通俗讲解电子电路

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第一讲:供电、时钟、复位

供电、时钟、复位是数字电路的三大基本工作条件。

俗话说:兵马未动,粮草先行。这粮草就是打仗的基础,人无粮,马无草料,枪无弹,车无油还打什么仗?供电就是电路的粮草,就是满足电路工作条件的电压,没有电电器就不能工作,我们不能在停电后点上蜡烛看电视吧。电是动力之源,这很好理解。正如粮食要用布袋盛,子弹要装箱,汽油要用油桶一样,各种物资需要不同的供给方式,电路上各个元件的供电要求也不一样,有的要求电压高,有的要求电压低,有的要求提供大电流等等,这就要求供电电路提供不同的供电方式。

我们都看过**会开幕式,其中有一段是展示活字印刷术的,由800多名战士表演的,他们钻在道具字模里,该什么时候起立,该什么时候蹲下,彼此看不到,但一丝不乱,一点不错,除了战士们的敬业精神外,靠的什么?靠的就是每人有一个耳机,耳机里播放的是节拍,就和做广播体操的“12345678,22345678……”一样。谁在哪个节点起立,谁在哪个节点蹲下,都按照程序来,才能完成这样的表演。时钟就是起这样的作用。电脑里各个设备工作速度不一样,怎样把他们组织起来,按部就班地展开工作呢?用时钟,也就是给他们喊号子,快的喊一个号干一下,慢的喊两个号、三个号甚至十个号干一下,每个设备都清楚喊号时应该完成什么工作,和自己打交道的设备喊哪个号子就会和自己联系,自己应该在喊哪个号子时去联系别的设备,这样,一清二楚,明明白白,工作有条不紊地进行。如果没有统一的节拍就全乱套了。

现在我们来看舞蹈《千手观音》,开始时演员会都会摆一个预备姿势,其中邰丽华站在最前面,其余每个演员都有自己的位置,手的摆放也都有一定之规,有的在上,有的在下,有的伸直,有的弯曲。接到老师的开始手势后就开始表演。如果她们到别处演出(相当于电脑关机后再开机),开始时也还会摆出相同的姿势,再或者说她们排练时如果有人错了(相当于电脑中途死机),也要退回到开始姿势再开始,而不会我行我素。继续自己刚才的动作,那也就一直错下去了。复位的作用相似于此,各个设备复位的过程就是“归零”,回到自己最初的状态,比如CPU把存储的数据归零,不然就会影响重新开始的计算的结果,应该注意的是,归零是各自归零,归零到自己的“零”,就是自己的原始状态,而不是都归零到相同的状态,正如千手观音只有邰丽华在最前面,而不是所有人都在前面(也不可能)。

通过上面的类比,我们就能理解数字电路这三个基本工作条件了。

第二讲:地线

初学电子时,不了解地线,总爱与大地相联系,看接地符号也觉得别扭,心想既然接地都是连在一起的,干吗不在电路图上直接画连在一起呢?

通俗地理解,地线就是是一个公共电压参考点,电压为0V,别的点的电压都以此为基准,比地线高的为正,比地线低的为负。地线与大地无联系,并不是与大地连在一起的。

地线上没有电压?不一定。在显示器中有“热地”、“冷地”之分,“热地”是交流电直接整流出来的直流电的地,标志是300V滤波电容的负极,而经过变压器隔离之后整流出来的直流电的地就是“冷地”,标志是行管散热片。“热地”与“冷地”之间有100多伏的电压,接触“热地“会触电的!彩电,彩显等的开关电源电路中的开关变压器的初级这边的地是热地,而在次级这边的地就是冷地。在维修时最好用1比1的隔离变压器,只要不同时接触到供电和地就可以避免触电,可以很好的解决在修理中热地会电人的危险。

地线上没电流或电流小?大错特错!这是受到三相四线制交流电的误导。在交流电中,因为电压、电流有相位差,所以相加的结果地线中电流最小。在电子电路中,恰恰相反,地线上的电流是整个电器中最大的。因为电流大,所以地线的压降也大,发热量更大,我们看到线所有路板上的地都是大面积的铜箔,为什么?还不是为了降低电阻。我们不妨把地线比喻成大地,不管多高山上的水,下雨也好,下雪也好,最终都会落到大地上,汇集成江河。电路中不管哪个回路,不管工作电压是高是低,最后都要回到地线形成通路,所以地线上电流最大。

跑线路时,跑到供电停止,跑到地线停止,所有的地线都是连在一起的,在电路图中一般直接画接地符号,简化了图纸,便于分析。

在维修中,经常需要对地打阻值,因为正常电路中对地阻值有个正常范围,如果太小,说明有短路的地方,如果太大或无穷大,说明有断路的地方。

电路中经常有元件需要接地,接地一般是为了屏蔽干扰,增强电路的稳定性。

主板电路中电阻偶有接地的,电感很少有接地的,有大量的电容接地。电容分两种,一种是电解电容,都是供电的滤波电容,为了供电稳定,容量较大,一般100微法以上。还有一种是高频旁路电容,容量几十皮法,是为了旁路高频干扰,提高电路稳定性。第三讲直流交流信号.

除了极少数的设备(比如手电筒)只有直流或者只有交流(比如电灯)外,绝大多数电器中既有直流,也有交流。在设备中直流和交流的关系是怎样的呢?

一般来说,对我们有用的都是交流,也就是变化的电压和电流,最后转化成图象、声音等等,典型的例子就是MP3歌曲(音箱发出)和视频、图片(显示设备发出)。那么直流有什么用?我们还要直流干什么?殊不知没有直流,交流也就成了空中楼阁。直流象长江水,交流就是江里的船,虽然我们只想要船里的货物,但还是要修水道,使水路畅通。水路不通,船不可能到目的地。对电路来说,电路的直流工作状态就是为了保证交流正常工作的必备条件,比如三极管的基极偏置电流、各芯片的供电、各门电路的高电平。船要在水中走才能远行,交流要在直流的基础上才能变化。比如,CRT显示器的三基色信号,末视放的供电电压必须达到80-100V,它的变化幅度才能达到60V,才能满足图象的显示要求。而三阴极电压是在黑电平钳位电压的基础上叠加上三基色信号才能正常显示。我们的维修过程就是检测波形(交流)和波形赖以形成的电压(直流)是否正常,从而判断哪个元件有故障。

下面再说一下信号,我理解信号就是有用的交流。有用的都是交流,但并非所有的交流都是有用的,比如寄生振荡,这是我们不需要的且需要抑制的。

第三讲功能性元件和技术性元件

学电子有个窍门,先学原理,再学具体电路。为什么?因为原理比较简单,容易掌握,在掌握原理的基础上,再详细分析电路图中元件的作用才能心中有数。先整体,再局部。不谋全局者,不足谋一域;不谋万世者,不足谋一时。涉及到电路图,要先看方框图,再看元件图。只有对整个电路的功能、作用清楚了,才能对每个具体元件的作用有全面理解。

我的体会,学习时把所有电路的元件都分为两类,一类是功能性元件,就是对整个电路的功能实现起着主要、不可缺少的作用的元件,也就是说缺少了这个元件或这个元件不正常,电路的基本功能就不能实现。另一类是技术性元件,就是起着配合、补充作用,使电路更加稳定、安全、方便。拿人体来打个比方,心脏、肺脏、大脑就是功能性元件,这些器官出了故障,人就不能存活,或者活着也没有意义(如植物人)。而头发、手指、脚趾就属于技术性元件,有了这些器官,人显得美观、干活更方便,缺一根手指虽然不方便,但是基本不影响人的整体功能的发挥。

在主板电路中,南桥、北桥、电源芯片、时钟芯片等关键元件是功能性元件,而集成声卡、集成网卡等元件就是技术性元件。如果雷击造成集成网卡短路,大可摘掉而加1个外置网卡。在CRT显示器电路中,行管、高压包是功能性元件,而S校正管、节能省电电子开关管是技术性元件。

区分功能性元件和技术性元件的标准是对整体电路的影响大小,做这个区分的好处是便于快速抓住重点,首先理解电路,再就是对维修起指导作用。如果技术性元件出了故障,完全可以让它停止工作(视情况拿掉或者短路),避开它的影响,集中精力解决功能性元件的故障。待功能性元件正常工作后,再考虑如何处理,这样可以简化、加快维修过程。比如,在显示器中节能省电开关管工作状态不正常,我们可以短路CE极,先使电压加到后面电路,根据故障现象很快判断出故障所在,修好后再把短路线去掉(有时甚至不必去)。

在实际维修中,查找元件也是一项基本功。怎么才能很快地找到电路图上标记的某个元件呢?如果我们到火车站接一个人,在数以千计的人海中如何很快找到这个人?光知道这个人是男是女是远远不够的,我们需要知道这个人有什么显著特征。比如很高或很矮,很胖或很瘦,长发很长或很短等等,反正是一个足以把他和其他人区分开来的特征,这样我们就很好找了。如果他本人没有什么很特别的特征,但和他在一起的人有这个特征,那也就好办了。

一般来说,功能性元件都是有显著特点的,第一数量少,第二具备体积大、带散热片、引脚多等特点的一项或多项。据此特征,可以很快找到功能性元件。如果要找技术性元件怎么办,先看它和哪个功能性元件有联系,一般来说,就在这个功能性元件的附近,找到功能性元件后,顺着连线也很容易找到。

我们知道电路中用的最多的元件是电阻,其次是电容,再次就是二极管、三极管、场管、集成电路,电感用的也不多。我们也要具备一些元件封装的知识,说白了,就是元件的外观是什么样子。看到某种样子,要知道它是什么或者可能是什么元件,是电阻、电感、电容,还是二极管、三极管、场管等。比如TO-92封装的一般是三极管,但也有集成电路,TO-252封装的一般是场管,也可能是三极管或集成电路。

第四讲电子元件损坏规律

有生就有死,电子元件也有寿命。电子元件的寿命除了与它本身的结构、性质有关,也和它的使用环境和在电路中所起作用密切相关。

冬天快到了,突来一股寒流,一部分人体格较差,受不了环境的冷热变化,发烧感冒了,但身体强壮的人抵抗能力强,没有生病。这说明生病和自身体质有关。在电路中,身体最强壮的是电阻、电感,其次是电容、半导体器件(包括二极管、三极管、场管、集成电路),也就是说,在同样的工作条件下,半导体器件损坏机率最大,所以我们查找故障元件时要优先检查二极管、三极管、场管、集成电路等,一般半导体器件损坏时以击穿为多见,万用表二极管蜂鸣档测这些器件的任意两脚最低也应有一个PN结的阻值500左右,若是蜂鸣八成是坏了,可拆下再测以确认。

我们都知道,出头的椽子先烂,首长的警卫员要做好随时牺牲的准备,这说明工作岗位决定了危险程度。在电路中,工作在高电压、大电流、大功率状态下的元件无疑承受的压力也大,损坏的可能性大,同时也是电路的关键元件、功能性元件。凡在大电流的地方发热就大(焦耳楞次定律——热量与电流的平方成正比),所以凡是加有散热片的元件都是易损件。大功率的电阻也是易损件。大功率的电阻怎么能看出来?和它的阻值无关,只和它的体积有关,体积越大,功率越大。在电路中,保险丝、保险电阻是最不保险的元件,首先因为它的熔点低,容易断,又因为它是保别人的险,冲到第一线,当警卫员,所以坏时先坏。

元件损坏的方式,有过压损坏、过流损坏。过压损坏如雷击,击穿桥式整流管。过流损坏如显示器行管热击穿。相应于人来说也有各种死法。过压损坏如斩首,人头掉了,人已死了,身体完好无损。过压损坏的元件外观看不出明显的变化,只是参数全变了。过流像毒打致死,一开始还能禁受,越来越不行,等到死了,已是遍体鳞伤、血肉模糊。过流损坏的元件表面温度很高,有裂纹、变色、小坑等明显变化。严重时元件周围的线路板变黄、变黑。

文章来源:网络

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