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电子设计从零开始

时间:2022-08-16 09:30:00 20uf圆柱形直流电容

第1章 进入电子技术

前8章围绕模拟电路:连续变化的信号

光控报警器

电源:USB电池

电阻:电阻、功率和类型

根据焦耳定律,电流通过电阻时会产生热量。电阻越大,电流越大,时间越长,电阻越热

选择额定功率大于最大实际功率的电阻

光敏电阻:其电阻与照射到其表面的光强成反比;光越强,电阻越小,反之亦然

电位器

开关

按钮开关:带锁按钮开关,按下按钮后,按钮不会起来,必须按下按钮才能回到原来的高度;

没有锁按钮开关,按下开关,手离开按钮会自动回到原来的高度

DIP开关:由若干个微型拨动开关组成,之间相互独立,可使用笔尖来拨动这些开关,使DIP开关中的一些关闭,一些断开

Multisim:给电路图起个文件名,记住电路内容;此外,我们的工作过程在绘制电路图的过程中随时保存

二极管:只允许电流单向流经

整流二极管:用于整流电路和检波电路

发光二极管:用于指示灯和照明灯

稳压二极管:稳压电路

正向偏置偏

二极管正导电压:硅管 0.7V 锗管 0.15V

判断二极管是硅管还是锗管,用万能表的电阻党档对二极管进行测量,万能表红表笔(正极)接二极管的负极,黑表笔(负极)接二极管的正极

二极管阻值为1K锗管约4-8K欧为硅管

三极管:用于放大或开关电信号的半导体器件

b——基极(base)、c——集电极(collector)、e——发射极(emitter)

NPN箭头指向e极,PNP箭头指向b极

不确定b、c、e极时,可在网上搜索或测量万用表(一般万能表都有三极管直流放大倍数的测量档)

三极管是具有电流放大功能的装置

三极管直流增益 直流放大倍数称为直流增益,可用于数字万能表h(FE)直接测量测量档

下标F代表正电流,E代表三极管以e极形式连接,"F"和"E"都是大写,说明是与直流相关的参数。如果标记为小写,则与交流相关的特征参数

三极管开关:给三极管b极一个偏置电压,三极管的c极和b极开始导通

蜂鸣器是一种信号提示设备

第2章 收音机中包含的知识

了解收音机周围的电磁波,学习无线电中调制、解调和放大器的基本知识

无线电通信频段

MF频段-中频,MF当频段的电磁波遇到地球电离层时,它会反射。夜间反射的效果比白天好,所以你可以在晚上听到更远的中波广播节目

HF频段——高频,具有短波功能的收音机可以收听到远隔万里的美国或者欧洲的广播节目

单管收音机电路图

小功率无线发射机

——电声元件

没有办法直接将声音传播到很远的地方,因为随着距离的增加,声音在介质中的传播会迅速衰减

如果将声音转换为电信号然后传输,电信号可以通过导线或电磁波传输。一旦衰减,放大器可以用来放大信号

麦克风:将声音转换为电信号的传感器

扬声器:将电信号转换为声信号的换能器

耳机:将电信号还原为声音信号

电容器:储能器件不允许直流通过,但可以让交流通过

电源直接连接到电容器-关闭开关。此时,电容器充电。在这个过程中,有一个短电流。当电容器之间的电压等于电池电压时,电流从电池正极开始,并依次返回电池负极。

充电过程停止,电路中不再有电流流动,电容相当于开路 隔直流通交流

像电池一样,充电电容可以为电路提供电流-储能

电容的容量

电容表面印有容量值和单位 如1000uF,10V 10V代表电容器的耐压值为10V

使用容量加单位缩写的方法 3n3代表3.3nF,33n代表33nF,4p7代表4.7pF

用纯数字来标记 103、10代表容量前两位数,最后一位3代表倍数(0个数),单位为pF

电容的耐压值和漏电流

电容器类型:电解电容器 铝电解电容-圆柱形器件 钽电解电容 在低压电路中可与铝电解电容直接换用,有更小的漏电流和较小误差,但容量一般都不会超过470uF,铝电解电容的容量要大得多

首先,根据电路图中的电路符号,确定是无极性还是极性电容器。一般来说,可以选择两种用途电路。瓷介电容器一般便宜,云母电容量小,电路中信号频率高

铝电解电容器通常用于选择极性电容器。当电路对电容泄漏电流要求较高时,可考虑使用钽电解电容器

串联并联电容器

与电阻串和并联的总电阻计算方法相反

电容后,含有直流成分的交流信号被过滤掉,只剩下交流成分

容抗:交流信号可以通过电容,但毕竟不是导线,会对信号产生一定的影响

电容对交流信号的削减程度与电容量和信号频率有关,将电容对交流信号的削减程能力描述为容性阻抗

电容越大,交流信号频率越高,容抗越小。若信号频率为0,即直流信号,则容抗无限大

电感器:一种将能量储存在流经其电流形成的磁场中的装置(一种储能装置)

电感器在电路中起什么作用?DC,断开开关重新连接,与电感器串联的灯将延迟1-2秒再亮,阻碍电流的变化

接AC,灯不会亮,因为交流信号的电流随时变化,电感器不断对抗变化,没有电流能流过

结论:电感器允许直流通过,以防止交流通过,或电流变化

电感器对交流信号的阻碍程度与电感器对交流信号的电感和频率有关。

电感器电感越大,交流信号频率越高,感应阻力越大

电阻、电容、电感

电阻允许通过直接和交流信号,但部分电压将被分离;

随着信号频率的增加,电容允许交流信号通过,其容抗减小;在直流信号下,当电容充电时,电容消失;

电感允许直流和交流信号通过,但对交流信号的阻碍大于直流,随着频率的增加,感抗变大。

电容分别在放大器的输入和输出端,负责传输交流信号,阻挡直流信号,称为耦合电容,功能是耦合和传输信号

调制与解调

声音或图像信号不直接通过天线发送,主要是因为这些信号的频率相对较低,频率越低,发射天线的尺寸越大

模拟信号的调制方法幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)

由于低频信号(如声音信号)不应直接发送,试图将低频信号嫁接到高频信号,这种嫁接和组合是调制过程 高频周期性信号称为载波。

解调:拆除嫁接在一起的低频信号和高频周期性信号,提取低频信号

幅度调制(AM):以高频载波范围反映低频有用信号的方法,将低频有用信号的高频载波调制成AM信号

调频载波的幅度变化反映了低频有用信号。AM信号的频率等于高频载波,但含有低频有用信号。其高频特性有利于发送和减少干扰。低频有用信号可通过接收端的解调电路恢复

频率调制(FM)

第4章 小信号放大器从扩音大器

小信号放大 放大倍数通常称为输出信号与输入信号的比值

以放大信号范围为主的放大器称为小信号放大器

为功率放大器实现电流放大

麦克风输出反映声音的微信号首先由前放大器(小信号放大器)放大,然后送到主放大器(功率放大器)进行电流放大,以促进扬声器的工作

如果前置放大器的放大倍数直接倍数,直接驱动扬声器,这是不可能驱动的

如果麦克风输出信号直接发送到主放大器进行放大,功率放大器的输入阻抗与麦克风的阻抗不匹配,麦克风的输入信号在放大前被消耗,功率放大器无法获得足够的输入信号

通过小信号放大器与功率放大器的结合,可以实现信号的传输和有效放大

放大器的阻抗匹配是指放大器的输出阻抗等于或类似于下一级放大器或负载的输入阻抗,可以实现更理想的功率传输

三极管的三个直流特性

直流增益(描述了三极管放大电流的倍数)-三极管的直流增益不是恒定的,会随着c极电流的变化而变化

输入(b极)参数:当三极管时b-e正向压降像二极管一样出现在极就像二极管一样Vbe 当三极管的b-e极正偏置时,Vbe=0.7V,始终成立

输出(c极)参数:

三极管技术手册-设备的详细参数

第9章 数字启航

模拟信号是一类幅度随时间连续变化的信号

将这个信号分成n部分,任何时候都会对应一个幅度值,放入一个新的坐标轴中,得到一串离散信号

n信号恢复越大,信号恢复越现实

mp3播放器的原理:代表许多高低电平的音乐存储存储器中,重放时把这些高、低电平转换成模拟信号即可。

1或高电平,0或低电平只是指一个逻辑状态,并不是具体电压值

对于许多+5V供电的数字集成电路来说,+2V以上可视为1或高电平;+0.8V以下则视为0或低电平,介于+0.8——+2V视为分隔区,这个范围内的电平不会被数字系统识别

 

时钟脉冲信号是许多数字系统工作时序的来源,一般由方波充当

经常把一些输出信号与时钟脉冲结合起来描述

时钟脉冲与计数——向计数器发送一个脉冲,计数器每接收到一个脉冲其4路输出状态(二进制)就加1

数制和编码

十六进制

BCD码(8421码)

字模与编码(点阵)

逻辑门

与门有两个或两个以上输入端和一个输出端

74HC08——2输入四与门         74HC11——3输入三与门          74HC21——4输入二与门

非门有一个输入端A和一个输出端Y

电平指示器连接到多媒体音箱功率放大器输出端,可以看到发光二极管随着音乐的变化而闪动

或门 有两个或三个输入端和一个输出端

门和两个窗口的传感器与一个3输入或门相连,或门输出端连接一个报警器

与非门——根据发光二极管的亮灭来判断水箱的水位情况

或非门

 

逻辑门集成电路——目前有3种数字集成技术可用于实现逻辑门器件的制造,分别是TTL、CMOS、ECL

CMOS(互补金属氧化物半导体)——功耗低

逻辑门集成电路   所有逻辑门都可在CMOS或TTL集成电路中找到具体器件,而不同逻辑门由型号的最后两位或三位数字来识别

最后两位数字为04的一般为非门集成电路,比如74HC04是一个高速CMOS门,74LS04是一个低功率肖特基TTL非门等

 

第10章  逻辑门的应用

布尔加法:只要有一个输入变量为1,则布尔加法运算结果就为1

布尔乘法:只有所有的输入变量为1,布尔乘法运算的结果才为1

用布尔代数分析逻辑电路

卡诺图:是一种化简布尔表达式的最优方法

七段数码管:由7个亮段和1个小数点组成,7个亮段实际上就是7个发光二极管

显示的数字和对应的亮段组合之间关联性不强,十分不利于电路的控制,所以不直接控制而使用一个译码器7447进行编码和驱动

组合逻辑的功能器件

加法器

比较器

译码器:检测输入端的二进制数,并在输出端对应位上唯一输出1或0(把二进制翻译成十进制)

编码器:(把十进制翻译成二进制)

 

第11章  翻转与计数

不管是简单逻辑电路还是具有组合逻辑功能的器件,它们的输入、输出与时间并没有太大的关系

时序电路:某一时刻的输出状态不仅与当前输入变量的状态有关,还与前一时刻的状态有关,一般时序电路由组合逻辑电路和存储单元或反馈延迟电路组成

锁存器与触发器是两类典型的双稳态器件。双稳态器件有两个稳定的状态,分别为置位和复位,或者说是1和0。可以永久的保存在1或0上,适合构成存储器

锁存器:是一种双稳态器件,或者说多谐振荡器

任意一个与非门的输出与另一个与非门的输入相连形成负反馈

如果输入状态不变,那锁存器的状态也就不变,二进制信息仿佛被锁住一般。

作为开关过滤器:一旦开关从1打到2上,输出端理应由1变为0。但由于拨动开关时手的抖动或开关接触点接触不良,会导致输出端出现短暂的不稳定跳变过程

边沿触发器:相比锁存器,多了一个时钟脉冲输入端,并只会在时钟脉冲的上升沿或下降沿中翻转          

P428页

 

第12章  单片机就在我们身边

电源(+VCC、GND)

时钟信号

复位

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