外接元器件的配合下，集成电路才能构成完整的电路。二是通过这些引脚，为集成电路提供工作电源。三是通过这些引脚，为集成电路提供输入信号，并引出集成电路处理后的输出信号。所以，识别和掌握集成电路各引脚的作用和功能，是看懂和分析含有集成电路的电路图的有效方法。 各种集成电路由于功能不同，决定了它们的引脚也不尽相同，但是电源引脚、接地引脚、信号输入和输出引脚则是大多数集成电路所必有的。 (1)电源引脚 电源引脚的作用是为集成电路引入直流工作电源。集成电路有单电源供电和双电源供电两种类型。单电源供电一般是采用单一的正直流电压作为工作电压，集成电路具有1个电源引脚，电路图中往往在电源引脚旁标注有VCC字符，如图5-19(a)所示。 双电源供电一般是采用对称的正、负直流电压作为工作电压，集成电路具有2个电源引脚，电路图中往往分别在正、负电源引脚旁标注有+VCC和-VCC字符，如图5-19(b)所示。 图5-19 集成电路的电源引脚和接地引脚 即使没有标注字符，集成电路的电源引脚也是比较容易识别的。电源引脚的外电路具有以下明显的特征。 ①电源引脚直接与相应的电源电路的输出端相连接。 ②电源引脚与地之间一般都接有大容量的电源滤波电容(图5-19中的C1、C3)，有的电路还在大容量滤波电容旁并接一个小容量的高频滤波电容(图5-19中的C2、C4)。 集成电路也可能具有更多的电源引脚，主要是以下两种情况。 ①有些集成电路内部的前、后级单元电路分别有自己独立的电源引脚，以便分别供电或接入电源退耦电路，如图5-20所示。 图5-20 具有较多电源引脚的集成电路 ②有些集成电路内部包含有电子滤波稳压电路，可以输出稳定的直流电压为其他单元电路供电，因此该集成电路另外具有1个电源输出引脚，如图5-21所示。 图5-21 具有电源输出引脚的集成电路 电源稳压集成电路没有专门的电源引脚。这是因为电源稳压集成电路是串接在电源电路中工作的，直流电压从稳压集成电路的输入端输入，经内部电路稳压后从输出端输出，如图5-22所示。 图5-22 没有专门的电源引脚的稳压集成电路 (2)接地引脚 接地引脚的作用是将集成电路内部的地线与外电路的地线连通。集成电路一般具有1个接地引脚，电路图中往往在接地引脚旁标注有GND字符，如图5-19所示。接地引脚的外电路的明显特征是直接与电路图中的地线相连接，或者直接绘有接地符号。 在电路图中，有些集成电路可能有多个接地引脚，主要有两种情况。 ①有些集成电路内部的前、后级单元电路分别有自己独立的接地引脚，如图5-23所示。 图5-23 具有较多接地引脚的集成电路 ②将集成电路内部闲置不用的单元电路的信号引脚接地，以保证整个集成电路工作的稳定性，如图5-24所示。这样接地的引脚并不是真正的接地引脚，但在分析电路图时可以不作严格区分。 图5-24 集成电路内部不同的单元电路接地 (3)信号输入引脚 信号输入引脚的作用是将输入信号引入集成电路。除了信号源类集成电路外，一般集成电路至少具有1个信号输入引脚，电路图中往往在信号输入引脚旁标注有IN字符，如图5-25(a)所示。有些集成电路同时具有同相输入和反相输入两个信号输入引脚，则在电路图中同相输入引脚旁标注有“+”字符，反相输入引脚旁标注有“-”字符，如图5-25(b)所示。 图5-25 集成电路的信号输入引脚 集成电路信号输入引脚的外电路特征是：通过1个耦合元件与前级电路的输出端相连接。这个耦合元件可以是耦合电容C，或者是耦合电阻R，或者是RC耦合电路，或者是耦合变压器T等，如图5-26所示。 图5-26 信号输入引脚的外电路特征 有些集成电路具有较多的信号输入引脚，可以分为三种情况。 ①集成电路内部的前、后级单元电路分别有自己独立的信号输入引脚，如图5-27(a)所示。 ②集成电路具有混合处理多个输入信号的功能，所以具有多个信号输入引脚，如图5-27(b)所示。 ③集成电路内部包含有两个(或更多)互相独立的单元电路，例如双声道功放集成电路，每一声道都有自己的信号输入引脚，如图5-27(c)所示。 图5-27 具有较多信号输入引脚的集成电路 振荡器、函数发生器等信号源类集成电路一般没有信号输入引脚。 (4)信号输出引脚 信号输出引脚的作用是将集成电路的输出信号引出。集成电路至少具有1个信号输出引脚，电路图中往往在信号输出引脚旁标注有OUT字符，如图5-28所示。 图5-28 集成电路的信号输出引脚 集成电路信号输出引脚的外电路特征是：通过电容、电阻、变压器等耦合元件与后续电路的输入端相连接，如图5-29所示;或者直接驱动扬声器、发光二极管、指示表头等负载，如图5-30所示。 图5-29 信号输出引脚的外电路特征 图5-30 信号输出端直接驱动负载 有些集成电路具有较多的信号输出引脚，包括三种情况。 ①集成电路内部的前、后级单元电路分别有自己独立的信号输出引脚，如图5-31(a)所示。 ②集成电路具有多路输出功能，所以具有多个信号输出引脚，如图5-31(b)所示。 ③集成电路内部包含2个(或更多)互相独立的单元电路，例如双声道功放集成电路，每一声道都有自己的信号输出引脚，如图5-31(c)所示。 图5-31 具有较多信号输出引脚的集成电路 (5)其他引脚 除了上述四种基本引脚之外，有些集成电路还具有一些其他引脚，例如外接电阻、电容、电感、晶体等元器件的引脚，自举、消振、负反馈、退耦等保证工作的引脚，静噪、控制等附加功能引脚等。 例如，图5-18所示功率放大单元电路中，集成电路IC1型号为LM3886，为单列直插式封装，共有11个引脚，其中3个为空脚，2个同为正电源引脚，如图5-32所示。在电路图中，画出了LM3886实际使用的7个引脚：①引脚为正电源引脚，④引脚为负电源引脚，⑦引脚为接地引脚，⑩引脚为同相输入引脚，⑨引脚为反相输入引脚，③引脚为输出引脚，⑧引脚为静噪引脚。 图5-32 LM3886引脚 3.从输入、输出关系上分析 在电路图中，集成电路仅以一矩形或三角形图框表示，一般不画出内部电路，这给分析电路图带来一定难度。在缺乏集成电路内部电路资料的情况下，如何看懂电路图呢?我们可以从集成电路输入信号与输出信号的关系上进行分析，从而看懂整个电路图。 集成电路输出信号与输入信号之间的关系主要有幅度变化关系、频率变化关系、阻抗变化关系、相位变化关系和波形变化关系等。 (1)幅度变化关系 幅度变化关系的特点是：集成电路的输出信号与输入信号相比，其幅度发生了变化而其他参数不变，如图5-33所示。 图5-33 输入、输出信号的幅度变化 如果输出信号的幅度大于输入信号，就可以判定这个集成电路是一个放大电路，例如电压放大器、中频放大器、前置放大器、功率放大器等;如果输出信号的幅度小于输入信号，则该集成电路是一个衰减电路，例如衰减器、分压器等。 (2)频率变化关系 频率变化关系的特点是：集成电路的输出信号与输入信号相比，其频率发生了变化，如图5-34所示。 图5-34 输入、输出信号的频率变化 如果输出信号的频率低于输入信号，则该集成电路是一个变频电路;如果输出信号的频率高于输入信号，则该集成电路是一个倍频电路;如果输出信号的频带是输入信号的一部分，则该集成电路是一个滤波电路。 (3)阻抗变化关系 阻抗变化关系的特点是：集成电路的输出信号与输入信号相比，其阻抗发生了变化，说明该集成电路是一个阻抗变换电路，如图5-35所示。 图5-35 输入、输出信号的阻抗变化 如果输出信号的阻抗低于输入信号，则是电压跟随器、缓冲器等;如果输出信号的阻抗高于输入信号，则是阻抗匹配电路、恒流输出电路等。 (4)相位变化关系 相位变化关系的特点是：集成电路的输出信号与输入信号相比，其相位发生了变化，说明该集成电路是一个移相电路，如图5-36所示。当移相角度为180°时，也称为反相电路。 图5-36 输入、输出信号的相位变化 (5)波形变化关系 波形变化关系的特点是：集成电路的输出信号与输入信号相比，其波形发生了变化，说明该集成电路是一个整形电路，如图5-37所示。 图5-37 输入、输出信号的波形变化 其中，使输出信号幅度受到限制的是限幅电路，使波形边沿变得陡峭的是施密特触发器电路，强调输入信号变化率的是微分电路，强调输入信号随时间积累情况的是积分电路。 以上是集成电路输出信号与输入信号之间的一些基本关系，除此之外，还有诸如调制关系、解调关系、逻辑关系、控制关系等。有些集成电路的输入、输出信号之间可能同时包含数种上述基本关系，甚至具有更复杂的输入、输出关系。因此，熟练掌握这些基本关系，有助于我们融会贯通、举一反三地分析各种集成电路电路图。 4.从集成电路的接口关系上分析 电路图中往往会包含有若干个集成电路，它们之间通过一定的电路组成了一个有机的整体。分析各个集成电路之间以及集成电路与其他分立元件单元电路之间的接口关系，也是看懂集成电路电路图的有效方法。 (1)从集成电路之间的接口关系上分析 在电路图中，已知了一些集成电路的功能与作用，就可以从各集成电路之间的接口关系上，分析出未知集成电路在电路图中的作用。 例如，图5-38所示电路图中，IC1为一未知集成电路，其2个输入端中，IN1与高放集成电路的输出端相接，输入高频信号;IN2与本振集成电路的输出端相接，输入本振信号。IC1的输出端OUT与中放集成电路的中频信号输入端相接。因此，通过分析可以得知，IC1为混频集成电路，电台信号经高放级放大后输入IC1，同时本振级产生的本振信号也输入IC1，由IC1混频后输出中频信号至中放级。 图5-38 混频集成电路与其他电路的接口关系 (2)从集成电路与分立元件单元电路的接口关系上分析 由于分立元件单元电路比较直观、容易看懂，因此，通过对集成电路与分立元件单元电路接口关系的分析，可以帮助我们掌握该集成电路在电路图中的作用。 例如，图5-39所示电路图中，集成电路IC2通过变压器T3与分立元件电路相连接。该分立元件单元电路是一个典型的检波电路，VD2为检波二极管，C11、R10、C12组成π形滤波网络，RP1为音量电位器，T3为中频变压器。IC2的输出信号由T3耦合至检波电路进行检波。因此，IC2是中频放大器集成电路，承担电路中中频放大的任务。 图5-39 中放集成电路与检波电路的接口关系 |
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