三、单元电路工作原理的分析方法
如果把元器件比作细胞,单元电路就是器官,电路图的整体功能是通过各个单元电路有机组合而实现的。掌握了单元电路的分析方法,才能够看懂整个电路图。分析步骤为:
(1) 模拟电路是处理、传输或产生模拟信号的电路。例如:放大器是对输入信号进行放大(电压放大、电流放大、功率放大等);振荡器是产生信号电压(正弦波或其它波形);电压跟随器是阻抗变换和缓冲;有源滤波器是限制某一频率的信号通过(低通、高通、带通等);调制是将信号电压调制到载波上(调幅、调频、调相等);检波、鉴频或鉴相是从已调载波中解调出信号电压;电压比较器是比较两个电压的大小等。
(2) 数字电路是处理、传输或产生数字信号的电路。例如:门电路是实现基本的逻辑控制;触发器是对数字信号进行变换、存储或处理;计数器是对输入脉冲进行计数;译码器是将一种数码转换为另一种数码;运算电路是完成逻辑运算或算术运算等。
(3) 电源电路是为其他电路提供工作电源或实现电源转换。例如:整流滤波电路是将交流电变换为直流电;稳压电路是提供稳定的工作电压;恒流源是提供恒定的电流;逆变电路是将直流电变交流电;直流变换电路是将一种直流电变换为另一种直流电等。
(1) 放大单元电路,输出信号幅度是输入信号的若干倍,其他特征不变。其中,同相放大器输出信号与输入信号相位相同,反相放大器输出信号与输入信号相位相反,见图17。电压跟随器可理解为放大倍数略小于1的放大器。衰减器可理解为放大倍数小于1的放大器。
(2) 滤波单元电路,输入信号中只有特定频率部分能够到达输出端,其余则被滤除。例如,高通滤波器只允许频率高于转折频率f\(_{o}\)的信号通过,低通滤波器只允许低于f\(_{o}\)的信号通过,带通滤波器只允许频率处于高低转折频率f\(_{1}\)与f\(_{2}\)之间的信号通过,见图18。

(3) 调制单元电路,输入信号包括调制信号和载波信号,输出信号是含有输入调制信号信息的已调载波信号。图19(a)为调幅、(b)为调频示意图。解调电路则相反,输入的是已调载波信号,输出的是调制信号,载波已被滤除。
(4) 数字电路输出输入的关系要符合逻辑表达式和真值表,可用布尔代数进进分析。
(5) 信号发生电路,只有输出端向外提供特定波形和频率的信号。有些信号发生电路具有控制端,以对振荡参数进行调节或振荡控制。
(1) 放大电路是具有一个输入端和一个输出端,输入输出之间是晶体管或集成运放等放大器件,如图20所示。有些放大器具有负反馈。如果输出信号是由晶体管发射极引出,则是射极跟随器电路。
(2) 振荡电路是没有对外的电路输入端,晶体管或集成运放的输出端与输入端之间接有一具有选频功能的正反馈回路,将输出信号的一部分正反馈到输入端以形成振荡。图21(a)中,VT的集电极信号由变压器T倒相后反馈到基极,L1与C2组成选频回路。图21(b)中,IC的输出经R1、C1、R2、C2组成的桥式选频回路正反馈送输入端。
(3) 差动放大器和电压比较器结构类似,都具有两个输入端(正负输入端)和一个输出端,如图22所示。所不同的是,差动放大器中集成运放IC工作于线性放大状态,输出信号是两输入信号差值的A倍(a图,A=R3/R1);电压比较器中IC工作于开关状态(A=∞),输出信号为“1”或“0”(b图)。
(4) 滤波电路是含有电容器或电感器,有源滤波器还含有晶体管或集成运放等有源器件。由于电感器笨重,有源滤波器通常使用电容器作为滤波元件。高通滤波器的电容器接在信号通路中(图23a);低通滤波器的电容器接在旁路或负反馈回路(图23b);带通滤波器在信号通路和负反馈回路中都有电容器(图23c)。

(1) 对交流回路中的交流信号,电路中的耦合电容和旁路电容都视为短路;电源的内阻很小,且电源两端并有大容量的滤波电路,故也视为短路,这样,图24(a)晶体管放大器电路,其交流等效电路就如图24(b)所示。
(2) 直流回路是为单元电路提供电源,电路中电容均视为开路,故图24(a)的直流等效电路如图24(c)所示,为晶体管VT提供直流电源和合适的静态工作点。
四、 理论与实践相结合,不断提高综合分析能力
现以“智能电视场强仪”作为实践,按照上述方法进行电路图分析。
1. 整机功能和技术指标
智能电视场强仪电路图见图25所示,用于测量电视信号的场强。①测量范围:1~60频道,分L、H、U三个频段。②场强量程:0~120dBμV,具有自动换挡衰减器(40dB高频衰减器及20dB中频衰减器)。③具有自动电平比较功能,电平设定范围0~120dB,有音响提示。
2. 判断电路图的信号处理流程
由于整机的功能是测量电视信号的场强,因此,电视信号接入端“IN”为电路的总输入端,指示场强大小的电平表PA2为总输出端,电路图的主信号处理流程方向为从左到右,符合习惯画法。
3. 将电路图分解为10个单元
①高频头TDK-T34V等构成高频放大和变频电路;②IC3等构成第一中放电路;③VT25等构成第二中放电路;④VD37等构成检波电路;⑤IC4-1构成缓冲电路;⑥晶体管VT26和微安表PA2等组成对数电平指示电路;⑦IC1、IC2、VT1~VT24等组成预选调谐电路;⑧集成运放IC4-2、IC5、IC6等组成自动衰减器电路;⑨IC4-3等构成电平比较电路;⑩IC4-4等构成音响提示电路。其中,单元①~⑥组成主信号通道,单元⑦~⑩为辅助电路。图26为其方框图。
4. 分析主通道电路
包括高放变频、两级中放、检波缓冲和电平指示6个单元电路。电视信号由高频头接收放大变频后,中频信号从“IF”端①脚输出,经IC3、VT25两级中放后由VD37峰值检波、IC4-1电压跟随器驱动表头PA2指示出场强的对数电平(dBμV)。
5. 分析辅助电路
包括预选调谐、自动换挡衰减器、自动电平比较电路三部分。①预选调谐由八进制计数分配电路(IC2)控制8位预选器(S1~S8、RP1~RP8),实现对高频头的预选调谐。②自动换挡衰减器采用控制高频头和二中放增益的办法实现三个20dB衰减器(高频2个,中频1个)。IC4-2、IC5-3、IC5-4组成三个施密特比较器,控制三个衰减器的接入或退出。③自动电平比较电路包括电平比较和音响提示两部分,IC4-3为电平比较器,IC4-4为可控振荡器。当场强达到设定电平时发出音响提示。
6. 分析直流供电电路
智能电视场强仪的直流电源包括+12V工作电压和+30V调谐电压。+30V经预选器中的调谐电位器(RP1~RP8)送至高频头调谐端Tu④脚以调谐频率;+12V经预选器中的频段开关(S1~S8)送至高频头的三个频段控制端B\(_{L}\)\(_{H}\)\(_{U}\)⑥⑦⑨脚以选择频段。+12V还为各单元电路供电。
7. 具体分析各单元电路
①高放变频电路是接收电视信号并转换为中频信号,输入的是高频信号,输出的是中频信号;②两级中放电路是对中频信号进行放大,输入、输出都是中频信号;③检波和缓冲电路是对信号进行峰值检波,输入的是中频信号,输出的是直流信号;④电平指示电路指示场强大小,输入的是直流信号,输出由电平表作对数指示;⑤预选调谐电路是选择被测信号;⑥自动衰减器电路是实现自动换挡以扩展测量范围;⑦自动电平比较电路是将被测信号与设定电平进行比较并发出提示音。至此,智能电视场强仪电路图基本分析完毕。
(门宏)



