1.1 单元电路的基本类型

单元电路的种类多种多样,应用范围十分广泛,可以说,所有的电子产品都是由一个个基本的单元电路构成的,它是电子电路中最基本的电路单元。

常用的单元电路按其功能大致可分为信号产生类电路、放大器类电路、信号处理和变换类电路、驱动控制类电路和电源类电路等多种。

1.1.1 信号产生类电路

信号产生类电路是指能够输出各种信号的电路单元。应用于电子产品中的信号产生电路主要有时钟振荡电路、本机振荡电路(如在收音机、手机、电视机电路中)、晶体振荡电路、PWM信号产生电路(如在电磁灶、微波炉、电视机电路中)。

对该类电路参数进行检测时,可从以下两个方面着手进行。

1. 测工作条件(电压值)

任何产品、电路单元或元器件的工作都需要一定的工作条件,即必须有电源电压。因此,对该类电路参数的检测,可先测其工作条件——工作电压值。

2. 测输出信号(波形、频率、幅度)

检测输出信号是测量信号产生类电路参数的基本检测方法,只有输出端的信号正常,该电路单元才可投入使用。

对于波形、频率、幅度等参数的检测可用示波器、频率计数器、毫伏表(频率较低的交流信号也可用万用表,但是,为了检测准确,对1 kHz以上的交流信号,应尽量选用毫伏表测量)。

1.1.2 放大器类电路

放大器类电路是指能够放大信号的一类电路单元。应用较多的放大器类电路主要有小信号放大电路、大信号放大电路、功率放大电路、脉冲放大电路,以及电流、电压放大电路等。

对该类电路参数的检测,需要有输入信号才能进行放大。因此在检测时,需要有信号源注入信号才能检测到相关参数值,其参数的检测方法与使用仪器示意图如图1-1所示。

图1-1 放大器类电路参数的检测方法与使用仪器示意图

该类型电路可对以下参数进行检测。

1. 测放大倍数(dB)

输出信号电压与输入信号电压之比为放大器的放大倍数,但在实用中往往用放大倍数的对数值(dB)来表示,这样就用加减法代替了乘除法,测量结果清楚直观,很多测试仪表的读数指标也是dB数。

例如,输入端信号为-20dB,输出端信号为+20dB,则该放大器的放大倍数为:

输出-输入=20dB-(-20dB)=40dB

2. 测频率响应

放大器的频率特性就是所能放大的频率范围,例如,音频信号放大器的频率特性为20 Hz~20 kHz,误差±3dB,是指在20 Hz~20 kHz之内的信号均能放大,放大量的误差在±3dB之内,而对其他频率的信号无放大能力。

3. 测信噪比

信噪比是指放大器输出的不失真信号幅度与无信号时的噪声电平之比,用S/N表示,单位也是dB。

例如,某放大器无信号时测得噪声电平数值为-40dB,收到信号时测得输出信号电平为20dB,则其信噪比为20dB-(-40dB)=60dB。通常信噪比越大,电路性能越好。

4. 测动态范围

放大器最大不失真电平到噪声电平之间的范围为放大器的动态范围。例如,放大器电路最大不失真输出信号电平为+30dB,噪声电平为-50dB,则其动态范围为80dB,即为+30dB~-50dB。

5. 测失真

失真是放大器的放大信号波形有变形。当输入一个1 kHz的正弦信号,从放大器的输出端检测中发现,除了有1 kHz的信号之外,还有一些谐波的成分,如2 kHz、3 kHz…等信号的成分,这些其他信号的成分越多,则放大器的失真越大。测量用所包含谐波成分的百分数来表示,如失真度1%,表示放大器输出信号中有1%的谐波分量,一般用专门的失真度测试仪来测量。

1.1.3 信号处理和变换类电路

信号处理电路和信号变换电路都是对信号进行相应变换处理后输出所需要信号的电路单元。

常见的信号处理和变换电路主要有低频与高频信号处理电路、传感器与接口电路、数字音频与视频处理电路、电流-电压与电压-电流变换电路、光-电变换电路、交流-直流变换电路,以及A/D与D/A变换电路等。

对该类型电路参数的检测,也需要一定的信号源提供信号。检测时可用示波器或频率计数器同时监测输入和输出信号,并将两个信号进行对比,即可判断电路是否良好,其检测方法如图1-2所示。

图1-2 信号处理和变换类电路的检测方法

1.1.4 驱动控制类电路

驱动控制类电路是指需要输入驱动信号才能产生控制电压或电流的一类电路,常见的驱动控制电路主要有继电器驱动电路和电动机驱动控制电路等。

对该类电路参数检测关键为驱动信号,即重点测电路输出的驱动信号是否正常,该信号是电路正常启动的基本条件。但对精度要求高的电源,需要测量输出电压的精度、稳定性和波纹系数。

1.1.5 电源类电路

电源类电路应用于所有的电子产品中,它是所有电路的动力源。常见的电源电路主要有升降压电路、整流、滤波与稳压电路、开关电源电路等。

该类电路的测量较简单,直接用万用表检测输出端的电压值皆可判断电路好坏。