我自己的原文哦~?? ? ?https://blog.51cto.com/whaosoft/11888986

一、電流檢測電路

電流檢測的應用

????電路檢測電路常用于：高壓短路保護、電機控制、DC/DC換流器、系統功耗管理、二次電池的電流管理、蓄電池管理等電流檢測等場景。電路專輯

????對于大部分應用，都是通過感測電阻兩端的壓降測量電流。

????一般使用電流通過時的壓降為數十mV～數百mV的電阻值，電流檢測用低電阻器使用數Ω以下的較小電阻值；檢測數十A的大電流時需要數mΩ的極小電阻值，因此，以小電阻值見長的金屬板型和金屬箔型低電阻器比較常用，而小電流是通過數百mΩ～數Ω的較大電阻值進行檢測。

????測量電流時， 通常會將電阻放在電路中的兩個位置。第一個位置是放在電源與負載之間。這種測量方法稱為高側感測。通常放置感測電阻的第二個位置是放在負載和接地端之間。這種電流感測方法稱為低側電流感測。

????兩種測量方法各有利弊，低邊電阻在接地通路中增加了不希望的額外阻抗；采用高側電阻的電路必須承受相對較大的共模信號。低側電流測量的優點之一是共模電壓，即測量輸入端的平均電壓接近于零。這樣更便于設計應用電路，也便于選擇適合這種測量的器件。低側電流感測電路測得的電壓接近于地， 在處理非常高的電壓時、或者在電源電壓可能易于出現尖峰或浪涌的應用中，優先選擇這種方法測量電流。由于低側電流感測能夠抗高壓尖峰干擾， 并能監測高壓系統中的電流。

電流檢測電路

低側檢測

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????低側電流感測的主要缺點是采用電源接地端和負載、系統接地端時，感測電阻兩端的壓降會有所不同。如果其他電路以電源接地端為基準，可能會出現問題。為最大限度地避免此問題，存在交互的所有電路均應以同一接地端為基準， 降低電流感測電阻值有助于盡量減小接地漂。

????如上圖，如果圖中運放的 GND 引腳以 RSENSE 的正端為基準，那么其共模輸入范圍必須覆蓋至零以下，也就是GND - (RSENSE × ILOAD)。Rsensor將地（GND）隔開了。

高側檢測

????隨著大量包含高精度放大器和精密匹配電阻的IC的推出，在高側電流測量中使用差分放大器變得非常方便。高側檢測帶動了電流檢測IC 的發展，降低了由分立器件帶來的參數變化、器件數目太多等問題，集成電路方便了我們使用。下圖為一種高側檢測的 IC 方案：

檢測電路連出方式

????對電流通過電阻器時的壓降進行檢測，需要從電阻器的兩端引出用于檢測電壓的圖案。電壓檢測連接如下圖(2)所示，建議從電阻器電極焊盤的內側中心引出。這是因為電路基板的銅箔圖案也具備微小的電阻值，需要避免銅箔圖案的電阻值所造成的壓降的影響。如果按照下圖(1)所示，從電極焊盤的側面引出電壓檢測圖案，檢測對象將是低電阻器電阻值加上銅箔圖案電阻值的壓降，無法正確地檢測電流。

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??? PCB Layout參考：

二、如何在PCB布局中減少寄生電容？

電子系統中的噪聲有多種形式。無論是從外部來源接收到的，還是在PCB布局的不同區域之間傳遞，噪聲都可以通過兩種方法無意中接收：寄生電容和寄生電感。寄生電感相對容易理解和診斷，無論是從串擾的角度還是從板上不同部分之間看似隨機噪聲的耦合。

處理寄生電容并不一定更難，但確實需要理解PCB布局幾何形狀將如何影響互電容。在高頻操作的系統中，或者在高dV/dt節點可以創建電容耦合噪聲的地方，一些簡單的PCB布局選擇可以幫助減少寄生元件。在本文中，將一般性地描述如何減少寄生電容，并提供一些在高頻路由以及在開關轉換器中的例子。

?識別并減少寄生電容?

雖然沒有單一公式用于寄生電容，但它有一個一般定義：

- 寄生電容是兩個通過絕緣體分隔的導電結構之間存在的非故意電容（通常是不希望的）。

有時，這種非預期的電容實際上是有益的，在這種情況下，我們不使用“寄生”這個詞來描述它。以電源-地平面對為例；這種簡單結構有助于提供一個大的電荷儲備，以支持具有高輸入/輸出數量的高速組件，因為它具有固有的電容性。另一個例子是在共面波導中，基本上是利用寄生電容來將互連的阻抗設置為所需的值。

在PCB中，寄生電容幾乎可以出現在任何地方。看看下面的布局；我指出了一些寄生電容明顯的區域。這只顯示了頂層產生的電容，但任何層都可能有電容。

正如上面的定義所暗示的，寄生電容出現在任何由介電體分隔的導體對之間，我們可以快速識別上述示例中出現寄生電容的多個區域。每當在PCB布局中有寄生電容時，它可以通過兩種方式出現：

- 作為自身電容，它表現為導體與不同導體（通常是GND）之間的高不希望的電容。
- 互相電容是指兩個導電結構之間的電容，它們各自參考第三個導電結構；這實際上是導致兩條走線之間產生電容耦合的電容形式。

為什么高寄生電容很重要？這很重要，因為每當兩個電容耦合的導體之間存在變化的電位時，這會導致每個導體上流動一些位移電流。這是設計師應該熟悉的一種串擾形式。通常，當一個切換信號在受害走線上誘導其信號時，我們稱之為串擾，但同樣的機制在存在一些寄生電容時也可以在任何其他結構上誘導噪聲。

雖然永遠無法完全消除它，但在某些情況下，嘗試減少它是有益的。要了解如何減少寄生電容的一些策略，看一些例子會有所幫助。

示例：開關調節器中的高dV/dt節點

下面的調節器示例部分展示了一個強dV/dt節點的位置，以及為什么這種布局會有更大的耦合進入其反饋回路，而不是到系統的任何附近部分。在開關調節器中，dV/dt節點出現在開關階段的輸出上，但在整流/濾波階段之前。在下面的示例中，SW_OUT節點是我們的高dV/dt節點，由PWM信號驅動。

這個節點對附近的地面區域有一些寄生電容。如果附近有其他組件或電路，這些電路的寄生電容會導致開關噪聲出現在這些電路中。附近的地面有一些幫助，但真正防止噪聲耦合的是從SW_OUT回到調節器芯片的大電容器。這個大電容器為高dV/dt開關噪聲提供了一個低阻抗路徑回到開關階段的高側，有效地將開關階段的輸出與GND解耦。

dV/dt 節點可能會導致 PCB 布局中的噪聲耦合。一個有意放置的電容器可以防止這種情況

另一種減少SW_OUT與附近走線或電路之間寄生電容的策略是利用下一層的GND平面。將GND平面靠近高dV/dt節點，將通過創建更強的電場與GND的耦合，相比于PCB布局中的某些其他節點，減少相互電容。換句話說，會希望在這塊板子的L1和L2之間有一個更薄的介電層。

示例：兩條走線之間的相互電容
電容性串擾是走線之間兩種耦合類型之一（另一種是感應性），其中一條走線上的信號可以在另一條走線上產生噪聲。在逐漸增高的頻率下，這主要由相互電容主導。在PCB布局中，假設已經按照最佳實踐在GND區域上布線，基本上有兩種減少這種類型寄生電容的選擇：

- 在保持阻抗目標不變的情況下，使地線更靠近信號線，同時使信號線更窄
- 增加信號線之間的間距

幾乎能找到的所有關于減少串擾的建議都會推薦選項#2，但實際上選項#1同樣有效。這是因為它使地平面中的鏡像電荷/電流更靠近信號線。不應該嘗試像短接保護信號線這樣的操作，因為這會在地線上產生不希望的寄生電容，并且在某些配置中實際上會增加串擾。

仿真結果顯示，兩個50歐姆走線之間的寄生電容如何受與GND平面的距離（記作H）的影響。

對于自電容形式的寄生電容，需要分開導體或使導體變小。對于互電容形式的寄生電容，需要通過增加自電容遠超過互電容來減少耦合。在上述例子中，我們看到，僅僅通過將地平面靠近我們的互電容信號線，就大大減少了它們的互電容，而無需對PCB布局中的其他導體進行任何改變。

三、零歐姆電阻的使用技巧

??零歐姆電阻又稱為跨接電阻器，是一種特殊用途的電阻，0歐姆電阻的并非真正的阻值為零，歐姆電阻實際是電阻值很小的電阻。

????電路板設計中兩點不能用印刷電路連接，常在正面用跨線連接，這在普通板中經常看到，為了讓自動貼片機和自動插件機正常工作，用零電阻代替跨線。

????上圖是用在單面PCB板上做跨線的0歐姆電阻。

????零歐姆電阻的作用總結可以包括以下作用：

• 在電路中沒有任何功能，只是在PCB上為了調試方便或兼容設計等原因。
• 可作跳線使用，避免用跳針造成的高頻干擾(成為天線)
• 在匹配電路參數不確定的時候，以0歐姆代替，實際調試的時候，確定參數，再以具體數值的元件代替。
• 0歐姆電阻實際是電阻值很小的電阻，想測某部分電路的耗電流的時候，接0歐姆電阻，接上電流表，這樣方便測耗電流，可用于測量大電流。

????上圖是用在單面PCB板上做跨線的0歐姆電阻。

• 在布線時，如果實在布不過去了，也可以加一個0歐的電阻。
• 在高頻信號下，充當電感或電容。(與外部電路特性有關)電感用，主要是解決EMC問題。如地與地，電源和IC Pin間。
• 單點接地(指保護接地、工作接地、直流接地在設備上相互分開，各自成為獨立系統。)

????做電路保護，充當低成本熔絲(圈圈USB電路中以0歐0603電阻充當USB過流保護)由于PCB上走線的熔斷電流較大，如果發生短路過流等故障時，很難熔斷，可能會帶來更大的事故。由于0歐電阻電流承受能力比較弱(其實0歐電阻也是有一定的電阻的，只是很小而已)，過流時就先將0歐電阻熔斷了，從而將電路斷開，防止了更大事故的發生。有時也會用一些阻值為零點幾或者幾歐的小電阻來做保險絲。不過不太推薦這樣來用，但有些廠商為了節約成本，就用此將就了。

????在數字和模擬等混合電路中，往往要求兩個地分開，并且單點連接。我們可以用一個0歐的電阻來連接這兩個地，而不是直接連在一起。這樣做的好處就是，地線被分成了兩個網絡，在大面積鋪銅等處理時，就會方便得多。附帶提示一下，這樣的場合，有時也會用電感或者磁珠等來連接。

????配置電路，一般產品上不要出現跳線和撥碼開關。有時用戶會亂動設置，易引起誤會，為了減少維護費用，應用0歐電阻代替跳線等焊在板子上

????零歐姆電阻可以承受多少電流?

????設計電路經常要用零歐姆電容，一般根據線路電流來選擇電阻額定功率，那0歐姆一般選多少合適?

????一般的0歐姆電阻的實際阻值在50毫歐左右+-5%的偏差。所以根據額定功率，你就可以計算出來，它的額定電流了。

• 0402 1/16W：1/16=I*I*0.05 即I=1.118A;
• 0603 1/8W：1/8=I*I*0.05 即I=1.58A;
• 0805 1/4W：1/4=I*I*0.05 即I=2.236A;

????對于每種封裝的O歐姆電阻具體可以通過多大的電流，還需要根據電阻在PCB板上的散熱情況來決定。

????下面分別測試了0603， 0805， 1206三種封裝下，通過的電流和電阻兩端之間的電壓的關系。可以看到三種封裝的電阻都在電流實際超過6A之后，電壓開始快速上升。

????上圖是在測試0歐姆電阻最大流經電流。

????這說明電阻的溫度也急劇增加，導致功耗也大幅度增加。0603電阻在電流增加到11.5A時燒毀，0805電阻在電流增加到12A時燒斷，1206的電阻在12A時沒有燒毀。

????上圖是0603封裝0歐姆電阻電流與電壓之間的曲線。

????上圖是0805封裝0歐姆電阻電流與電壓之間的曲線。

????上圖是1206封裝0姆電阻電流與電壓之間的曲線。

四、常用的電路保護器件

電子電路很容易在過壓、過流、浪涌等情況發生的時候損壞，隨著技術的發展，電子電路的產品日益多樣化和復雜化，而電路保護則變得尤為重要。電路保護元件也從簡單的玻璃管保險絲，變得種類更多，防護性能更優越。

電路保護的意義是什么？

????在各類電子產品中，設置過壓保護和過流保護變得越來越重要，那么電路保護的意義到底是什么？

• 由于如今電路板的集成度越來越高，板子的價格也跟著水漲船高，因此我們要加強保護。
• 半導體器件，IC的工作電壓有越來越低的趨勢，而電路保護的目的則是降低能耗損失，減少發熱現象，延長使用壽命。
• 車載設備，由于使用環境的條件比一般電子產品更加惡劣，汽車行駛狀況萬變，汽車啟動時產生很大的瞬間峰值電壓等。因此，在為這些電子設備配套產品的電源適配器中，一般要使用過壓保護元件。
• 通信設備，通信場所對防雷浪涌有一定的要求，在這些設備中使用過壓保護、過流保護元件就變得重要起來，它們是保證用戶人身安全和通信正常的關鍵。
• 大部分電子產品出現的故障，都是電子設備電路中出現的過壓或者電路現象造成的，隨著我們對電子設備質量的要求越來越高，電子電路保護也變得更加不容忽視。

????那么電路保護如此重要，常用的電路保護元件有哪些？

防雷器件

陶瓷氣體放電管

????防雷器件中應用最廣泛的是陶瓷氣體放電管，之所以說陶瓷氣體放電管是應用最廣泛的防雷器件，是因為無論是直流電源的防雷還是各種信號的防雷，陶瓷氣體放電管都能起到很好的防護作用。其最大的特點是通流量大，級間電容小，絕緣電阻高，擊穿電壓可選范圍大。

半導體放電管

????半導體放電管是一種過壓保護器件，是利用晶閘管原理制成的，依靠PN結的擊穿電流觸發器件導通放電，可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍，構成了過壓保護的范圍。固體放電管使用時可直接跨接在被保護電路兩端。具有精確導通、快速響應（響應時間ns級）、浪涌吸收能力較強、雙向對稱、可靠性高等特點。

玻璃放電管

????玻璃放電管（強效放電管、防雷管）是20世紀末新推出的防雷器件，它兼有陶瓷氣體放電管和半導體過壓保護器的優點：絕緣電阻高（≥10^8Ω）、極間電容小（≤0.8pF）、放電電流較大（最大達3kA）、雙向對稱性、反應速度快（不存在沖擊擊穿的滯后現象）、性能穩定可靠、導通后電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高（最高達5000V）、體積小、壽命長等優點。其缺點是直流擊穿電壓分散性較大（±20%）。

過壓器件

壓敏電阻

????壓敏電阻也是一種用得最多的限壓器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現對后級電路的保護。壓敏電阻的響應時間為ns級，比空氣放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護其響應速度可以滿足要求。壓敏電阻的結電容一般在幾百到幾千pF的數量級范圍，很多情況下不宜直接應用在高頻信號線路的保護中，應用在交流電路的保護中時，因為其結電容較大會增加漏電流，在設計防護電路時需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大，但比氣體放電管小。

貼片壓敏電阻的作用

????貼片壓敏電阻主要用于保護元件和電路，防止在電源供應、控制和信號線產生的ESD。

瞬態抑制二極管

????瞬態抑制器TVS二極管廣泛應用于半導體及敏感器件的保護，通常用于二級保護。基本都會是用于在陶瓷氣體放電管之后的二級保護，也有用戶直接將其用于產品的一級保護。其特點為反應速度快（為ps級），體積小，脈沖功率較大，箝位電壓低等。其10/1000μs波脈沖功率從400W～30KW，脈沖峰值電流從0.52A～544A；擊穿電壓有從6.8V～550V的系列值，便于各種不同電壓的電路使用。

過流器件

自恢復保險絲

????自恢復保險絲PPTC就是一種過流電子保護元件，采用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應的條件下，攙加導電粒子材料后，經過特殊的工藝加工而成。自恢復保險絲（PPTC：高分子自恢復保險絲）是一種正溫度系數聚合物熱敏電阻，作過流保護用，可代替電流保險絲。電路正常工作時它的阻值很小（壓降很小），當電路出現過流使它溫度升高時，阻值急劇增大幾個數量級，使電路中的電流減小到安全值以下，從而使后面的電路得到保護，過流消失后自動恢復為低阻值。

靜電元件

ESD靜電放電二極管

??? ESD靜電放電二極管是一種過壓、防靜電保護元件，是為高速數據傳輸應用的I/O端口保護設計的器件。ESD靜電二極管是用來避免電子設備中的敏感電路受到ESD（靜電放電）的影響。可提供非常低的電容，具有優異的傳輸線脈沖（TLP）測試，以及IEC6100-4-2測試能力，尤其是在多采樣數高達1000之后，進而改善對敏感電子元件的保護。

電感的作用

????電磁的關系相信大家都清楚，電感的作用就是在電路剛開始的時候，一切還不穩定的時候，如果電感中有電流通過，就一定會產生一個與電流方向相反的感應電流。依據法拉第電磁感應定律可知，等到電路運行了一段時間后，一切都穩定了，電流沒有什么變化了，電磁感應也就不會產生電流，這時候就穩定了，不會出現突發性的變故，從而保證了電路的安全，就像水車，一開始由于阻力轉動的比較慢，后來慢慢趨于平和。

磁珠的作用

????磁珠有很高的電阻率和磁導率，它等效于電阻和電感串聯，但電阻值和電感值都隨頻率變化。它比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現阻性，所以能在相當寬的頻率范圍內保持較高的阻抗，從而提高調頻濾波效果，在以太網芯片上用到過。

五、常用電路基礎公式

1.歐姆定律計算

????計算電阻電路中電流、電壓、電阻和功率之間的關系。

????歐姆定律解釋了電壓、電流和電阻之間的關系，即通過導體兩點間的電流與這兩點間的電勢差成正比。說明兩點間的電壓差、流經該兩點的電流和該電流路徑電阻之間關系的定律。該定律的數學表達式為V= IR，其中V是電壓差，I是以安培為單位的電流，R是以歐姆為單位的電阻。若電壓已知，則電阻越大，電流越小。

2.計算多個串聯或并聯連接的電阻的總阻值

3.計算多個串聯或并聯連接的電容器的總容值

4.電阻分壓計算

????計算電阻分壓器電路的輸出電壓，以實現既定的阻值和電源電壓組合。

????什么是分壓器?

????分壓器是一個無源線性電路，能產生一個是其輸入電壓(V1)一部分的輸出電壓(Vout)。分壓器用于調整信號電平，實現有源器件和放大器偏置，以及用于測量電壓。歐姆定律解釋了電壓、電流和電阻之間的關系，即通過兩點間導體的電流與這兩點間的電勢差成正比。

????這是一個說明兩點間的電壓差、流經該兩點的電流和該電流路徑電阻之間關系的定律。該定律的數學表達式為V= IR，其中V是電壓差，I是以安培為單位的電流，R是以歐姆為單位的電阻。若電壓已知，則電阻越大，電流越小。

5.電流分流器，電阻計算

????計算連接到電流源的多至10個并聯電阻上流過的電流：

6.電抗計算

????計算指定頻率下電感器或電容器的電抗或導納大小。

????感抗/導納：

????容抗/導納：

7.RC 時間常數計算器

????計算電阻與電容的積，亦稱RC時間常數。該數值在描述電容通過電阻器進行充電或放電的方程式中出現，表示在改變施加到電路的電壓后，電容器兩端的電壓達到其最終值約63%所需的時間。同時該計算器也會計算電容器充電到指定電壓所存儲的總能量。

????如何計算時間常數：時間常數(T)可由電容(C)和負載電阻(R)的值確定。電容器(E)中存儲的能量(E)由兩個輸入確定，即由電壓(V)和電容決定。

8.LED串聯電阻器計算器

????計算在指定電流水平下通過電壓源驅動一個或多個串聯LED所需的電阻。注意：當為此目的選擇電阻器時，為避免電阻器溫度過高，請選擇額定功率是下方計算出的功率值的2至10倍之間的電阻器。

9.dBm轉W換算

10.電感換算

11.電容器換算表

????換算包括pF、nF、μF、F在內的不同量級電容單位之間的電容測量值。

12.電池續航時間

????電池續航時間計算公式：電池續航時間=電池容量(mAh)/ 負載電流(mA)

????根據電池的標稱容量和負載所消耗的平均電流來估算電池續航時間。電池容量通常以安培小時(Ah)或毫安小時(mAh)為計量單位，盡管偶爾會使用瓦特小時(Wh)。

????將瓦特小時除以電池的標稱電壓(V)，就可以轉換為安培小時，公式如下：Ah= Wh /V安培小時(亦稱安時)，是一種電荷度量單位，等于一段時間內的電流。一安時等于一個小時的一安培連接電流。毫安小時或毫安時是一千分之一安培小時，因此1000mAh 電池等于1Ah電池。上述結果只是估算值，實際結果會受電池狀態、使用年限、溫度、放電速度和其它因素的影響而發生變化。如果所用電池是全新的高質量電池，在室溫下工作且工作時間在1小時到1年之間，則這種預估結果最貼近實際結果。

13.PCB 印制線寬度計算

????使用IPC-2221標準提供的公式計算銅印刷電路板導體或承載給定電流所需“印制線”的寬度，同時保持印制線的溫升低于規定的極限值。此外，如果印制線長度已知，還會計算總電阻、電壓降和印制線電阻引起的功率損耗。由此求得的結果是估算值，實際結果會隨應用條件而發生變化。我們還應注意，與電路板外表面上的印制線相比，電路板內層上的印制線所需的寬度要大得多，請使用適合您情況的結果。

????如何計算印制線寬度：首先，計算面積：面積[mils^2]= (電流[Amps]/(k*(溫升[℃])^b))^(1/c)

????然后，計算寬度：寬度[mils]= 面積[mils^2]/(厚度[oz]*1.378[mils/oz])用于IPC-2221內層時：k= 0.024、b= 0.44、c= 0.725用于IPC-2221外層時：k= 0.048、b= 0.44、c= 0.725其中k、b和c是由對IPC-2221曲線進行曲線擬合得出的常數。

????公值：厚度：1oz ?? ?環境溫度：25C ?? ?溫升：10C

六、20個需要掌握的模擬電路

橋式整流電路

????二極管的單向導電性：二極管的PN結加正向電壓，處于導通狀態；加反向電壓，處于截止狀態。其伏安特性曲線，如下圖。

????理想開關模型和恒壓降模型：理想模型指的是在二極管正向偏置時，其管壓降為0，而當其反向偏置時，認為它的電阻為無窮大，電流為零，就是截止。恒壓降模型是說當二極管導通以后，其管壓降為恒定值，硅管為0.7V，鍺管0.5V。

????橋式整流電流流向過程：當u2是正半周期時，二極管Vd1和Vd2導通；而二極管Vd3和Vd4截止，負載RL的電流是自上而下流過負載，負載上得到了與u2正半周期相同的電壓。在u2的負半周，u2的實際極性是下正上負，二極管Vd3和Vd4導通而Vd1和Vd2截止，負載RL上的電流仍是自上而下流過負載，負載上得到了與u2正半周期相同的電壓。

電源濾波器

????電源濾波的過程分析：電源濾波是在負載RL兩端并聯一只較大容量的電容器。由于電容兩端電壓不能突變，因而負載兩端的電壓也不會突變，使輸出電壓得以平滑，達到濾波的目的。

• 波形形成過程

????輸出端接負載RL，當電源供電時，向負載提供電流的同時也向電容C充電，充電時間常數：τ=(Ri∥RL·C)≈Ri·C

????一般Ri遠小于RL，忽略Ri壓降的影響，電容上電壓將隨u2迅速上升。

• 當ωt=ωt1時，有u2=u0，此后u2低于u0，所有二極管截止，這時電容C通過RL放電，放電時間常數為RLC，放電時間慢，u0變化平緩。
• 當ωt=ωt2時，u2=u0, ωt2后u2又變化到比u0大，又開始充電過程，u0迅速上升。
• 當ωt=ωt3時，有u2=u0，ωt3后，電容通過RL放電。

????如此反復，周期性充放電。由于電容C的儲能作用，RL上的電壓波動大大減小了。電容濾波適合于電流變化不大的場合。LC濾波電路適用于電流較大，要求電壓脈動較小的場合。

• 濾波電容的容量和耐壓值選擇

????電容濾波整流電路輸出電壓Uo在√2·U2~0.9·U2之間，輸出電壓的平均值取決于放電時間常數的大小。

????電容容量RLC≧(3~5)·T/2，其中T為交流電源電壓的周期。實際中，經常進一步近似為Uo≈1.2·U2整流管的最大反向峰值電壓URM=√2·U2，每個二極管的平均電流是負載電流的一半。

信號濾波器

????信號濾波器的作用：把輸入信號中不需要的信號成分衰減到足夠小的程度，但同時必須讓有用信號順利通過。

• 與電源濾波器的區別和相同點

????區別：信號濾波器用來過濾信號，其通帶是一定的頻率范圍，而電源濾波器則是用來濾除交流成分，使直流通過，從而保持輸出電壓穩定；交流電源則是只允許某一特定的頻率通過。

????相同點：都是用電路的幅頻特性來工作。

• LC串聯和并聯電路的阻抗計算

????串聯時，電路阻抗為：

Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC)

????并聯時，電路阻抗為：

????考慮到實際中，常有R<<ωL，所以有：

????幅頻關系和相頻關系曲線，如下：

????通頻帶曲線，如下圖所示。

微分&積分電路

微分和積分電路，如下圖。

????微分電路可把矩形波轉換為尖脈沖波，主要用于脈沖電路、模擬計算機和測量儀器中，以獲取蘊含在脈沖前沿和后沿中的信息，例如提取時基標準信號等。

????積分電路使輸入方波轉換成三角波或者斜波，主要用于波形變換、放大電路失調電壓的消除及反饋控制中的積分補償等場合。其主要用途有：

• 在電子開關中用于延遲；
• 波形變換；
• A/D轉換中，將電壓量變為時間量；
• 移相。

共射極放大電路

????共射極放大電路如下圖。

????共射極放大電路的結構簡單，具有較大的電壓放大倍數和電流放大倍數，輸入和輸出電阻適中，但工作點不穩定，一般用在溫度變化小，技術要求不高的情況下。

????特點：

• 輸入信號和輸出信號反相。
• 有較大的電流和電壓增益。
• 一般用作放大電路的中間級。
• 共射極放大器的集電極跟零電位點之間是輸出端，接負載電阻。

分壓偏置式共射極放大電路

????分壓偏置式共射極放大電路，如下圖。

????分壓偏置式共射極放大電路即基極分壓式射極偏置電路，是BJT的放大電路的三種組態之一。三種組態分別為：共射，共集，和共基。

????其中共集組態具有電流放大作用。輸入電阻最高，輸出電阻最小。共基組態具有電壓放大作用，輸入電阻最小，輸出電阻較大。而共射組態既具有電壓放大也具有電流放大作用。輸入電阻居中，輸出電阻較大。

????因此，共集組態多用于多級放大電路的輸入級或輸出級或緩沖級。共基組態常用于高頻或寬頻帶低輸入阻抗的場合。而共射組態常用于放大電路的中間級。

共集電極放大電路

????共集電極放大電路(射級跟隨器)，如下圖所示。

????共集電極放大電路是從發射極輸出信號的，信號波形和相位基本與輸入相同，因而又稱射極輸出器或射極跟隨器，簡稱射隨器，常用作緩沖器使用。

????共集電極放大電路常作為電流放大器使用，它的特點是高輸入阻抗，電流增益大，但是電壓輸出的帽度幾乎沒有放大，也就是輸出電壓接近輸入電壓，而由于輸入阻抗高而輸出阻抗低的特性，也常作為阻抗變換器使用。

電路反饋框圖

????電路反饋框圖，如下。

????反饋，就是把放大電路的輸出量的一部分或全部，通過反饋網絡以一定的方式又引回到放大電路的輸入回路中去，以影響電路的輸入信號作用的過程。

????放大電路靜態工作點會隨溫度的變化而上下波動，其放大倍數不穩定，為了穩定放大電路的靜態工作點，可采用分壓式工作點穩定電路，在電路中引入一個直流電流負反饋。

????為了提高輸入電阻，降低輸出電阻，可采用射極輸出器，在射極輸出器電路中引入電壓串聯負反饋。

二極管穩壓電路

????二極管穩壓電路，如下圖。

????穩壓二極管，是指利用pn結反向擊穿狀態，其電流可在很大范圍內變化而電壓基本不變的現象，制成的起穩壓作用的二極管。

????穩壓二極管的伏安特性曲線的正向特性和普通二極管差不多，反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點上，反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內變化，而二極管兩端的電壓卻基本上穩定在擊穿電壓附近，從而實現了二極管的穩壓功能。

串聯穩壓電路

????串聯穩壓電路，如下圖。

????串聯型穩壓電路，除了變壓、整流、濾波外，穩壓部分一般有四個環節：調整環節、基準電壓、比較放大器和取樣電路。

????當電網電壓或負載變動引起輸出電壓V0變化時，取樣電路將輸出電壓V0的一部分饋送回比較放大器和基準電壓進行比較。

????其產生的誤差電壓經放大后去控制調整管的基極電流，自動地改變調整管集—射極間的電壓，補償V0的變化，從而維持輸出電壓基本不變。

差分放大電路

????差分放大電路，如下圖。

????差分放大電路具有電路對稱性的特點，此特點可以起到穩定工作點的作用，被廣泛用于直接耦合電路和測量電路的輸入級。

????差分放大電路有差模和共模兩種基本輸入信號，由于其電路的對稱性，當兩輸入端所接信號大小相等、極性相反時，稱為差模輸入信號；當兩輸入端所接信號大小相等、極性相同時，稱為共模信號。通常我們將要放大的信號作為差模信號進行輸入，而將由溫度等環境因素對電路產生的影響作為共模信號進行輸入，因此我們最終的目的，是要放大差模信號，抑制共模信號。

????差分放大電路是直接耦合放大電路的基本組成單元，該電路對于不同的輸入信號有不同的作用，對于共模信號起到很強的抑制作用，而對差模信號起到放大作用，并且電路的放大能力與輸出方式有關。

場效應管放大電路

????場效應管放大電路，如下圖。

????場效應管與晶體管一樣，也具有放大作用，但與普通晶體管是電流控制型器件相反，場效應管是電壓控制型器件。它具有輸入阻抗高、噪聲低的特點。

????場效應管的3個電極，即柵極、源極和漏極分別相當于晶體管的基極、發射極和集電極。

??? MOS管能工作在放大區，而且很常見。做鏡像電流源、運放、反饋控制等，都是利用MOS管工作在放大區。由于MOS管的特性，當溝道處于似通非通時，柵極電壓直接影響溝道的導電能力，呈現一定的線性關系。由于柵極與源漏隔離，因此其輸入阻抗可視為無窮大，當然，隨頻率增加阻抗就越來越小，一定頻率時，就變得不可忽視。這個高阻抗特點被廣泛用于運放，運放分析的虛連、虛斷兩個重要原則就是基于這個特點。這是三極管不可比擬的。

選頻(帶通)放大電路

????選頻(帶通)放大電路，如下圖。

????選頻放大電路通常位于接收系統的前端，放大的信號幅度小、頻率高，亦稱高頻小信號諧振放大器或帶通放大器。

運算放大電路

????運算放大電路如下圖。

????電路中的運算放大器，有同相輸入端和反相輸入端，輸入端的極性和輸出端是同一極性的就是同相放大器，而輸入端的極性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。

????同相輸入的輸入阻抗高，反相輸入的輸入阻抗低。同相輸入的輸入阻抗基本上由同相端并聯的偏置電阻決定，這個電阻可以用得很大 ；反相輸入時，由于有反饋電阻并聯于反相端與輸出端之間，這個反饋電阻不可能用得很大，所以反相輸入的輸入阻抗比較低。

差分輸入運算放大電路

????差分輸入運算放大電路，如下圖。

????輸出電壓與運放兩端的輸入電壓差成比例，能實現減法運算。常用作減法運算以及測量放大器。

電壓比較器

????電壓比較器是對輸入信號進行鑒別與比較的電路，是組成非正弦波發生電路的基本單元電路。常用的電壓比較器有單限比較器、滯回比較器、窗口比較器、三態電壓比較器等。

????電壓比較器它可用作模擬電路和數字電路的接口，還可以用作波形產生和變換電路等。利用簡單電壓比較器可將正弦波變為同頻率的方波或矩形波。

RC振蕩電路

????采用RC選頻網絡構成的振蕩電路稱為RC振蕩電路，它適用于低頻振蕩，一般用于產生1Hz~1MHz的低頻信號。電路由放大電路、選頻網絡、正反饋網絡，穩幅環節四部分構成。主要優點是結構簡單，經濟方便。根據RC選頻網絡的不同形式，可以將RC振蕩電路分為RC超前（或滯后）相移振蕩電路和文氏電路振蕩電路。

LC振蕩電路

??? LC電路，也稱為諧振電路、槽路或調諧電路，是包含一個電感（用字母L表示）和一個電容（用字母C表示）連接在一起的電路。該電路可以用作電諧振器（音叉的一種電學模擬），儲存電路共振時振蕩的能量。

??? LC電路既用于產生特定頻率的信號，也用于從更復雜的信號中分離出特定頻率的信號。它們是許多電子設備中的關鍵部件，特別是無線電設備，用于振蕩器、濾波器、調諧器和混頻器電路中。

石英晶體振蕩電路

????石英晶體是石英晶體諧振器的簡稱，將二氧化硅結晶體按一定的方向切割成很薄的晶片，再將晶片兩個對應的表面拋光和涂敷銀層，并作為兩個極引出管腳，加以封裝，就構成石英晶體諧振器。它具有非常穩定的固有頻率。

????石英晶體的形狀呈六角形柱體，需切割成適當尺寸之后才能使用。為得到不同振蕩頻率的石英晶體，加工時需采用不同的切割方法。將一個切割的石英晶體夾在一對金屬片中間就構成了石英晶振，它具有壓電效應，即在晶片兩極外加電壓，晶振就會產生變形：反之如果外力使晶片變形，則在兩極金屬片上又會產生電壓，若加適當的交變電壓，石英晶體便會產生諧振。當所加的交變電壓頻率恰為石英晶體自然諧振頻率時，其振幅最大。

功率放大電路

????功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電路。它一般直接驅動負載，帶載能力要強。功率放大電路通常作為多級放大電路的輸出級。

七、遙控器背光照明電路

?想通過紅外發射管取信號。拆開看了下，紅外發射管一端直接接地，另一端通過一個三極管接VCC。

????因為遙控器不帶背光，晚上開遙控器的時候需要開燈才可以看清，所以想自己加個背光，用起來方便點。

????要求是：

• 供電為兩個AA電池（3V）。
• 待機低功耗。
• 延時5秒左右關閉，關閉時“干脆利落”，因為自己之前做過鋰電池供電單按鍵的開關，延時后有一段時間會微亮，過很久才會完全關閉，用在這里肯定不合適了。
• 不干擾發射管正常工作自己有常見的容阻，三極管只有8050和8550，電路是越簡單越好。

????電路效率無所謂，只要低待機功耗就好。另外想把遙控器改鋰電池，手頭有不少100MAH的小鋰電池，想改到遙控器上，不知道能不能做一個低待機功耗的鋰電池降壓電路，吧鋰電池降壓到2個1.5V電池的電壓范圍內？

????如果把原來的干電池換成使用鋰電池，電路會比較簡單：

????注意紅外發射管最好串聯一個限流電阻，鋰電池的內阻比較小，放電電流較大。

????今天實際測試了一下，使用10uF 延時電容，大概在3秒，換成22uF電解，延時時長約8 ~ 10秒。

????如果還是使用普通AA 電池供電，白光二極管會亮度不足，需要增加升壓驅動電路。

????升壓電路使用節能燈小磁環自制的升壓變壓器：

????可以驅動兩只或三只白光LED 串聯。

????或者使用成品電感制作：

????把上面的電路組合以后的背光延時驅動電路：

八、自制無刷電機控制器

???很早之前就想做一款無刷電機控制器，忙于工作一直沒有弄。最近有點時間畫板，打樣，焊接，調試，總算順利的轉起來。期間也遇到很多問題，上網查資料，自己量波形前前后后搞了差不多近一個月，（中間又出差一周）總算搞的差不多了，特意寫個總結。??[付費]STM32嵌入式資料包??

????板子外觀100*60mm 中等大小。DC 12V輸入，設計最大電流10A.（實際沒試過那么大的電機，手頭的電機也就5 6A的樣子）硬件上可以切換有感（HALL）和無感(EMF)兩種模式，外部滑動變阻器調速 預留有 PWM輸入、剎車、正反轉、USB和uart等接口。

????先來說下原理無刷電機其實就是直流電機，和傳統的DC電機是一樣的，只是把有刷的電滑環變成了電子換向器。

????因為少了電滑環的摩擦所以壽命靜音方面有了很大的提升，轉速也更高。

????當然難點就在如何獲取當前轉子的位置好換相，所以又分為兩種有感和無感。

????有感就是在電機端蓋的部位加裝霍爾傳感器分別相隔30度或60度。無感就是靠檢測懸浮相的感應電動勢過零點（后面細講）。

????當然各有各的優缺點，有感在低速方面好，可以頻繁啟停換相。無感的結構簡單成本低，航模上應用居多。

????先說有感，電源首先被分成了3個繞組U V W這個交流電還是有區別的。

????它只是3個h橋按一定的順序導通模擬出來的，本質還是直流電。電機靠hall位置按一定順序換相，轉速與電壓電流有關。這一點切記，不是換的越快轉的越快。（位置決定換相時刻，電壓決定轉速）一般調速就是調電壓，6步pwm方式是目前常用的。當然后續還有foc等更好算法。

????硬件部分網上基本都是成熟的方案。三相H橋，H橋一般有上臂mos和下臂mos組成，如果只是簡單的做演示上臂選pmos下臂選nmos控制電路簡單直接用單片機的io就可以驅動。但是pmos低內阻的價格高。功率上面很難做大。

????這也就是為什么基本所有的商業控制器全是nmos的原因。

????但是上臂用nmos存在一個問題vgs控制電壓大與vcc 4v以上才能完全導通。為了簡化電路采用了ir公司出的驅動ic，它內部有自舉升壓電路。外部僅需一個續流的二極管及儲能電容即可。

????有感模式控制相對簡單，3個霍爾傳感器輸出一般都是數字信號，分壓后直接接單片機io。

????當然控制方式上也就簡單很多，三個霍爾接中斷輸入，在中斷處理程序中根據組合狀態換相，程序上也沒什么復雜的。主程序 一直檢測ad值，改變pwm占空比，及電流保護等。

????如下一個典型的換相代碼。STM32 有兩個高級定時器tim1 tim8 可以輸出4組互補型pwm，還可以設定死區時間等，使用上非常方便。

????下圖為uvw三相的霍爾檢測到的電平及w相的波形。

????下圖為 uvw三相波形及w相霍爾電平

????下圖為 w相電平， w相上臂on 下臂pwm ，w相霍爾信號。

????下圖為w相ir2304芯片輸出，上臂電壓可明顯看到已高于vcc，下臂為pwm信號

????再說說無感模式，由于沒有了霍爾，電機無法知道轉子當前的位置所以就無法換相，而感應電動勢也只有在轉起來之后才有，所以無感模式的啟動是個難點。

????一般方法都是分三段法：1 預定位 2 啟動 3 進入閉環反饋

????正如網友說的江湖一層紙，戳破不值半文錢。

??? 1. 預定為就是強制給某一相通電一段時間，讓電機定位到這個位置。占空比30-50%不要太大，可能會發熱。

??? 2. 啟動，就是逐步的強制換相，當然要有個加速的過程，使電機轉起來。

????這個過程太慢會抖動反轉，太快會丟步。參數需要一點點試，有點像控制步進電機。要能使電機轉的能產生電動勢，我也是參照的德國MK 電調的算法。

????每次延時時間比上一次少1/25，形成一個加速的過程，直到電機完全轉起來產生足夠的電動勢。

??? 3. 閉環反饋控制換相跟有感差不多一樣。

speed_duty=30; //30% start
BLDC_PHASE_CHANGE(Step[Phase]); //固定一相
Delay_MS(200);speed_duty=pwm;
timer = 300;
while(1)
{
for(i=0;i<timer; i++)
{
Delay_US(120);   //等待
}
timer-= timer/25+1;
if(timer < 25)
{   
if(TEST_MANUELL)
{
timer = 25;   //開環強制換向
}
else
{
bldc_dev.motor_state=RUN;
break;
}    
}
Phase++;
Phase %= 6;
BLDC_PHASE_CHANGE(Step[Phase]); //
}

????說到感應電動勢很多人不明白，先來說說電流，電機線圈的內阻通常很小比如0.2歐，電機的電壓比如10v，按理來說電流100a為何電機不燒哪？

????其實電機線圈在通電的一瞬間并不是完全導通的，因為有反向電動感應勢的存在，可能有-9.8v。10v-9.8v = 0.2v /0.2 = 1A.這樣算起來電流還合理。

????在說說那個初中學習的法拉第 ，當線圈切割磁場時會產生感應電動勢，根據右手定則，初中物理知識。

????如下圖當ac相在通電12v的情況下，靜止狀態下正中間中性點理論為6v，但是轉起來就不一定了，因為b相實際是在切割磁場，是會產生電動勢的。而電動勢的大小正負取決與當前在磁場ns極的位置。當切割ns時為-1，切割sn時為1，平行時為0.

????利用這一特性不就剛好可以獲得轉子的位置嗎？

????首先檢測電路網上已經一大很成熟了。

????如下圖，當然很多時候需要在4.7k對地的電阻上并一個100nf的電容，做一個低通濾波。也可以在軟件中做濾波處理。

????我們所要做的就是檢測這個懸浮相的電動勢過零點。

????網上常用的兩種方法：1 單片機ad采集；2 比較器比較。我選擇了比較器lm339價格已經很便宜了，在高速上比ad有明顯優勢，只要比較cin bin ain 與n點的壓差即可獲得零點。

????理想很完美，現實很殘酷，實際中根本得不到這么完美的波形。
????如下圖，這個已經是比較好的了，還是有很多毛刺。這個給單片機中斷，肯定一大堆問題，嚴重的換錯相燒MOS管。

????為什么會有這些毛刺哪，有些還挺有規律。

????參考了網上的介紹，這中間還有一個叫消磁的東西。

????原理不深究了，反正時間很短，軟件上做一個濾波消掉就可以了。

????進入中斷函數后做如下處理 ，定時器的中斷我暫時用的20us。

const unsigned int FilterNums = 0xff;
static unsigned int nums =0;
static unsigned int Queue_UStatus =0;
static unsigned int Queue_VStatus =0;
static unsigned int Queue_WStatus =0;
static unsigned char EMF_SVal =0;
unsigned char Filter_U_Status=0;
unsigned char Filter_V_Status=0;
unsigned char Filter_W_Status=0;
unsigned char EMF_Val=0;
unsigned int status_h;
unsigned int status_l;
unsigned int Delay30deg =0;
/* 清除中斷標志位 */
if ( TIM_GetITStatus(TIM3 , TIM_IT_Update) != RESET )
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3 , TIM_FLAG_Update);
}

????至于網上說檢測到過零點后，延時30度換相，對電源效率有影響。我試了下，好像沒什么明顯的差異。也有人說在大功率的電機下不延時反而更平滑等等。真實怎樣有待各位實際實驗了。

????最后秀幾張轉起來的照片。

硬盤電機 無感模式

電動工具電機 有感模式

加裝散熱片的樣子

九、電路中的GND

?問一個簡單而又很難回答的電路問題：電路中的地線GND，它的本質是什么？

????在PCB Layout布線過程中，工程師都會面臨不同的GND處理。

????這是為什么呢？在電路原理設計階段，為了降低電路之間的互相干擾，工程師一般會引入不同的GND地線，作為不同功能電路的0V參考點，形成不同的電流回路。

GND地線的分類

1?模擬地線AGND

????模擬地線AGND，主要是用在模擬電路部分，如模擬傳感器的ADC采集電路，運算放大比例電路等等。

2?數字地線DGND

????數字地線DGND，顯然是相對模擬地線AGND而言，主要是用于數字電路部分，比如按鍵檢測電路，USB通信電路，單片機電路等等。

3?功率地線PGND

????模擬地線AGND也好，數字地線DGND也罷，它們都是小功率電路。在大功率電路中，如電機驅動電路，電磁閥驅動電路等等，也是存在一個單獨的參考地線，這個參考地線叫做功率地線PGND。

4?電源地線GND

????模擬地線AGND，和數字地線DGND以及功率地線PGND，都被歸類為直流地線GND。這些不同種類的地線，最后都要匯集在一起，作為整個電路的0V參考地線，這個地線叫做電源地線GND。

5?交流地線CGND

????交流地線CGND，一般是存在于含有交流電源的電路項目中，如AC-DC交流轉直流電源電路。

6?大地地線EGND

????人體的安全電壓是在36V以下，超過36V的電壓如果施加在人體身上，會導致人體受到損傷，這是工程師在開發設計電路項目方案的一個安全常識。

細究GND的原理

????工程師可能會問，一個地線GND怎么會有這么多區分，簡單的電路問題怎么弄得這么復雜？

????為什么需要引入這么多細分的GND地線功能呢？

????工程師一般針對這類GND地線設計問題，都簡單的統一命名為GND，在原理圖設計過程中沒有加以區分，導致在PCB布線的時候很難有效識別不同電路功能的GND地線，直接簡單地將所有GND地線連接在一起。

????雖然這樣操作簡便，但這將導致一系列問題：

1?信號串擾

????假如將不同功能的地線GND直接連接在一起，大功率電路通過地線GND，會影響小功率電路的0V參考點GND，這樣就產生了不同電路信號之間的串擾。

2?信號精度

????模擬電路，它的考核核心指標就是信號的精度。失去精度，模擬電路也就失去了原本的功能意義。

????交流電源的地線CGND由于是正弦波，是周期性的上下波動變化，它的電壓也是上下波動，不是像直流地線GND一樣始終維持在一個0V上不變。

????將不同電路的地線GND連接在一起，周期性變化的交流地線CGND會帶動模擬電路的地線AGND變化，這樣就影響了模擬信號的電壓精度值了。

3?EMC實驗

????信號越弱，對外的電磁輻射EMC也就越弱；信號越強，對外的電磁輻射EMC也就越強。

????假如將不同電路的地線GND連接在一起，信號強電路的地線GND，直接干擾了信號弱電路的地線GND。其后果是原本信號弱的電磁輻射EMC，也成為了對外電磁輻射強的信號源，增加了電路處理EMC實驗的難度。

4?電路可靠性

????電路系統之間，信號連接的部分越少，電路獨立運行的能力越強；信號連接的部分越多，電路獨立運行的能力就越弱。

????試想，如果兩個電路系統A和電路系統B，沒有任何的交集，電路系統A的功能好壞顯然是不能影響電路系統B的正常工作，同樣電路系統B的功能好壞也是不能影響電路系統A的正常工作。

????這就好比一對陌生男女，在沒有成為戀人之前，女生的情緒變化是不會影響這個男生的心情的，因為他們沒有任何交集。

????假如在電路系統中，將不同功能的電路地線連接在一起，就相當于增加了電路之間干擾的一個聯系紐帶，也即降低了電路運行的可靠性。

十、電路原理圖分析方法

電子電路原理圖的概念

? ? 由金屬導線和電氣、電子部件組成的導電回路，稱為電路。在電路輸入端加上電源使輸入端產生電勢差，電路連通時即可工作。電流的存在可以通過一些儀器測試出來，如電壓表或電流表偏轉、燈泡發光等；按照流過的電流性質，一般把它分為兩種：直流電通過的電路稱為“直流電路”，交流電通過的電路稱為“交流電路”。

? ? 電子電路圖一般由電路原理圖、方框圖和裝配（安裝）圖構成，其中電路原理圖是電子電路圖的重要組成部分，它是由各種代表實際電子元器件的符號（圖形、文字）及注釋性字符組成的。從電路原理圖我們可以看出每個電子元器件的具體參數（如型號、標稱值）及各個元器件之間的連接關系。

? ? 識圖，是從事電子技術工作人員的一項基本功，通過識圖可以幫助人們去盡快地熟悉設備的構造、工作原理，了解各種元器件、儀表的連接以及安裝;識圖也是進行電子制作或維修的前提;識圖也有助于我們迅速熟悉了解各種新型的電子儀器及設備。

電子電路原理圖的識圖方法

? ? 識讀電子電路原理圖必須了解掌握一定的電子技術的基本知識，但是，即使具備一定的電子技術基礎知識，在剛開始接觸電路圖時也會感到有些困難，但從多年 從事電子技術教學的經驗中，我覺得識讀電子電路原理圖還是有一定方法可以遵循的，下面我想結合光控和聲控延時照明樓道燈電路做一總結，電路如下圖所示。　　

將電路解體分塊，分成若干單元電路

? ? 一些復雜的電路，通常可以按照電路所實現的功能分為幾個部分，這樣可以把一個復雜的電路分解成若干簡單的電路來分析， 簡化了分析電路的難度。如光控和聲控延時照明樓道燈電路可分解成聲控接收放大電路、單穩態延時電路、光控電路和電源電路四個部分。每個部分的分界線如上圖所示（注：C2屬于電源電路部分）。又如調幅收音機電路可以分解成輸入回路、混頻、中放、前置低放、功放這幾個單元電路。

掌握典型單元電路的結構及特點

? ? 常見的典型單元電路有放大電路、振蕩電路、濾波電路等，相關推薦:各種濾波電路及原理。這些單元電路通常是以三極管或集成電路作為核心器件來組成的，并具 備一定的結構形式，一些復雜的電路都是在這些典型單元電路基礎上進行擴充來構成的。如放大電路通常是以三極管或集成運放為核心的單元電路，它的結構特點是 有一個輸入端和一個輸出端;振蕩電路通常也是以三極管或集成運放為核心的單元電路，它的結構特點是沒有對外的電路輸入端，在三極管或集成運放的輸入端與輸 出端之間接有一個具有選頻功能的正反饋網絡;濾波電路通常以集成運放為核心，它的結構特點是含有電容器或電感器，并在輸出端與輸入端之間接有反饋元件。

? ? 在上圖中，聲控接收放大電路是以三極管VT1、VT2為核心的單元電路，光控電路是以VT3為核心的單元電路。又如在觸發器電路中，基本RS觸發器作為存儲 單元電路是構成其它復雜觸發器的基本邏輯單元，如同步RS觸發器，是在基本RS觸發器的基礎上再增加兩個與非門形成的，主從RS觸發器又是由兩個同步RS 觸發器構成的，主從JK觸發器則又是在主從RS觸發器的基礎上再增加兩個與門而形成的，可見，同步RS觸發器、主從RS觸發器、主從JK觸發器都是在基本 RS觸發器基礎上進行逐步擴充而形成的，基本RS觸發器是構成這些復雜觸發器的基本邏輯單元，掌握它為我們研究后面幾種類型觸發器打下基礎。

了解電源電路的特點

? ? 電子電路通常以直流穩壓電源作為電源給電路提供能量，直流穩壓電源通常由變壓、整流、濾波和穩壓四個部分構成，通過這四個部分的電 路，將交流電轉換成直流電。如圖1中交流220V電壓經C1、R1降壓、VDW二極管限幅、VD1整流后，得到直流電壓經C2電容濾波以后，為整個電路提 供工作電壓。又如一些門鈴電路、充電電路、開關電路，在給這些電路供電時，通常都是將220V市電經變壓器降壓、四個二極管組成的整流橋整流、電容濾波及 穩壓管穩壓這幾個環節將直流電轉變成交流電為電路提供穩定的電源。

將電路歸類，按類別研究電路

? ? 電子電路通常可分為以下幾種常見類別：報警電路、門鈴電路、振蕩電路、電源電路、照明與彩燈控制電路、開關與檢測電路、傳感器應用電路、555定時器應用電路等，相關推薦:15個有趣的555電路，沒事可以自己做一做。上述每種類別電路雖然所采用的電子元器件不同，但電路實現的功能基本是相同的，所以可以從電路所實現功能入手來分析電路。另外，了解一些器件的典型電路結構及其特點，也為我們分析一些復雜電路帶來方便。如555定時器典型電路主要包括用555定時器組成的單穩態觸發 器、多諧振蕩器、雙穩態觸發器，用這些典型電路可以構成相應的應用電路，如由555組成的單穩態觸發器可構成觸摸開關電路、定時器等，由555組成的多諧 振蕩器可構成時鐘脈沖發生器等，由555組成的雙穩態觸發器可構成邏輯電平測試電路等。如上圖，樓道燈所具備的延時功能就是由555定時器構成的單穩態觸 發器來實現的。

由淺入深研究某個類別電路

? ? 例如門鈴電路，我們可以先掌握簡單門鈴電路的原理，然后再進一步研究簡單變調門鈴電路、雙音調門鈴電路的原理，因為后面兩種類型的門鈴電路是在簡單門鈴電路基礎上加以改進擴充而形成的。如上圖，是光控和聲控延時開關電路，我們可以先從相對簡單的光控開關電路開始研究，在此 基礎上再研究光控延時開關電路，最后再研究聲光雙控延時開關電路就相對容易些了。?

電路分析方法盤點

直流等效電路分析法

? ? 在分析電路原理時，要搞清楚電路中的直流通路和交流通路。直流通路是指在沒有輸入信號時，各半導體三極管、集成電路的靜態偏置，也就是它們的靜態工作點。交流電路是指交流信號傳送的途徑，即交流信號的來龍去脈。

? ? 在實際電路中，交流電路與直流電路共存于同一電路中，它們既相互聯系，又互相區別。

? ? 直流等效分析法，就是對被分析的電路的直流系統進行單獨分析的一種方法，在進行直流等效分析時，完全不考慮電路對輸入交流信號的處理功能，只考慮由電源直流電壓直接引起的靜態直流電流、電壓以及它們之間的相互關系。

? ? 直流等效分析時，首先應繪出直流等效電路圖。繪制直流等效電路圖時應遵循以下原則：電容器一律按開路處理，能忽略直流電阻的電感器應視為短路，不能忽略電阻成分的電感器可等效為電阻。取降壓退耦后的電壓作為等效電路的供電電壓;把反偏狀態的半導體二極管視為開路。

交流等效電路分析法

? ? 交流等效電路分析法，就是把電路中的交流系統從電路分分離出來，進行單獨分析的一種方法 。

? ? 交流等效分析時，首先應繪出交流等效電路圖。繪制交流等效電路圖應遵循以下原則：把電源視為短路，把交流旁路的電容器一律看作短路把隔直耦合器一律看成短路。

時間常數分析法

? ? 時間常數分析法主要用來分析R，L，C和半導體二極管組成電路的性質，時間常數是反映儲能元件上能量積累快慢的一個參數，如果時間常數不同，盡管電路的形式及接法相似，但在電路中所起的作用是不同的。常見的有耦合電路，微分電路，積分電路，鉗位電路和峰值檢波電路等。

頻率特性分析法：

? ? 頻率特性分析法主要用來分析電路本身具有的頻率是否與它所處理信號的頻率相適應。分析中應簡單計算一下它的中心頻率，上下限頻率和頻帶寬度等。通過這種分析可知電路的性質，如濾波，陷波，諧振，選頻電路等。?

總結

? ? 以上是小編根據多年的學習、積累、摸索及實踐并參考相關書籍及資料總結的幾點電子電路原理圖的識圖方法，其中前面三種方法主要是分析具體電路的常用方法，后面兩種方法可供我們自學電路或進行教學時做以參考。這些方法有相通之處，即可以單獨使用，也可以融會貫通。

? ? 當然，電子電路原理圖的識圖方法還有很多，如按照信號的流程和變化、先找熟悉的元器件或電路、化特殊為一般等，我們可以根據具體電路和個人識圖習慣來進行選用。另外，我認為要想更好的識讀電子電路原理圖，還需平時多看、多讀、多分析、多理解各種電路圖，積累適用于自己的識圖方法。當然也可以多閱讀相關方面的書籍及資料，圖見多了，分析起來必然更加得心應手，同時還應多向有經驗的同行請教學習，這些都可以不斷提高自己的識圖水平，使自己能夠快速、準確地讀懂電路原理圖。

十一、xx