1.3 电子电路图的识读
1.3.1 电路图的组成与形式
1.电路图的组成
电路图是由元器件的图形符号、文字符号、连线及文字标注字符等构成的。下面通过图1-32所示双音电子门铃电路图,进一步说明。
图1-32 双音电子门铃电路图
元器件图形符号是构成电子电路图的基本单元,是认识电子产品和电子设备的“语言”。在图1-32所示的双音电子门铃电路图中,各种图形符号代表了组成双音电子门铃的各个元器件。例如,电阻器用小长方形“”表示,电容器用两道短杠“”表示,电感器用连续的半圆形“”表示等。各个元器件图形符号之间用连线连接起来,就可以反映出双音电子门铃的电路结构,即构成了双音电子门铃的电路图。
元器件文字符号是构成电路图的重要组成部分,是元器件的名称。为进一步说明图形符号的性质,在各个元器件的图形符号旁标注有该元器件的文字符号。例如,在图1-32所示的双音电子门铃电路图中,电阻器用文字符号“R”表示,电容器用“C”表示,扬声器用“BL”表示,晶体管用“VT”表示等。在一张电路图中,相同的元器件往往会有多个,这也需要用文字符号将它们加以区别,一般在该元器件文字符号的后面加上序号。例如,在图1-32中,电阻器有8个,则分别以“R1、R2、R3、…,R8”表示;电容器有5个,分别标注为“C1”、“C2”、与“C5”;晶体管有4个,分别标注为“VT1”、“VT2”、“VT3”、“VT4”。
标注性字符用来说明元器件的主要参数或具体型号,通常标注在图形和文字符号旁。例如,图1-32所示的双音电子门铃电路图中,通过标注性字符即可以知道:电阻器R1的阻值为5.6kΩ,R2、R3、R6的阻值为10kΩ,R4、R5的阻值为100kΩ,R7的阻值为1kΩ,R8的阻值为820Ω;电容器C1~C5的电容值为1μF;晶体管VT1、VT2、VT4的型号均为9012、VT3的型号为9013等。标注性字符还用于电路图中其他需要说明的场合。由此可见,标注性字符是分析电路工作原理,特别是定量地分析电路的工作状态所不可缺少的。
图形符号与文字符号是绘制和识读电路图的基础语言,国家有统一的规定,即国家标准,常用元器件图形符号的国家标准编号为GB/T24340—2008《工业机械电气图用图形符号》,文字符号的国家标准编号为GB/T7159—1987《电气技术中文字符号制订通则》。因此,熟悉并牢记国家标准规定的电路图符号,是看懂电路图的基础。初学者在识读电路图时,应能看到一个图形符号就知道其实物是什么,将各种图形符号与元器件实物对号入座。
2.电路图的形式
电子电路图根据对象不同、用途不同有不同的表现形式,如电原理图、框图、印制电路板装配图及工艺安装图等。
用来表示电子电路原理的电路图称为电原理图。电原理图描述了电子产品的电路结构、各单元电路的具体电路形式及各单元电路之间的连接方式;标明了输入、输出的参数要求,每个元器件的型号及性能参数。通过电原理图可以清楚地知道电路设计或电子产品的所有信息。因此,电原理图是产品说明书、设计报告、论文及教科书中常常采用的电路图形式。如图1-33所示为串联型直流稳压电路原理图。
方框图又称框图,根据电子电路的构成划分为几个功能模块,每个模块用方框来表示,方框中注明模块的功能。这种图形是用来对复杂电子电路组成、原理的简单描述或概括,在设计电路初期选定设计方案时经常采用。图1-33所示的串联型直流稳压电路的方框图如图1-34所示。
图1-33 串联型直流稳压电路原理图
图1-34 串联型直流稳压电路方框图
印制电路板装配图俗称印制电路板,是表示各元器件及零部件、整件与印制电路板连接关系的图纸,是用于装配焊接印制板的工艺图样。它能将电路原理图和实际电路板之间联系起来。图1-33所示的串联型直流稳压电路的印制电路板图如图1-35所示。
图1-35 串联型直流稳压电路印制电路板图
知识要诀
电子产品电路图,电器维修要清楚,
图符、文字与连线,还有标注性字符,
元件符号有国标,对照实物不糊涂,
表现方式有几种,框图、原理、装配图。
1.3.2 电路图的识读方法
1.适读电路图的基本方法
电子产品的电路原理图(或称电路图)根据要实现的功能和达到的目的不同,其简繁程度也不同。简单的电路图只有一个单元电路、几个元器件,复杂的电路图往往包含许多单元电路、成千上万个元器件,但基本的看图方法是通用的。
(1)搞清楚电路图的整体功能。电子产品的电路图,是为了完成和实现这个设备的整体功能而设计的,搞清楚电路图的整体功能可以在宏观上对该电路有一个基本的认识,这是看图识图的第一步。电路图的整体功能可以从设备名称入手进行分析。例如图136所示的德生R—202T型两波段收音机电路图,其功能是接收调幅与调频无线电广播。
图1-36 德生R—202T型两波段收音机电路图
(2)判断出电路图的信号流程方向。电路图一般是以所处理的信号流程为顺序、按照一定的习惯规律绘制的。分析电路图总体上也应该按照信号处理流程进行。因此,分析电路图时需要明确该图的信号处理流程方向。
根据电路图的整体功能,找出整个电路图的总输入端和总输出端,即可判断出电路图的信号处理流程方向。例如,在图136所示的收音机电路图中,接收天线为输入端,扬声器为输出端。
(3)化整为零,画出方框图。以主要元器件为核心,将电路图分解为若干个单元电路,并画出方框图。掌握了电路图的整体功能和信号处理流程方向,便对电路有了一个整体的了解,要深入地具体分析电路的工作原理,还必须将复杂的电路图分解为具有不同功能的单元电路。
一般来讲,晶体管、集成电路等是各单元电路的主要元器件。因此,可以以晶体管或集成电路等主要元器件为标志,按照信号处理流程方向将电路图分解为若干个单元电路,并据此画出方框图。方框图有助于掌握和分析电路图。例如,图1-36所示的收音机电路图对应的方框图如图1-37所示。
图1-37 德生R—202T型两波段收音机方框图
(4)分析主通道电路的基本功能。对于较简单的电路图,一般只有一个信号通道;对于较复杂的电路图,往往具有几个信号通道,包括一个主通道和若干个辅助通道。整机电路的基本功能是由主通道各单元电路实现的,因此分析电路图时应首先分析主通道各单元电路的功能,以及各单元电路间的接口关系。
(5)分析辅助电路的功能。辅助电路的作用是提高基本电路的性能并增加辅助功能。在弄懂了主通道电路的基本功能和原理后,即可对辅助电路的功能及其与主电路的关系进行分析。
(6)分析直流供电电路。整机电路的直流工作电源是电池或整流稳压电源,通常将电源安排在电路图的右侧,直流供电电路按照从右到左的方向排列。直流供电电路中的电阻器R和电容器C构成退耦电路,以消除可能经由电源电路形成的有害耦合,这在多级单元电路组成的电路图中比较常见。
(7)平时多看各种电路图。平时要多看、多读、多分析、多理解各种电路图。可以由简单电路到复杂电路,当遇到一时难以搞懂的问题,就要向内行人员请教。只要坚持不懈地努力学习,就能快速读懂、读通各种电路图。
知识要诀
识读电路原理图,整体功能搞清楚,
判出信号的流程,化整为零画框图,
直流供电在右边,分析通道主与辅,
平时多看多分析,不懂就问有好处。
2.识别方框图的方法
方框图是一张很重要的电路图,它的作用在于能简明扼要地说明相应电子设备的工作原理。方框图的种类可分为以下三种:即整机电路方框图、系统电路方框图与集成电路内的方框图。方框图是将电路原理图中每一部分用一个方框给予表示,各方框之间用线连接起来,表示出各单元电路之间的相互关系和位置,这些对识别整机原理图与维修具有重要意义。
整机电路方框图是众多方框图中最复杂的。从中可以看出某一电子产品整机电路的构成及信号的传输途径。创维C7500H型交互式高清有线数字电视机顶盒的整机电路框图如图1-38所示。
图1-38 创维C7500H型交互式高清有线数字电视机顶盒的整机电路框图
系统电路方框图表示整机电路中某一系统电路的组成,是整机电路方框图的下级方框图,因此它比整机电路方框图更加详细。如图1-38中的CD1616LF型调谐器,其组成方框图如图1-39所示。
图1-39 CD1616LF型调谐器方框图
集成电路的内部电路方框图是一种十分常见的方框图,很有实用意义。图1-38中的STV0297E型集成电路的内部方框图如图1-40所示,从该方框图中可以看出集成电路内电路的组成及信号传输路径和有关引脚的作用。
方框图越详细,为识图提供的有益信息就越多,在各种方框图中,集成电路的内电路方框图最为详细。
方框图简明、清楚,可方便地看出电路的组成和信号的传输方向、途径,以及信号在传输过程中的处理过程等。
图1-40 STV0297E型集成电路的内部方框图
方框图中往往用箭头表示信号传输的方向,箭头方向表示了信号的传输方向。尤其是在集成电路内电路方框图中,箭头方向可以帮助了解某引脚是输入引脚还是输出引脚。在集成电路内电路方框图中,当引脚引线的箭头指向集成电路外部时,是信号输出引脚;当引脚引线的箭头指向集成电路内部时,则是信号输入引脚;一些集成电路内电路方框图中,有的引脚上箭头是双向的,则说明该引脚既能输入信号又能输出信号,这种情况多见于数字集成电路内电路方框图中。
识读方框图时要注意:对集成电路主要是了解它的引脚功能与外部特性,对它的内电路不需要进行分析,只要了解信号在集成电路内电路中的放大和处理过程即可。
方框图是众多电路中首先需要记忆的电路图,所以记住整机电路图方框图和其他一些主要系统方框图,是学习电子电路的第一步。厂方提供的电路资料中,一般情况下都不给出整机电路方框图,不过大多数同类型机器的电路组成是相似的,可以利用这一特点,用一种设备的整机方框图作为同类机器的参考。例如,其他类型的高清有线数字电视机顶盒可参考图1-38,其他类型的收音机可参考图1-37。
知识要诀
识读框图要分清,整机、系统与集成,
简明扼要说原理,方便维修起作用,
整机框图最复杂,了解结构与途征,
系统框图较详细,隶属整机低一层,
集成框图很实用,引脚作用要弄明,
识读框图要掌握,箭头指向信流程。
3.适读印刷电路板图的方法
印制电路板图起到电路原理图和实际元器件安装线路板之间的沟通作用,通过印制电路板图可以方便地在实际线路板上找到电路原理图中某个元器件的具体位置。印制电路板图给出了各元器件在线路板上的分布状况和各元器件引脚之间连线(铜箔线路)的走向。图1-41是康佳T2120型彩色电视机显像管视放电路原理图,图1-42是其印制电路板图。
识读印制电路板图时要注意以下几个问题。
(1)看清元器件的图形符号。印制电路板上的元器件一般用图形符号表示,有时也用简化的外形轮廓表示,但都标有与装配方向有关的符号、代号和文字等。
(2)大面积铜箔是地线。印制电路板上大面积铜箔是地线,且电路板上的地线是相通的。开关件的金属外壳也是地线。
(3)从主要元器件开始。识读印制电路板图应以集成电路、晶体三极管、开关件等主要元器件为读图开端,因为这些元器件较少且比较醒目。例如图1-42中,可先找到显像管座,再找其他元器件。
(4)熟悉元器件与单元电路的外形特征。识读印制电路板图应熟悉一些元器件的外形特征,根据外形特征可以找到这些元器件,如集成电路、功率放大管、开关件、变压器等。对于集成电路而言,根据集成电路上的型号可以找到某个具体的集成电路。
一些单元电路也是比较有特征的,根据这些特征可以方便地找到它们。例如整流电路中的二极管比较多,功率放大管上有散热片,滤波电容的容量最大、体积最大等,据此可以找到这些元器件。
图1-41 康佳T2120型彩色电视机显像管视放电路原理图
又如,超外差式收音机电路中,振荡线圈附近的管子是本机振荡管,输出变压器附近的管子是功放管;录音机电路中,录放开关附近的管子是前置放大管。
(5)间接地找电容器与电阻器。印制电路板图中电阻器、电容器较多,找起来不方便,应该间接地找到它们,先找到与它们相连的三极管或集成电路,再找到它们。例如在图1-42中,先找到显像管座,在6脚上便能方便地找到R513,在8脚上便能方便地找到R514。
(6)注意印制电路板图与实物对照。在将印制电路板图与印制电路板对照时,应该注意的是,有的电路图与实物并不完全一致,这时应以实物为准更改原图。因为厂家在生产时,可能对同一型号的不同批产品的部分元器件参数进行了改动,而来不及更改印制电路板图或附印必要的说明。此外,印制过程中也有可能出现错误。
图1-42 康佳T2120型彩色电视机显像管视放电路印制电路板图
印制电路板图是安装、维修或制作电子电气设备不可缺少的图纸之一,如果没有印制电路板图,将影响安装与修理速度,甚至妨碍正常检修工作的顺利展开。因此,初学者应该学会识读印制电路板图。
知识要诀
识读印制电路图,看清元件图形符,
地线相通面积大,应从主要元件入,
外形特征找元件,间接方法找电阻,
安装、维修不可缺,有时图、物会有误。