典型电路分析

典型差分放大电路 1、典型差分放大电路的静态分析1电路组成2静态工作点的计算静态时：v s1=v s2=0, 电路完全对称,所以有I B Rs1+U BE +2I E Re=V EE 又∵ I E =1+βI B ∴ I B1=I B2=I B =通常Rs<<1+βRe,U BE =硅管: I B1=I B2=I B = 因： I C1=I C2=I C =βI B 故： U CE1=U CE2=V CC －I C Rc静态工作电流取决于V EE 和Re;同时,在输入信号为零时,输出信号电压也为零u o= Vc1－VC2=0,即该差放电路有零输入——零输出; 2、差分放大电路的动态分析 1差模信号输入时的动态分析如果两个输入端的信号大小相等、极性相反,即()es BEEE R 12R U V β++-v s1=- v s2= 或v s1- v s2= u idu id称为差模输入信号;在输入为差模方式时,若一个三极管的集电极电流增大时,则另一个三极管的集电极电流一定减小;在电路理想对称的条件下,有：i c1=- i c2; Re上的电流为：i E=i E1+i E2=I E1+ i e1+I E2+ i e2电路对称时,有I E1= I E2= I E、i e1=- i e2,使流过Re上的电流i E=2I E不变,则发射极的电位也保持不变;差模信号的交流通路如图:差模信号下不同工作方式的讨论:①双端输入—双端输出放大倍数：当输入信号从两个三极管的基极间加入、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时,称之为双端输入—双端输出,其差模电压增益与单管放大电路的电压增益相同,无负载的情况下:当两集电极c1、c2间接入负载电阻RL时,双端输入—双端输出时的差模电压放大倍数为：bescs1o1s2s1o2o1idoud rRR22uuA+-==--==βvvvvvvbeLrR+-==s'idoud RuuAβ2R//RR'LcL=❖ 输入电阻： 输出电阻：Rod ≈2Rc ② 双端输入—单端输出 ❖ 放大倍数：❖ 输入电阻：Rid=2rbe❖ 单端输出时的等效电阻为： Rod ≈Rc 2共模输入时的动态分析如果两个输入端信号大小相等、相位相同,即： v s1=v s2=u ic 则称为共模输入信号,用u ic 表示 ;其共模交流通路如图:① 双端输入—双端输出输出的共模电压u oc=v c1－v c2=0,双端输出时的共模电压增益为： ② 双端输入—单端输出其共模电压增益为 计算共模放大倍数Av c 时,由于两个输入信号相等,R e 等效为2R e;Av c 的大小,取决于差分电路的对称性,双端输出时等于零;单端输出时交流通路如图所示;()be bs b be s b bs b d dr2i R i 2R i 2i R i 2u R =-+=-=r i i 0u u u A icc2c1ic oc uc =-==v v ec ic c2ic c1ic oc uc 2R Ru u u u A -≈===v v ()be u u r R 2R 2A s cs1o1s2s1o1id o ud +-==-==βv v v v v综上: 2 双端输入单端输出差模电压放大倍数21111d -i i o id o v v v v v v A ==be L c )//(21-r R R β=be'21-r R Lβ= 共模抑制比K CMR 或双端输出时由于Avc 等于零,K CMR 可认为等于无穷大,单端输出时共模抑制比：恒流源电路的基准电流为：I REF ≈I E4= 又因I E3R3≈I E4R2,所以有I0≈I E3≈ 即三极管V3、 V4及R1、R2、R3等值确定,则I0为一定值;差模特性 741型运放A v O 的频率响应 -()dB lg20VCVDCMR A A K =beeeL be L 11CMR ≈2/'2/'r R R R r R A A K vc vd ββ==21BE4EECCRR UV V +-+REF 32E432I R R I R R =bes cs1o1s2s1o2o1ido udr R R 22u u A +-==--==βv v v v v v 0u u u A icc2c1ic oc uc =-==v v VCVD CMR A A K =开环差模电压增益Av O 开环带宽BW f H 单位增益带宽 BW G f T差模特性2. 差模输入电阻r id 和输出电阻r o➢ BJT 输入级的运放r id 一般在几百千欧到数兆欧 ➢ MOSFET 为输入级的运放r id ＞1012Ω ➢ 超高输入电阻运放r id ＞1013Ω、I IB ≤➢ 一般运放的r o ＜200Ω,而超高速AD9610的r o ＝Ω 3. 最大差模输入电压V idmax 共模特性1. 共模抑制比K CMR 和共模输入电阻r ic一般通用型运放K CMR 为80～120dB,高精度运放可达140dB,r ic ≥100M Ω;2. 最大共模输入电压V icmax一般指运放在作电压跟随器时,使输出电压产生1%跟随误差的共模输入电压幅值,高质量的运放可达± 13V;功率放大器性能分析 1 输出功率:cem cm cem cm o V I V I P 2122=•=L cemL cm R V R I 222121==如果输入足够大,使输出达到最大值 ＶCC-VCES ,此时的功率为最大不失真输出功率 Pom ()LCC L CES CC om R VR V V P 2221≈-21=2 电源提供的功率每个电源只提供半个周期的电流,电源提供的平均功率为：)(sin 2120t d t I V P cm CCV ωωππ⎰•=πcmCC I V 2=3 电路的效率电路的效率是指输出功率与电源提供的功率之比:在输出最大V om ≈ＶCC 时得到最大输出功率:4 管耗时t V v om o ωsin = ⎰=πωπ1)-(21t d R v v V P L o o CCT )4-(12omom CC L V V V R π=V om=0时管耗为0 V om= VCC 时管耗为: ππ4421-=L CC T R V P5 最大管耗与输出功率的关系乙类互补对称电路输入为0时,输出为0,管耗也为0,所以输入较小时管耗较小；但输出信号越大并不意味着管耗也越大; 管耗最大发生在0/1=om T dV dP 时 此时：CC CCom V V V 6.0≈2π=om CCL T P V R P 2.0122max 1≈=πCC cemCCL cm cm CC L cm V o V V V R I I V RI P P •=•===442212πππη%5.78≈42/2ππη===cm CC CC cm Vom I V V I P P。

电路1简单电感量测量装置在电子制作和设计，经常会用到不同参数的电感线圈，这些线圈的电感量不像电阻那么容易测量，有些数字万用表虽有电感测量挡，但测量范围很有限。

该电路以谐振方法测量电感值，测量下限可达10nH，测量范围很宽，能满足正常情况下的电感量测量，电路结构简单，工作可靠稳定，适合于爱好者制作。

一、电路工作原理电路原理如图1（a）所示。

图1简单电感测量装置电路图该电路的核心器件是集成压控振荡器芯片MC1648，利用其压控特性在输出3脚产生频值，测量精度极高。

率信号，可间接测量待测电感LXBB809是变容二极管，图中电位器VR1对+15V进行分压，调节该电位器可获得不同的电压输出，该电压通过R1加到变容二极管BB809上可获得不同的电容量。

测量被测电感L X 时，只需将L X接到图中A、B两点中，然后调节电位器VR1使电路谐振，在MC1648的3脚会输出一定频率的振荡信号，用频率计测量C点的频率值，就可通过计算得出L值。

X 电路谐振频率：f0=1/2π所以L X=1/4π2f02CLxC式中谐振频率f0即为MC1648的3脚输出频率值，C是电位器VR1调定的变容二极管的电容值，可见要计算L X的值还需先知道C值。

为此需要对电位器VR1刻度与变容二极管的对应值作出校准。

为了校准变容二极管与电位器之间的电容量，我们要再自制一个标准的方形RF（射频）电感线圈L0。

如图6—7(b)所示，该标准线圈电感量为0.44µH。

校准时，将RF线圈L0接在图（a）的A、B两端，调节电位器VR1至不同的刻度位置，在C点可测量出相对应的测量值，再根据上面谐振公式可算出变容二极管在电位器VR1刻度盘不同刻度的电容量。

附表给出了实测取样对应关系。

附表振荡频率（MHz）98766253433834二、元器件选择集成电路IC可选择Motoroia公司的VCO（压控振荡器）芯片。

VR1选择多圈高精度电位器。

其它元器件按电路图所示选择即可。

从虚断，虚短分析基本运放电路运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。

在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。

为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位看完后有所斩获。

遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！今天，教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。

虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。

而运放的输出电压是有限的，一般在10 V～14 V。

因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。

开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。

“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。

显然不能将两输入端真正短路。

由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。

因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。

故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。

“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。

显然不能将两输入端真正断路。

在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。

第六章时序逻辑电路典型例题分析第一部分：例题剖析触发器分析例1在教材图6.1所示的基本RS触发器电路中，若⎺R、⎺S 的波形如图P6.1（a）和（b），试分别画出对应的Q和⎺Q端的波形。

解：基本RS触发器，当⎺R、⎺S同时为0时，输出端Q、⎺Q均为1，当⎺R=0、⎺S=1时，输出端Q为0、⎺Q为1，当⎺R=⎺S=1时，输出保持原态不变，当⎺R=1、⎺S=0时，输出端Q为1、⎺Q为0，根据给定的输入波形，输出端对应波形分别见答图P6.1（a）和（b）。

需要注意的是，图（a）中，当⎺R、⎺S同时由0（见图中t1）变为1时，输出端的状态分析时不好确定（见图中t2），图中用虚线表示。

例2 在教材图6.2.3（a）所示的门控RS触发器电路中，若输入S 、R和E的波形如图P6.2（a）和（b），试分别画出对应的输出Q和⎺Q端的波形。

解：门控RS触发器，当E=1时，实现基本RS触发器功能，即：R=0（⎺R=1）、S=1（⎺S=0），输出端Q为1、⎺Q为0；R=1（⎺R=0）、S=0（⎺S=1）输出端Q为0、⎺Q为1；当E=0时，输出保持原态不变。

输出端波形见答图P6.2。

例3在教材图6.2.5所示的D锁存器电路中，若输入D、E的波形如图P6.3（a）和（b）所示，试分别对应地画出输出Q和Q端的波形。

解：D锁存器，当E=1时，实现D锁存器功能，即：Q n+1=D，当E=0时，输出保持原态不变。

输出端波形见答图P6.3。

例4在图P6.4（a）所示的四个边沿触发器中，若已知CP、A、B的波形如图（b）所示，试对应画出其输出Q端的波形。

设触发器的初始状态均为0。

解：图中各电路为具有异步控制信号的边沿触发器。

图（a）为边沿D触发器，CP上升沿触发，Q1n+1= A，异步控制端S D接信号C（R D=0），当C=1时，触发器被异步置位，输出Q n+1=1 ；图（b）为边沿JK触发器，CP上升沿触发，Q2n+1= A⎺Q2n +⎺BQ2n，异步控制端⎺R D接信号C（⎺S D =1），当C=0时，触发器被异步复位，输出Q n+1=0；图（c）为边沿D触发器，CP下降沿触发，Q3n+1= A，异步控制端⎺S D接信号C（⎺R D =1），当C=0时，触发器被异步置位，输出Q n+1=1；图（d）为边沿JK触发器，CP下降沿触发，Q4n+1= A⎺Q4n +⎺BQ4n，异步控制端R D接信号C（S D =0），当C=1时，触发器被异步复位，输出Q n+1=0。

微波典型应用分析—————微波炉图1.，微波炉电路图一、磁控管磁控管是微波炉的核心元件是磁控管，微波炉加热烹饪食物所需的微波能量都是由它产生的，磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。

实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。

管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。

磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。

磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。

管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。

管子内部保持高真空状态。

下面分别介绍各部分的结构及其作用。

1.阳极阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。

在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。

磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。

阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。

阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。

以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。

磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。

这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。

磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振荡。

为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。

另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。

典型电路中的[U-I]图像问题分析作者：***来源：《中学教学参考·理科版》2022年第07期［摘要］在欧姆定律的学习过程中，有一些相对复杂的计算，其中涉及[U-I]图像的运用。

实际教学中，教师应注意引导学生深刻理解[U-I]图像的物理意义，这样一方面能够简化运算过程，另一方面能够提高学生的抽象思维能力。

文章针对典型电路中的[U-I]图像问题进行分析探讨。

［关键词］[U-I]图像；欧姆定律；电路［中图分类号］ G633.7 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-6058（2022）20-0042-03在学习部分电路欧姆定律时，应用[U-I]图像解答相关问题是常考知识点。

中考中，有时也会通过已知的[U-I]图像所提供的信息，考查学生运用串联或并联电路的特点及欧姆定律解决相关问题的能力，而从[U-I]图像中提取有用的信息是解题的关键。

一、读懂[U-I]图像[U-I]图像反映的是通过电阻的电流随它两端的电压变化的关系。

当研究的电阻阻值恒定时，它的[U-I]图像是一条通过原点的倾斜直线（如图1）；当研究的电阻阻值随着某些物理量的变化而变化时，它的[U-I]图像便会是一条过原点的曲线（如图2）。

但是，不论是直线还是曲线，除通过图线可直接读出的电压与电流的信息外，图像的几个重要信息也有重要且特殊的物理意义。

1.原点。

过原点表示当电阻两端所加电压为0时，通过电阻的电流也为0。

2.斜率。

根据数学知识可知，斜率的公式为[k=ΔU/ΔI]，这一公式很容易让人联想起[R=U/I]，认为斜率大小就是阻值大小。

这是对阻值定义以及几何知识理解不透彻的缘故。

结合图1和图2，并以两图中的[A]点为研究对象，当图线是直线时，有[k=ΔU/ΔI=tanθ]，[R=U0/I0=tanθ]，可见这种情况下图像的斜率与阻值的大小相等；当图线为曲线时，有[k=ΔU/ΔI=tan β]，[R=U0/I0=tanα]，可见这种情况下图像的斜率與阻值的大小不相等。

史上最全的运放典型应用电路及分析运放（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种非常重要的电子元件，被广泛应用于各种电路中。

它具有高增益、输入阻抗高、输出阻抗低和大动态范围等特点，适用于信号放大、滤波、求和、差分运算等各种应用。

下面将介绍几个常见的运放典型应用电路。

1. 基本运算放大器（Inverting amplifier）电路：该电路是运放最基本的应用之一，用于放大信号。

它的输入信号通过一个电阻连接到运放的一个输入引脚（负输入端），另一个输入引脚通过一个反馈电阻与输出端相连。

这样，在负输入端和输出端之间形成一个负反馈回路。

根据负反馈原理，输入信号被放大后反馈到负输入端，并与输入信号相位反向，达到放大输入信号的效果。

2. 非反转放大器（Non-inverting amplifier）电路：与基本运算放大器相比，非反转放大器电路在输入信号的反馈上有所不同。

在该电路中，输入信号直接连接到运放的一个输入引脚（正输入端），另一个输入引脚通过一个电阻与负电源端相连。

输出信号通过一个反馈电阻连接到正输入端。

这样，输出信号经过反馈后加入到正输入端，与输入信号相位相同，实现了对输入信号的放大。

3.滤波电路：运放可用于构建各种滤波电路，如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。

滤波器根据频率的不同选择性地削弱或放大信号的不同频段。

例如，低通滤波器能够削弱高频信号，使得输出信号更加接近原始信号的低频部分。

4.增益控制电路：运放可以用于实现可变增益放大器。

通过调节输入信号与反馈电阻之间的比例关系，可以实现对输出信号的不同放大倍数的控制。

这种电路广泛应用于音频设备、通信系统等领域。

5.比较器电路：利用运放的比较特性，可以将其应用为比较器。

比较器通过将待测信号与参考电压进行比较，并给出一个高低电平作为输出信号。

这种电路广泛应用于电压比较、开关控制、实现零点检测等场景。

总而言之，运放的应用非常广泛，可以根据不同的需求设计出各种典型电路。

第三章典型设备电气控制电路分析第一节电气控制电路分析基础第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析第三节T68型卧式镗床电气控制电路分析第四节X62W型卧式铣床电气控制电路分析第五节交流桥式起重机电气控制电路分析第一节电气控制电路分析基础一、电气控制分析的依据依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。

二、电气控制分析的内容设备说明书电气控制原理图电气设备的总装接线图电器元件布置图与接线图三、电气原理图的阅读分析方法先机后电先主后辅化整为零集零为整、统观全局总结特点四、分析举例C650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm ，长度可达3000mm 。

其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。

（一）卧式车床的主要结构和运动情况以C650普通卧式车床为例图3-1 普通车床的结构示意图1-进给箱2-挂轮箱3-主轴变速箱4-溜板与刀架5-溜板箱6-尾架7-光杆8-丝杆9-床身（二）C650车床对电气控制的要求1．主轴电动机M12．冷却泵电动机M23．快速移动电动机M34．电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。

从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：（三）C650车床的电气控制电路分析1．主电路分析2．控制电路分析1）主电动机的点动调整控制2）主电动机的正反转控制3）主电动机的反接制动控制4）刀架的快速移动和冷却泵控制5)辅助电路6）完善的联锁与保护3．电路特点1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。

2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，正、反向停车时均具有反接制动控制。

3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。

4）具有完善的保护与联锁。

第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析一、机床结构与运动形式摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成。

一．电路的基本概念及规律·例题分析例1 来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流．已知质子电荷e=1．60×10-19C，这束质子流每秒打到靶上的质子数为______．假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2,则：n1/ n2 =分析：设质子源到靶之间均匀的加速电场强度为E，则在相距l与4l两处与质子源的电势差分别为：U1=El，U2=4El．令质子通过这两处的速度分别为v1、v2，由电场力的功与电荷动能变化的关系，即qU=mv2/2, v2=2v1在这两处取极短的相等一段长度，可以认为其间质子的速度大小不变，因此要求满足条件n1eSv1=n2eSv2．所以在这两极短长度的质子流中含有的质子数之比为n1/ n2 = v1/v2=2例2 如图11-1所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表A1、A2和A3的内电阻均可忽略，它们的示数分别为I1、I2和I3，则I1∶I2∶I3=______∶______∶______．分析从左到右把电阻两端记为a、b、c、d，该电路中共有三条支线：第一支线由a点经A2到c点，再经R到d点；第二支线由a点经A2到c点，经R到b点，经A3到d点；第三支线由a点经R到b点，再经A3到d点．因此，画出的等效的电路如图11-2所示．不计电流表内电阻时，三个电阻并联．设总电流为I，则通过每个电阻的电流，I1`. I2`. I3` 相等，均为I/3过其中，电流表A1测量的是总电流，即I1=I．电流表A2测量的是流过上面两支路中的电流，即I2=I1`+I2`=2I/3，电流表测量两支路中的电流，即I3=I2`+I3`=2I/3 ，所以I1：I2：I3 = I= 3∶2∶2．例3 如图11-3所示，在输入电压U恒定的电路上，将用电器L接在A、B两端时消耗的功率是9W，将它接在较远的CD两端时消耗的功率是4W，则AC、BD两根输电线上消耗的功率为[]A．1W B．2W C．5W D．13W分析设用电器电阻为R，接在AB和CD两端时的电压分别为U和U′，由P=U2/R=9W，P`=U`2/R=4W，得U`=2U/3。

典型环节的电路模拟实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过电路模拟实验，加深对典型环节电路的理解，掌握电路模拟实验的基本方法和技巧，提高实验操作能力和实验数据处理能力。

二、实验仪器与设备。

1. 电源，直流稳压电源。

2. 示波器，数字示波器。

3. 信号发生器，正弦波信号发生器。

4. 万用表，数字万用表。

5. 电阻箱，标准电阻箱。

6. 电容箱，标准电容箱。

7. 电感箱，标准电感箱。

8. 电路板，实验用电路板。

9. 直流电桥，数字直流电桥。

三、实验内容。

1. 一阶低通滤波器。

搭建一阶低通滤波器电路，利用示波器观察输入输出信号波形，测量幅频特性曲线。

2. 二阶低通滤波器。

搭建二阶低通滤波器电路，观察输入输出信号波形，测量幅频特性曲线。

3. 非线性电路。

搭建非线性电路，观察输入输出信号波形，研究非线性电路的特性。

四、实验步骤与方法。

1. 按照实验要求，搭建电路并连接好各种仪器设备。

2. 调节电源输出电压和信号频率，使其符合实验要求。

3. 利用示波器观察输入输出信号波形，记录数据。

4. 利用万用表测量电路中各元件的电压、电流值。

5. 对实验数据进行处理和分析，绘制幅频特性曲线和特性曲线。

五、实验结果与分析。

1. 一阶低通滤波器实验结果显示，随着频率的增加，输出信号的幅值逐渐减小，符合一阶低通滤波器的特性。

2. 二阶低通滤波器实验结果显示，在一定频率范围内，输出信号的幅值随频率的增加而减小，超过一定频率后，输出信号幅值急剧下降，呈现出二阶低通滤波器的特性。

3. 非线性电路实验结果显示，输入信号的幅值较小时，输出信号基本与输入信号一致；当输入信号幅值较大时，输出信号出现明显的失真现象，符合非线性电路的特性。

六、实验总结。

通过本次实验，我对典型环节电路的特性有了更深入的了解，掌握了电路模拟实验的基本方法和技巧，提高了实验操作能力和实验数据处理能力。

同时，也加深了对电路原理的理解，为今后的学习打下了坚实的基础。

七、存在的问题与改进意见。

如何看懂电路图2－－电源电路单元前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。

一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。

其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。

好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。

同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。

因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。

按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。

下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。

让我们从电源电路开始。

一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。

电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。

常见的家用电器中多数要用到直流电源。

直流电源的最简单的供电方法是用电池。

但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。

电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。

有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。

因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。

其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。

二、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。

（ 1 ）半波整流半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。

在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电（ 2 ）全波整流全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图2 （ b ）。

第4章控制回路典型电路及应用4.1㊀信号系统控制回路典型电路4.1.1㊀预告信号电路图4-1a所示是利用ZC-23型冲击继电器构成的中央复归重复动作的预告信号装置控制电路，其信号启动回路如图b所示㊂图中，M709㊁M710为预告信号小母线；SB1㊁SB2为试验按钮；SB4为音响解除按钮；SM为转换开关；K1㊁K2为冲击继电器；KS为信号继电器；KVS2为熔断器监视继电器；HL为熔断器监视信号灯；HL1㊁HL2为光字牌；HA为警铃㊂由于预告信号电路设置了0.2 0.3s的短延时，所以冲击继电器应具有冲击自动返回的特性，以使瞬时性故障时不发出预告信号㊂而ZC-23型冲击继电器不具有冲击自3024252第4章㊀控制回路典型电路及应用动复归的特性，所以此处将两只冲击继电器反极性串联，以实现冲击自动返回的特性㊂（1）预告信号的启动㊂转换开关SM有 工作 和 试验 两个位置，当SM处于 工作 时，其触头13-14㊁15-16接通㊂如果此时设备发生故障或不正常状态，则图4-1b回路中的相应出口继电器K的动合触头闭合，将信号电源+700经触头K㊁光字牌HL引至预告信号小母线M709㊁M710上㊂因此，冲击继电器K1和K2的变流器T的一次绕组中电流发生突变（如由0变为4A左右），在其二次绕组回路中均感应出一个尖峰脉冲电流㊂由于变流器K2-T是反向连接的，其二次侧的脉冲电流被二极管VD1短路，所以只有K1的干簧继电器KRD动作，其动合触头KRD-1闭合启动继电器K1-KC，K1-KC的一对动合触头KC-1用于自保持，另一对接于K16-14端子间的动合触头KC-2闭合，启动时间继电器KT2，其延时闭合的动合触头经0.2 0.3s延时后闭合，启动中间继电器KC2，KC2的动合触头闭合使警铃发出音响信号，同时接通光字牌HL 发出灯光信号，以显示故障性质（图中未画出）㊂（2）预告信号的冲击自动返回㊂如果在时间继电器KT2的延时触头尚未闭合之前，故障消失，保护出口继电器触头断开，变流器T一次绕组电流突然减小或消失（如由4A变为0），在相应的二次绕组回路中均感应出负602的（反方向）脉冲电流iᶄ2，此时K 1-T 二次侧的脉冲电流被二极管VD 1短路，只有干簧继电器K 2-KRD 动作，其动合触头KRD -2闭合启动继电器K 2-KC，KC 与线圈串联的一对动合触头进行自保持，接于K 2端子4-5间的动断触头KC 断开，切断继电器K 1-KC 的自保持回路，使K 1-KC 复归，时间继电器KT 2也随之复归，使预告信号未及发出，便冲击自动返回㊂（3）预告信号的重复动作㊂音响信号的重复动作，是由不对应启动回路并入一只电阻（第一条线路自动跳闸后，又有第二条线路自动跳闸，相当于在不对应回路上又并入一只电阻），使流过冲击继电器的变流器T 一次绕组中电流再次发生突变，变流器T 的二次侧再次感应出脉冲电流，又一次启动音响信号，如此可实现多次重复动作㊂只不过启动回路的电阻是由光字牌中的电灯代替的㊂（4）预告信号回路的监视㊂利用监察继电器KVS 2对回路的完好性进行监视，KVS 2正常时带电，其延时断开的动合触头在闭合状态，白色信号灯HW 点亮；如果熔断器熔断或回路断线㊁接触不良，其动断触头延时闭合，接通闪光小母线M100（+），HW 闪光，表示回路完好性破坏㊂机电元件组成的中央复归可重复动作的信号装置的核心部件是一个称为冲击继电器的元件㊂目前使用的型号主702第4章㊀控制回路典型电路及应用要有ZC-23型等，其基本工作原理是继电器线圈中通入稳定的电流时，继电器是不会动作的，只有线圈中的电流发生突变增加时（即冲击电流）继电器才会动作，这是由于继电器在直流电路中采用了一个变压器元件的原因㊂利用这个原理构成了重复动作的装置㊂中央信号装置的类型：中央信号装置是发电厂㊁变电所用于集中发出事故信号和预告信号的装置，由于被控制的断路器多，一般都在集中控制地点装设集中的信号装置，以便于及时对事故情况作出正确判断并采取相应措施处理㊂中央信号装置主要包括事故信号和预告信号两大部分㊂事故信号反映断路器跳闸等被认定为故障的情况，预告信号反映电气设备的不正常运行状态㊂一般在一个集中控制地点（例如变电所的集中控制室）只装设一套集中信号装置，该变电所的所有设备发出的事故信号和预告信号都接入该装置，故称为中央信号装置㊂信号装置在发出信号后，如果运行人员不手动恢复，信号应能一直保持不消失，只有运行人员手动操作复归按钮，信号才能消失㊂装置按功能和构成原理可分为中央复归不重复动作的信号装置和中央复归可重复动作的信号装置两种㊂（1）中央复归不重复动作的信号装置㊂是指装置在接收到一个信号（例如某台断路器跳闸）并发出报警音802响后，在运行人员尚未复归时，此时如果紧接着又发生断路器跳闸故障即装置接收到新的信号，由于运行人员尚未复归第一个信号，所以装置不再发出新的报警信号㊂很明显这种装置不容易立即判断有几台设备跳闸㊂所以，这种装置一般用于设备不多的中小型变电所等处㊂但装置的构成比较简单㊂（2）中央复归可重复动作的信号装置㊂在大型变电所和发电厂，高低压断路器等设备数量很多，电气接线复杂，就需要在故障时发出的信号越清楚越好，需要采用可重复动作的信号装置㊂它是指装置在接收到一个信号（例如某台断路器跳闸）并发出报警音响后，在运行人员尚未复归时，此时如果紧接着又发生断路器跳闸故障即装置接收到新的信号，虽然运行人员尚未复归第一个信号，但装置此时仍能发出新的报警信号㊂装置在设计时的技术指标就是要保证能连续发出多个信号㊂4.1.2㊀闪光信号电路在发电厂和变电站中，为区别手动跳㊁合闸和由继电保护及自动装置动作引起的跳㊁合闸，需要设置更易引起值班人员注意的闪光信号，即电灯一明一暗周期变化的信号㊂在其他一些特别需要引起值班人员注意的地方，也需采用闪光信号㊂闪光信号一般受以继电器构成的闪光装置902第4章㊀控制回路典型电路及应用控制，图4-2所示为由两只继电器㊁一个试验按钮和一个信号灯构成的闪光装置控制回路㊂图4-2㊀两只继电器构成的闪光装置控制回路当某一断路器的位置与其控制开关不对应时，负电源通过 不对应 回路与闪光母线M100（+）接通，使中间继电器KC1带电㊂KC1的动作电压较低，在其回路中虽012第4章㊀控制回路典型电路及应用然串联有信号灯（红灯或绿灯）及操作线圈（跳闸线圈YT或合闸接触器YC）也能启动㊂KC1动作后，其动合触头闭合，启动中间继电器KC2；KC2的动断触头断开KC1的线圈回路，同时其动合触头闭合，将正电源直接接至闪光母线M100（+）上，使 不对应 回路的信号灯发出较强的光㊂KC1的线圈断电后，其动合触头延时（约0.1s）返回，又切断KC2的线圈回路；KC2断电后，其触头经一定延时（约0.8s）后进行切换，动合触头断开，动断触头闭合，使KC1线圈再次与M100（+）母线接通， 不对应 回路中的信号灯由于串入了KC1的线圈而变暗㊂如此重复动作下去，信号灯即一明一暗地发出闪光㊂为测试闪光装置是否完好，装设了试验按钮SB和信号灯HW（白灯）㊂信号灯HW平时经SB的动断触头接于正㊁负电源之间，起监视闪光装置直流电源及熔断器FU1和FU2的作用㊂当按下试验按钮SB时，其动合触头闭合，即相当于不对应回路接通，如果闪光装置工作正常，则HW灯发出闪光㊂4.1.3㊀事故信号装置的控制电路事故信号是发电厂和变电站发生事故时断路器跳闸的信号，是最紧急的信号㊂下面介绍两种事故信号电路㊂1.就地复归事故音响信号控制电路112就地复归事故音响信号装置控制电路如图4-3所示㊂图中，HA为蜂鸣器，M708为事故音响小母线㊂图4-3㊀就地复归事故音响信号装置控制电路当有任何一台断路器发生事故跳闸时，由于控制开关与断路器位置不对应，使直流信号小母线负极-700与事212第4章㊀控制回路典型电路及应用故音响信号小母线M708正电源接通，蜂鸣器发出音响㊂为了解除音响，值班人员需找到指示灯（由红灯变绿灯且闪光）的相应控制开关SA1或者SA2，就地将手柄打到相应的跳闸后位置，其触头1-3与19-17断开，则音响解除，同时信号灯闪光消失㊂2.中央复归事故信号装置的控制电路在发生事故时，通常希望音响信号能尽快地解除，以免干扰值班人员进行事故处理，而将光字牌信号保留一段时间，以便判断事故的性质及发生地点㊂这就要求音响信号能在一个集中㊁方便的地点（一般在主控制台上）手动解除，这就是中央复归㊂在大型变电所和发电厂，高低压断路器等设备数量很多，电气接线复杂，就需要在故障时发出的信号越清楚越好，不重复动作的装置就不能满足要求，需要采用可重复动作的信号装置㊂机电元件组成的中央复归可重复动作的信号装置的核心部件是一个称为冲击继电器的元件㊂目前使用的型号主要有ZC-23型等，其基本工作原理是继电器线圈中通入稳定的电流时，继电器是不会动作的，只有线圈中的电流发生突变增加时（即冲击电流）继电器才会动作，这是由于继电器在直流电路中采用了一个变压器元件的原因㊂利用这个原理构成了重复动作的装置㊂图4-4所示是这种装312置的电路图㊂图中的SBT是试验按钮，通过电阻R1接在信号回路的负电源-WS和WAS之间，WAS就称为事故音响小母线㊂实际上所有断路器的事故信号都和按钮SBT 一样全部是并接在-WS和WAS小母线上的㊂只不过是用各个断路器的辅助触头和控制开关触头取代了SBT㊂图4-4㊀中央复归可重复动作的事故信号装置的控制电路当按下按钮SBT（或某一台运行中的断路器跳闸），冲击继电器K中的变压器T的一次绕组得电，二次绕组在瞬间感应出电流使灵敏度极高的继电器KR动作，KR 触头闭合使中间继电器KM动作，KM2的触头KM2闭合412启动继电器KM 1，蜂鸣器HA 带电发出报警响声㊂在运行人员按下复归按钮SB 后，KM 2释放，HA 停止报警响声㊂如果在变压器T 一次绕组中的电流稳定后，即使-WS 和WAS 之间仍然接通（也就是说操作人员尚未将已跳闸的断路器控制开关把手恢复到跳闸后位置，相当于按钮SBT 继续闭合），变压器的二次绕组回路中也不会有电流了，继电器KR 和后面的电路就都不会再动作㊂此时如果又有一台断路器自动跳闸，变压器T 的一次绕组又得到一个冲击脉冲电流，二次绕组在瞬间又感应出电流使灵敏度极高的继电器KR 动作㊂电路重复第一次的动作过程㊂该电路的另一个关键之处是，所有在-WS 和WAS 之间连接的断路器事故信号触头都必须串联有与图中R 1相同的电阻，才能产生多次的冲击电流㊂4.2㊀断路器控制回路典型电路工矿企业供电系统的6 10kV 线路采用油断路器或真空断路器控制，也有采用高压熔断器配合高压接触器（F-C）控制的㊂断路器的操动机构有电磁机构㊁弹簧机构等㊂控制方式有远方控制㊁就地控制等，一般都有运行指示灯监视（合闸和跳闸指示灯）㊂发电厂和大型变电所512第4章㊀控制回路典型电路及应用指示灯大都带有闪光功能㊂一般每条线路装设一组逻辑回路的熔断器㊂4.2.1㊀双灯监控的断路器控制电路图4-5所示为双灯监视的断路器控制电路㊂运行指示灯有两个，即合闸指示灯和跳闸指示灯㊂图中，+㊁-分图4-5㊀双灯监视的断路器控制电路612第4章㊀控制回路典型电路及应用别为控制小母线和合闸小母线（合闸母线接大容量的电源）；M100（+）为闪光小母线；M708为事故音响小母线；-700为信号小母线的负极端；SA为控制开关；FU1 FU4为熔断器㊂（1）手动合闸回路㊂手动合闸，SA的5-8触头㊂接通（或自动装置动作，其K1动合触头闭合），将绿灯（HG）短路，控制母线电压加到合闸接触器KM的线圈上，其动合触头闭合，启动断路器合闸线圈YC，断路器合闸㊂（2）手动跳闸㊂手动跳闸，SA的6-7触头接通（或保护动作，K2触头闭合），将红灯（HR）短路，断路器跳闸线圈YT的电阻大于跳跃闭锁继电器KCF1电流线圈的电阻，YT上承受足够大的电压，使YT启动，QF跳闸㊂（3）跳㊁合闸控制回路完整性监视㊂在跳㊁合闸回路中串入了指示灯㊂1）跳闸回路：合闸后SA的16-13触头接通，在红灯HR与YT回路中，HR亮表示QF在合闸位置（QF动合触头闭合状态），且跳闸回路完好㊂虽YT回路通，但红灯及附加电阻R2的阻值远大于YT的阻值，YT上电压达不到其动作值，所以QF不动作；只有手动跳闸SA的6-7触头接通或保护动作，K2触头闭合，将HR短路时，YT上电压达到其动作值，断路器才跳闸㊂HR上的附加电阻R2712是防止在HR短接时YT误动作而设置的㊂2）合闸回路：同理，跳闸后SA的10-11触头接通，绿灯亮，不仅表示断路器是跳闸位置，而且说明合闸回路是完好的（KM回路接通）㊂（4）自动跳㊁合闸的监视信号㊂断路器自动跳㊁合闸，则灯光发闪光信号㊂1）自动合闸：跳闸后SA的14-15触头接通，此时若QF自动合闸，则HR经SA的14-15触头接闪光小母线M100（+），HR闪光㊂2）自动跳闸：合闸后SA的9-10触头接通，此时若QF自动跳闸，则HG经SA的9-10触头接闪光小母线M100（+），HG闪光㊂（5）熔断器完好监视㊂HR或HG有一个亮，则表明熔断器FU是完好的㊂（6）KCF的动合触头串电阻R4且与K2动合触头并联㊂当K2先于QF跳开时，必先烧K2的触头；而加入KCF的动合触头，QF在合闸位，即使K2先跳开，因有KCF及R4与之并联，所以K2触头也不会烧坏㊂灯光监视控制回路具有以下优点，该控制回路结构简单，红㊁绿灯指示断路器的位置比较明显；但在大型发电厂和变电站中，因控制屏多，所以必须加入音响信号，以便及时引起值班人员注意㊂812断路器控制回路包括回路接线及熔断器，必须对其有经常性的监视，否则当熔断器或控制回路断线（经常是接触不良）时，将不能正常进行跳㊁合闸㊂目前广泛采用的完好性监视方式有两种，即灯光监视和音响监视㊂中小型发电厂和变电站一般采用双灯监视方式，而大型发电厂和变电站则多采用单灯加音响监视方式㊂4.2.2㊀单灯加音响监视的断路器控制电路图4-6所示是电力系统中常用的音响监视的单灯制断路器控制电路㊂该系列与图4-5双灯监视的断路器控制电路相比，其主要区别及特点如下：（1）控制回路与信号回路分开，控制开关只有一个信号灯，电灯装在控制开关手柄内，其触头图表见表4-1㊂（2）控制回路中，在合闸回路中用KCT 线圈代替绿灯（HG），在跳闸回路中用KCF 线圈代替红灯（HR），其余完全相同㊂（3）信号回路中，用KCC 的动合触头代替QF 的动合辅助触头，用KCT 的动合触头代替QF 的动断辅助触头㊂912第4章㊀控制回路典型电路及应用22122第4章㊀控制回路典型电路及应用㊀（4）断线监视信号回路中，用KCT和KCC的动断触头相串联的控制回路断线预告小母线M7131，开关手柄中信号灯是经常亮着的，若灯光熄灭，则说明熔断器熔断㊁控制回路断线或电灯烧坏㊂同时 控制回路断线 光字牌点亮，并发出相应音响信号㊂（5）断路器位置状态的判断方法：1）手动合闸：SA在 合闸后 位，其触头20-17通㊁2-4通，KCC动合触头闭合，灯发平光，则表明QF 在（手动）合闸位㊂2）自动跳闸：SA在 合闸后 位，其触头13-14通；如有事故发生，则保护使QF自动跳闸，KCC动合触头断开，KCT动合触头闭合，信号灯发闪光，表明QF自动跳闸㊂3）手动跳闸：SA在 跳闸后 位，其触头1-3通㊁14-15通，经KCT动合触头，信号灯发平光，表明QF手动跳闸㊂4）自动合闸：SA在 跳闸后 位，其触头18-19通，若自动装置动作，K1触头闭合，则KCC动合触头闭合，信号灯发闪光，表明QF自动合闸㊂单灯制控制回路需由灯光（平光或闪光）及控制开关SA手柄的位置来共同确定断路器QF的位置状态㊂2224.2.3㊀采用电磁操作机构的断路器控制电路图4-7所示为采用电磁操作机构的断路器控制电路，其控制开关采用双向自复式并具有保持触头的LW5型万能转换开关，其手柄正常为垂直位置（0ʎ）㊂顺时针扳转45ʎ，为合闸（ON）操作，手松开即自动返回（复位），保持合闸状态㊂逆时针扳转45ʎ，为分闸（OFF）操作，手松开也自动返回，保持分闸状态㊂图中虚线上打黑点图4-7㊀采用电磁操作机构的断路器控制电路322第4章㊀控制回路典型电路及应用（㊃）的触头，表示在此位置时该触头接通；而虚线上标出的箭头（ң），表示控制开关手柄自动返回的方向㊂图中，WC控制小母线，WL灯光信号小母线，WF 闪光信号小母线，WS信号小母线，WAS信号音响小母线，WO合闸小母线㊂合闸时，将控制开关SA手柄顺时针扳转45ʎ，这时其触头SA1-2接通，合闸接触器KO通电（其中QF1-2原已闭合），其主触头闭合，使电磁合闸线圈YO通电，断路器合闸㊂合闸后，控制开关SA自动返回，其触头SA1-2断开，切断合闸回路，同时QF3-4闭合，红灯HR亮，指示断路器已经合闸，并监视着跳闸线圈YR回路的完好性㊂分闸时，将控制开关SA手柄逆时针扳转45ʎ，这时其触头SA4-8接通，跳闸线圈YR通电（其中QF3-4原已闭合），使断路器QF分闸㊂分闸后，控制开关SA自动返回，其触头SA4-8断开，断路器辅助触头QF3-4也断开，切断跳闸回路，同时触头SA3-4闭合，QF1-2也闭合，绿灯HG亮，指示断路器已经分闸，并监视着合闸线圈KO回路的完好性㊂由于红㊁绿指示灯兼起监视分㊁合闸回路完好性的作用，长时间运行，因此耗能较多㊂为了减少操作电源中储422能电容器能量的过多消耗，因此另设灯光指示小母线WL （+），专用来接入红㊁绿指示灯㊂储能电容器的电能只给控制小母线WC 供电㊂当一次电路发生短路故障时，继电保护装置动作，其出口继电器KM 触头闭合，接通跳闸线圈YR 回路（其中QF 3-4原已闭合），使断路器自动跳闸㊂随后QF 3-4断开，使红灯HR 灭，并切断跳闸回路，同时QF 1-2闭合，而SA 在合闸位置，其触头SA 5-6也闭合，从而接通闪光电源WF（+），使绿灯HG 闪光，表示断路器自动跳闸㊂由于断路器自动跳闸，SA 在合闸位置，其触头SA 9-10闭合，而断路器已跳闸，其触头QF 5-6也闭合，因此事故音响信号回路接通，又发出音响信号㊂当值班员得知事故跳闸信号后，可将控制开关SA 的操作手柄扳向分闸位置（反时针扳转45ʎ后松开），使SA 的触头与OF 的辅助触头恢复 对应 关系，全部事故信号立即解除㊂4.2.4㊀电动机合闸的低压断路器控制电路图4-8所示是采用电动机合闸的低压断路器的控制电路，合闸电动机采用的是交直流两用单相串励电动机㊂图中，M 为电动机电枢绕组，WC 为电动机励磁绕组，YRS 为失电压脱扣线圈，KM 1㊁KM 2为交流接触器，522第4章㊀控制回路典型电路及应用QF为低压断路器的辅助触头，SL为电动机行程到位开关，YR为操作跳闸线圈，图中R为能耗制动的限流电阻㊂图4-8㊀采用电动机合闸的低压断路器的控制电路（1）合闸过程㊂合闸时，按下合闸按钮SB1，由于此时接触器KM1的动断触头KM1-2和断路器动断辅助触头QF是闭合的，所以接触器KM2得电吸引，其所有的动合触头闭合，动断触头断开㊂动合触头KM2-8闭合使KM2线622第4章㊀控制回路典型电路及应用圈自锁，KM2-3㊁KM2-4和KM2-5三个动合触头的闭合和KM2-2㊁KM2-6两个动断触头的断开，使单相串励电动机连接为运行状态，电动机开始转动，带动机构合闸㊂当合闸完成时（即达到合闸后位置），由电动机轴带动的凸轮触及终止行程开关SL，SL的动断触头断开，切断了KM2的自锁回路，KM2线圈失电，其动合触头断开，电动机断电㊂KM2失电后动断触头KM2-2和KM2-6的闭合，使单相串励电动机连接为自励能耗制动电路，电动机迅速制动停转㊂（2）分闸过程㊂按下分闸按钮SB2，由于此时断路器动合辅助触头是闭合的，跳闸线圈YR得电，开关分闸㊂断路器动断辅助触头QF的作用是，当断路器处于合闸状态时，误按合闸按钮SB1，接触器KM2不会吸引㊂若不设该动断辅助触头，在断路器合闸状态时，误按SB1，则KM2吸引，合闸电动机转动运行，这样很可能使搭钩因振动而脱扣，造成不应有的分闸㊂断路器动合辅助触头的另一个作用是当断路器分闸时，误按SB2，跳闸线圈YR的铁心不吸引㊂（3）断路器机构的保护环节如下：1）特殊失电压脱扣器YRS的作用：如果断路器合闸后主回路存在短路故障，合闸后电源电压急剧下降，此时特殊失电压脱扣器YRS的铁心因电压过低而不能吸引，与铁心相连的凸轮将使开关不能合闸，从而保证一旦线路722存在故障断路器就不能合闸㊂合闸后，与主触头相连的机构使YRS失去作用，所以特殊失电压脱扣器YRS只在合闸过程中发生作用㊂2）防止断路器跳跃的环节：由接触器KM1起 防跳跃 作用㊂按下SB1进行合闸操作时，此时KM2-7触头闭合使接触器KM1线圈得电，其动合触头KM1-1闭合，通过合闸按钮SB1使KM1线圈自锁，只要不松开SB1，则KM1线圈总是保持通电㊂KM1吸引后，KM1的动断触头KM1-2断开，切断了KM2线圈与SB1形成通路的路径㊂如果被合闸的主回路存在短路故障，则合闸动作完成后，断路器的过电流保护装置（低压断路器的过电流保护一般采用一次式保护，设在主回路中，控制回路上看不出来）将使断路器跳闸，低压断路器的动断辅助触头QF闭合㊂从合闸到保护装置使断路器跳闸的过程是短暂的，此时很可能操作者的手尚未离开合闸按钮SB1㊂只要SB1不松开，KM1就通过自身的动合触头KM1-1自锁，动断触头KM1-2保持断开状态，所以KM2线圈不可能得电㊂若不设接触器KM1，遇到线路存在故障且操作者按SB1的时间较长时，则断路器跳闸后就又会使KM2得电，而后又进行合闸，合闸后又因保护动作而跳闸㊂直至SB1松开之前，断路器将反复合闸与分闸，产生断路器的 跳跃 现象㊂此时断路器将连续多次地接通和切断短路电流，这对断路器的损伤是严重的㊂822采用电动机合闸的断路器操动机构并不只有这一种类型㊂有不少断路器制造厂采用三相异步电动机作为操动电机，采用电磁抱闸制动，其控制电路与本电路区别较大㊂即使同样采用单相串励电动机作为操动电机，不同制造厂的产品，其控制电路也不完全相同㊂但无论控制电路采取什么回路，有两个性能都是必须具备的：一是合闸完成后电动机能迅速停止转动，即控制电路必须有使电动机制动的功能；二是必须具有断路器 防跳跃 功能㊂分析此电路要掌握两点：第一要了解元件动作的先后次序，这就需要了解断路器的结构，主要是合跳闸过程机构的动作情况；第二是找出电路中的特殊环节，并搞清其动作原理㊂该电路的特殊环节是串励电动机的制动电路㊂电动机制动原理是跳闸时通过电阻R 和交流接触器KM 2的动断触头KM 2-2㊁KM 2-6与电动机的励磁绕组和电枢绕组形成闭合回路，使电动机成为自励能耗制动电路㊂4.2.5㊀故障电流跳闸的控制电路图4-9所示是利用故障电流跳闸的两种方式㊂922第4章㊀控制回路典型电路及应用。

电源电路设计分析实例（经典分析）众所皆知，电源电路设计，乃是在整体电路设计中最基础的必备功夫，因此，在接下来的文章中，将会针对实体电源电路设计的案例做基本的探讨。

电源device电路※输出电压可变的基准电源电路（特征：使用专用IC基准电源电路）图1是分流基准（shunt regulator）IC构成的基准电源电路，本电路可以利用外置电阻Vr1与R3的设定，使输出电压在+2.5V-5V范围内变化，输出电压Vout可利用下式求得：----------------------（1）Vref：内部的基准电压。

图中的TL431是TI的编号，NEC的编号是μPC1093，新日本无线电的编号是NJM2380，日立的编号是HA17431，东芝的编号是TA76431。

※输出电压可变的高精度基准电源电路（特征：高精度、电压可变）类似REF-02C属于高精度、输出电压不可变的基准电源IC，因此设计上必需追加图2的OP增幅IC，利用该IC的gain使输出电压变成可变，它的电压变化范围为+5-+10V。

※利用单电源制作正负电压同时站立的电源电路（特征：正负电压同时站立）虽然电池device的电源单元，通常是由电池构成单电源电路，不过某些情况要求电源电路具备负电源电压。

图3的电源电路可输出由单电源送出的稳定化正、负电源，一般这类型的电源电路是以正电压当作基准再产生负电压，因此负电压的站立较缓慢，不过图3的电源电路正、负电压却可以同时站立，图4中的TPS60403 IC可使输入的电压极性反转。

※40V最大输出电压的Serial Regulator（特征：可以输出三端子Regulator IC无法提供的高电压）虽然三端子Regulator IC的输出电压大约是24V，不过若超过该电压时电路设计上必需与IC以disk lead等组件整合。

图5的Serial Regulator最大可以输出+40V 的电压，图中D2 Zener二极管的输出电压被设定成一半左右，再用R7 VR1 R8 将输出电压分压，使该电压能与VZ2 的电压一致藉此才能决定定数。

电路分析典型习题与解答目录第一章：集总参数电路中电压、电流的约束关系................... 错误!未定义书签。

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第二章网孔分析与节点分析.................................... 错误!未定义书签。

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第三章叠加方法与网络函数.................................... 错误!未定义书签。

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第四章分解方法与单口网络.................................... 错误!未定义书签。

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设计反馈回路要求进行认真的考虑及分析。

我们总是容易忽视那些不需要的“隐性”反馈路径,这对电路设计可能会造成损害。

本文将讨论一种最常见的反馈电路、设计人员可能面临的问题,并将重点讨论问题的解决方案。

TL431／光耦合器反馈电路TL431加光耦合器配置是许多电源转换器设计人员所喜欢的组合。

但是,如果设计不仔细,考虑不周到,就会出现设计问题。

本文将讨论许多经验欠缺的设计人员都很容易误入的陷阱,甚至某些经验丰富的设计人员都难以幸免。

图1给出了一个典型的电路。

R1和R2设置分压器,这样在所需的输出电压上,R1与R2的结电压等于TL431的内部参考电压。

电阻R3以及电容C1和C2在TL431周围提供了所需的反馈回路补偿,可稳定控制回路。

确定其他部分的回路增益后,我们将计算并添加上述组件。

图1中TL431周围的电路增益根据以下公式计算：这里的Zfb为而w指每秒弧度。

要想知道光耦合器回路的增益,就需要了解光耦合器的电流传输率(CTR)。

光耦合器的增益计算如下：(R6/R4)×CTR,即：不过在图1中,TL431电路的总增益还包括另外的因素,因为实际传输函数取决于通过光耦合器LED的电流。

函数为：(Vout-Vcathode)/R4,这里的Vout等于进入TL431的Vsense电压。

我们可以得到TL431和光耦合器的“总增益方程式”如下：在本文中,+1这一项是“隐性的”反馈路径,只要Zfb/R1这一项远远大于1,就可以对其忽略不计。

设计人员将电源转换器各增益因素相乘,就得到电源转换器的开路增益,它是频率的函数,不受反馈电路的影响。

除TL431的增益之外,增益因素包括：变压器匝比、PWM工作输出滤波器组件效应及相应的负载效应,还包括光耦合器效应。

图1 典型的TL431反馈电路转换器以专用开关频率工作。

设计人员知道,总开环增益在低于频率六分之一的一点上肯定会穿越0dB。

大多数设计人员都会为组件和其他设计方案预设容限,大约在十分之一值时就会穿越0dB。