電子元氣件知識及電波知識

第一節 電阻器

當你打開一臺收音機、錄音機或電視機時,就可以看到很多密密麻麻的電子元器件。其中為數最多的要數一種有引出線的仿圓柱形小棒,它們當中細的有如火柴梗,粗的有如小鞭炮。這就是組成電子電路的主要元件電阻器。

電阻,英文名resistance,通常縮寫為R,它是導體的一種基本性質,與導體的尺寸、材料、溫度有關。歐姆定律說,I=U/R,那麼R=U/I,電阻的基本單位是歐姆,用希臘字母“Ω”表示,有這樣的定義:導體上加上一伏特電壓時,產生一安培電流所對應的阻值。

一、電阻器的作用

電阻的主要職能就是阻礙電流流過。事實上,“電阻”說的是一種性質,而通常在電子產品中所指的電阻,是指電阻器這樣一種元件。師傅對徒弟說:“找一個100歐的電阻來!”,指的就是一個“電阻值”為100歐姆的電阻器,歐姆常簡稱為歐。表示電阻阻值的常用單位還有千歐(kΩ),兆歐(MΩ)。電阻在電路中用“R”加數字表示,如:R15表示編號為15的電阻。電阻在電路中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置、濾波(與電容器組合使用)和阻抗匹配等。

二、電阻器的種類

電阻器的種類有很多,通常分為三大類:固定電阻,可變電阻,特種電阻。在電子產品中,以固定電阻應用最多。而固定電阻以其製造材料又可分為好多類,但常用、常見的有RT型碳膜電阻、RJ型金屬膜電阻、RX型線繞電阻,還有近年來開始廣泛應用的片狀電阻。型號命名很有規律,R代表電阻,T-碳膜,J-金屬,X-線繞,是拼音的第一個字母。在國產老式的電子產品中,常可以看到外表塗覆綠漆的電阻,那就是RT型的。而紅顏色的電阻,是RJ型的。一般老式電子產品中,以綠色的電阻居多。為什麼呢?這涉及到產品成本的問題,因為金屬膜電阻雖然精度高、溫度特性好,但製造成本也高,而碳膜電阻特別價廉,而且能滿足民用產品要求。

電阻器當然也有功率之分。常見的是1/8瓦的“色環碳膜電阻”,它是電子產品和電子製作中用的最多的。當然在一些微型產品中,會用到1/16瓦的電阻,它的個頭小多了。再者就是微型片狀電阻,它是貼片元件家族的一員,以前多見於進口微型產品中,現在電子愛好者也可以買到了,用來做無線竊聽器。

三、電阻器的主要技術參數

電阻的參數識別:電阻的單位為歐姆(Ω),倍率單位有:千歐(KΩ),兆歐 (MΩ)等。

換算方法是:1兆歐=1000千歐=1000000歐

電阻的參數標註方法有3種,即直標法、色標法和數標法

數標法主要用於貼片等小體積的電路,如:

472 表示 47×102Ω(即4.7K); 104則表示10×10

4=100K·

色環標註法使用最多,現舉例如下: 四色環電阻和五色環電阻(精密電阻)

這些直接標註的電阻,在新買來的時候,很容易識別規格。可是在裝配電子產品的時候,必須考慮到為以後檢修的方便,把標註面朝向易於看到的地方。所以在彎腳的時候,要特別注意。在手工裝配時,多這一道工序,不是什麼大問題,但是自動生產線上的機器沒有那麼聰明。而且,電阻器元件越做越小,直接標註的標記難以看清。因此,國際上慣用“色環標註法”。事實上,“色環電阻”佔據著電阻器元件的主流地位。“色環電阻”顧名思義,就是在電阻器上用不同顏色的環來表示電阻的規格。有的是用4個色環表示,有的用5個。有區別麼?是的。4環電阻,一般是碳膜電阻,用3個色環來表示阻值,用 1個色環表示誤差。5環電阻一般是金屬膜電阻,為更好地表示精度,用4個色環表示阻值,另一個色環也是表示誤差。

色環電阻的規則是最後一圈代表誤差

,對於四環電阻,前二環代表有效值,第三環代表乘上的次方數。不要怕,記住顏色和數碼就行啦,其他的不用記。有一個秘訣:面對一個色環電阻,找出金色或銀色的一端,並將它朝下,從頭開始讀色環。例如第一環是棕色的,第二環是黑色的,第三環是紅色的,第四環是金色的,那麼它的電阻值是1、0,第三環是添零的個數,這個電阻添2個零,所以它的實際阻值是1000Ω,即1kΩ。

四、可變電阻

可變電阻又稱為電位器,電子設備上的音量電位器就是個可變電阻。但是一般認為電位器都是可以被手動調節的,而可變電阻一般都較小,裝在電路板上不經常調節。可變電阻有三個引腳,其中兩個引腳之間的電阻值固定,並將該電阻值稱為這個可變電阻的阻值。第三個引腳與任兩個引腳間的電阻值可以隨著軸臂的旋轉而改變。這樣,可以調節電路中的電壓或電流,達到調節的效果。

五、特種電阻

光敏電阻:是一種電阻值隨外界光照強弱(明暗)變化而變化的元件,光越強阻值越小,光越弱阻值越大。如果把光敏電阻的兩個引腳接在萬用表的表筆上,用萬用表的R×1k擋測量在不同的光照下光敏電阻的阻值:將光敏電阻從較暗的抽屜裡移到陽光下或燈光上,萬用表讀數將會發生變化。在完全黑暗處,光敏電阻的阻值可達幾兆歐以上(萬用表指示電阻為無窮大,即指針不動),而在較強光線下,阻值可降到幾千歐甚至1千歐以下。利用這一特性,可以製作各種光控的小電路來。事實上街邊的路燈大多是用光控開關自動控制的,其中一個重要的元器件就是光敏電阻(或者是光敏三級管,一種功能相似的帶放大作用的半導體元件)。光敏電阻是在陶瓷基座上沉積一層硫化鎘(CdS)膜後製成的, 實際上也是一種半導體元件。新村裡聲控樓道燈在白天不會點亮,也是因為光敏電阻在起作用。我們可以用它製作電子報曉雞,清晨天亮時喔喔叫。

熱敏電阻:是一個特殊的半導體器件,它的電阻值隨著其表面溫度的高低的變化而變化。它原本是為了使電子設備在不同的環境溫度下正常工作而使用的,叫做溫度補償。新型的電腦主板都有CPU測溫、超溫報警功能,就是利用了的熱敏電阻。

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電阻器

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電阻器在鑷子

第二節 電容

在我們周圍的物質世界中,大家都能看到許多容器,如糧倉、油筒、杯子等等。在無線電設備中,卻有一種與眾不同的容器,在它內部可儲存電荷,我們稱之為電容器。

電容是電子製作中主要元器件之一,電子製作中需要用到各種各樣的電容器,它們在電路中分別起著不同的作用。與電阻器相似,通常簡稱其為電容,用字母C表示。顧名思義,電容器就是“儲存電荷的容器”。儘管電容器品種繁多,但它們的基本結構和原理是相同的。兩片相距很近的金屬中間被某物質(固體、氣體或液體)所隔開,就構成了電容器。兩片金屬稱為的極板,中間的物質叫做介質。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見的是固定容量的電容,最多見的是電解電容和瓷片電容

一、電容器的作用

電容的特性主要是隔直流通交流。電容是由兩片金屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。在電子線路中,電容用來通過交流而阻隔直流,也用來存儲和釋放電荷以充當

濾波器,平滑輸出脈動信號。小容量的電容,通常在高頻電路中使用,如收音機、發射機和振盪器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲電荷用。而且還有一個特點,一般1μF以上的電容均為電解電容,而1μF以下的電容多為瓷片電容,當然也有其他的,比如獨石電容、滌綸電容、小容量的雲母電容等。電解電容有個鋁殼,裡面充滿了電解質,並引出兩個電極,作為正(+)、負(-)極,與其它電容器不同,它們在電路中的極性不能接錯,而其他電容則沒有極性。

把電容器的兩個電極分別接在電源的正、負極上,過一會兒即使把電源斷開,兩個引腳間仍然會有殘留電壓(學了以後的教程,可以用萬用表觀察),我們說電容器儲存了電荷。電容器極板間建立起電壓,積蓄起電能,這個過程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲存的電荷向電路釋放的過程,稱為電容器的放電

舉一個現實生活中的例子,我們看到市售的整流電源在拔下插頭後,上面的發光二極管還會繼續亮一會兒,然後逐漸熄滅,就是因為裡面的電容事先存儲了電能,然後釋放。當然這個電容原本是用作濾波的。至於電容濾波,不知你有沒有用整流電源聽隨身聽的經歷,一般低質的電源由於廠家出於節約成本考慮使用了較小容量的濾波電容,造成耳機中有嗡嗡聲。這時可以在電源兩端並接上一個較大容量的電解電容(1000μF,注意正極接正極),一般可以改善效果。濾波電容越大,輸出的電壓波形越接近直流,而且大電容的儲能作用,使得突發的大信號到來時,電路有足夠的能量轉換為強勁有力的音頻輸出。這時,大電容的作用有點像水庫,使得原來洶湧的水流平滑地輸出,並可以保證下游大量用水時的供應。

電子電路中,只有在電容器充電過程中,才有電流流過,充電過程結束後,電容器是不能通過直流電的,在電路中起著“隔直流”的作用。電路中,電容器常被用作耦合、旁路、濾波等,都是利用它“通交流,隔直流”的特性。那麼交流電為什麼能夠通過電容器呢?我們先來看看交流電的特點。交流電不僅方向往復交變,它的大小也在按規律變化。電容器接在交流電源上,電容器連續地充電、放電,電路中就會流過與交流電變化規律一致的充電電流和放電電流。

電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小,電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗,它與交流信號的頻率和電容量有關。

二、電容器的分類

電容器的種類很多,按其結構來分,有固定電容器、可變電容器、微調電容器。電容器的電性能和用途在很大程度上取決於所用的電介質,按電介質分類有:電解電容器、瓷片電容器、紙介電容器、油質電容器、薄膜電容器、貼片電容、獨石電容

、鉭電容和滌綸電容等。

三、電容器的主要技術參數

1、電容在電路中一般用“C”加數字表示(如C25表示編號為25的電容)。

2、識別方法:電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同,分直標法、色標法和數標法3種。電容的基本單位用法拉(F)表示,其它單位還有:毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF)。

其中:1F=103mF=106uF=109nF=1012

pF。容量大的電容其容量值在電容上直接標明,如10 uF/16V 。容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數字表示。

字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF

數字表示法:用三位數字表示容量大小,前兩位表示有效數字,第三位數字是倍率,單位一般為pF。如:102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF

3、故障特點

在實際維修中,電容器的故障主要表現為:

(1)引腳腐蝕致斷的開路故障。

(2)脫焊和虛焊的開路故障。

(3)漏液後造成容量小或開路故障。

(4)漏電、嚴重漏電和擊穿故障。

5、耐壓問題

電容器的選用涉及到很多問題。首先是耐壓的問題。

加在一個電容器的兩端的電壓超過了它的額定電壓,電容器就會被擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為6.3V,10V,16V,25V,50V等。

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貼片電容

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在白色背景上的電容

第三節 電感器

電感器是指電感線圈和各種變壓器,能在電路中產生電磁轉換的作用,是電子電路中重要的元件之一。它和電阻、電容、三極管等元件進行適當的組合,能構成放大器、振盪器等功能電路。

電感器在電子製作中雖然使用得不是很多,但它們在電路中同樣重要。我們認為電感器和電容器一樣,也是一種儲能元件,它能把電能轉變為磁場能,並在磁場中儲存能量。電感器用符號L表示,它的基本單位是亨利(H),常用毫亨(mH)為單位。經常和電容器一起工作,構成LC濾波器、LC振盪器等。另外,人們還利用電感的特性,製造了阻流圈、變壓器、繼電器等。

電感在電路中常用“L”加數字表示,如:L6表示編號為6的電感。

電感線圈是將絕緣的導線在絕緣的骨架上繞一定的圈數製成。

直流可通過線圈,直流電阻就是導線本身的電阻,壓降很小;當交流信號通過線圈時,線圈兩端將會產生自感電動勢,自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反,阻礙交流的通過,所以電感的特性是通直流阻交流,頻率越高,線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振盪電路。

電感一般有直標法和色標法,色標法與電阻類似。如:棕、黑、金、金表示1uH(誤差5%)的電感。

電感的基本單位為:亨(H) 換算單位有:1H=103mH=106uH。

一、電感器的作用

電感器的特性恰恰與電容的特性相反,它具有阻止交流電通過而讓直流電通

過的特性。

小小的收音機上就有不少電感線圈,幾乎都是用漆包線繞成的空心線圈或在骨架磁芯、鐵芯上繞制而成的。有天線線圈(它是用漆包線在磁棒上繞制而成的)、中頻變壓器(俗稱中周)、輸入輸出變壓器等等。

變壓器: 是由鐵芯和繞在絕緣骨架上的銅線圈線構成的。絕緣銅線繞在塑料骨架上,每個骨架需繞制輸入和輸出兩組線圈。線圈中間用絕緣紙隔離。繞好後將許多鐵芯薄片插在塑料骨架的中間。這樣就能夠使線圈的電感量顯著增大。變壓器利用電磁感應原理從它的一個繞組向另一個繞組傳輸電能量。變壓器在電路中具有重要的功能:耦合交流信號而阻隔直流信號,並可以改變輸入輸出的電壓比利用變壓器使電路兩端的阻抗得到良好匹配以獲得最大限度的傳送信號功率

電力變壓器就是把高壓電變成民用市電,而我們的許多電器都是使用低壓直流電源工作的,需要用電源變壓器把220V交流市電變換成低壓交流電,再通過二極管整流,電容器濾波,形成直流電供電器工作。電視機顯像管需要上萬伏的電壓來工作,是由“行輸出變壓器”供給的。

當然,電源變壓器也有其不少缺點,例如功率與體積成正比,笨重、效率低等,現在正在被新型的“電子變壓器”所取代。電子變壓器一般是“開關電源”,電腦工作需要的幾組電壓就是開關電源供給的,彩電、顯示器中更是無一例外地使用了開關電源。

繼電器:就是電子機械開關,它是用漆包銅線在一個圓鐵芯上繞幾百圈至幾千圈,當線圈中流過電流時,圓鐵芯產生了磁場,把圓鐵芯上邊的帶有接觸片的鐵板吸住,使之斷開第一個觸點而接通第二個開關觸點。當線圈斷電時,鐵芯失去磁性,由於接觸銅片的彈性作用,使鐵板離開鐵芯,恢復與第一個觸點的接通。因此,可以用很小的電流去控制其他電路的開關。整個繼電器由塑料或有機玻璃防塵罩保護著,有的還是全密封的,以防觸電氧化。

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環形電感線圈

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第四節 電聲器件

簡單的說,電聲器件是把電信號變成聲信號或把聲信號變成電信號的器件。也可以說它能將電能和聲能互相轉換,故常稱電聲器件為“換能器”。常見的電聲器件有揚聲器、耳機和駐極體話筒等。

一、揚聲器

揚聲器俗稱為喇叭,它是收音機、錄音機、音響設備中的重要元件。常見的揚聲器有動圈式、舌簧式、壓電式等好幾種,但最常用的是動圈式揚聲器(又稱電動式)。而動圈式揚聲器又分為內磁式和外磁式,因為外磁式便宜,通常外磁式用得多。當音頻電流通過音圈時,音圈產生隨音頻電流而變化的磁場,在永久磁鐵的磁場中時而吸引時而排斥,帶動紙盆振動發出聲音。

揚聲器在電路圖中的符號很形象。音響用的揚聲器大多要求大功率、高保真。為完美再現聲響,揚聲器又被分為專用的低音、中音、高音,以各司其職。低音揚聲器的紙盆不再由單一的材料構成,出現了布邊、尼龍邊和橡皮邊等揚聲器,使紙盆更有彈性,低音更加豐富。號筒式揚聲器、球頂高音揚聲器使高音更加清晰。另外還有一種全頻揚聲器,它將高、低音揚聲器做在了一起。

揚聲器上一般都標有標稱功率和標稱阻抗值,例如0.25W 8Ω。一般認為揚聲器的口徑大,標稱功率也大。在使用時,輸入功率最好不要超過標稱功率太多,以防損壞。萬用表R1電阻檔測試揚聲器,若有咯咯聲發出說明基本上能用。測出的電阻值是直流電阻值,比標稱阻抗值要小,是正常現象

還有一種壓電陶瓷片,也是一種發聲元件,它利用壓電效應工作,既可以作發聲元件又可以作接收聲音的元件。而且它很便宜,生日卡上的發聲元件就是它。壓電陶瓷片是在園形銅底板上塗覆了一層厚約1mm的壓電陶瓷,再在陶瓷表面沉積一層塗銀層,塗銀層和銅底板就是它的兩個電極。壓電陶瓷有一個奇妙的特性-壓電效應:如將它彎曲,它的表面就會出現異種電荷,如反向彎曲,電荷的極性也會相反。奇妙的是如果在壓電陶瓷片的兩個電極上施加一定的電壓,它就會發生彎曲,當電壓方向改變時,彎曲的方向也隨之改變。

利用壓電效應,有了一種聲-電,電-聲轉換的兩用器件,可以當話筒用:對壓電陶瓷片講話,使它受到聲波的振動而發生前後彎曲,當然人的眼睛分辨不出這種彎曲,在壓電陶瓷片的兩電極就會有音頻電壓輸出。相反地,把一定的音頻電壓加在壓電陶瓷片的兩極,由於音頻電壓的極性和大小不斷變化,壓電陶瓷片就會產生相應的彎曲運動,推動空氣形成聲音,這時候,它又成了喇叭。

壓電陶瓷片作為一種電子元件,在新買來的時候,是不帶引線的,需要自己焊接。一般採用多股軟線,先剝頭搪錫,焊接是要求速度快,焊點小,否則容易損壞壓電陶瓷片嬌嫩的鍍銀層。

還有一種在BP機、小鬧鐘裡廣泛應用的訊響器實質上也是電磁式的。

話筒有電容式的、動圈式的等等,常用的卡拉OK話筒一般都是動圈式的 ,其實它是動圈式揚聲器的反應用。電子製作中常用的話筒是駐極體電容話筒,價錢很便宜(約一元一個),音質也不算差,體積很小。

第五節 晶體二極管

一、晶體二極管的特性

半導體是一種具有特殊性質的物質,它不像導體一樣能夠完全導電,又不像絕緣體那樣不能導電,它介於兩者之間,所以稱為半導體。半導體最重要的兩種元素是硅(讀“gui”)和鍺(讀“zhe”)。我們常聽說的美國硅谷,就是因為起先那裡有好多家半導體廠商。

二極管應該算是半導體器件家族中的元老了。很久以前,人們熱衷於裝配一種礦石收音機來收聽無線電廣播,這種礦石後來就被做成了晶體二極管。

二極管最明顯的性質就是它的單向導電特性,就是說電流只能從一邊過去,卻不能從另一邊過來(從正極流向負極)。我們用萬用表來對常見的1N4001型硅整流二極管進行測量,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負極時,錶針會動,說明它能夠導電;然後將黑表筆接二極管正極,紅表筆接二極管負極,這時萬用表的錶針根本不動或者只偏轉一點點,說明導電不良。

晶體二極管在電路中常用“D”加數字表示,如: D5表示編號為5的二極管。 主要有玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝的等幾種。二極管有兩個電極,並且分為正負極,一般把極性標示在二極管的外殼上。大多數的時候是用一個不同顏色的環來表示負極,有的直接標上“-”號。大功率二極管多采用金屬封裝,並且有個螺帽以便固定在散熱器上。

利用二極管單向導電的特性,常用二極管作整流器,把交流電變為直流電,即只讓交流電的正半周(或負半周)通過,再用電容器濾波形成平滑的直流

。事實上好多電器的電源部分都是這樣的。二極管也用來做檢波器,把高頻信號中的有用信號“檢出來”,老式收音機中會有一個“檢波二極管”,一般用2AP9型鍺管。

二、二極管的種類

二極管的類型也有好幾種,對於電子製作來說,常常用到以下的二極管:用於穩壓的穩壓二極管,用於數字電路的開關二極管,用於調諧的變容二極管,以及光電二極管等,最常看見的是發光二極管

發光二極管在日常生活電器中無處不在,它能夠發光,有紅色、綠色和黃色等,有直徑3mm、5mm和2×5mm長方型的的。與普通二極管一樣,發光二極管也是由半導體材料製成的,也具有單向導電的性質,即只有接對極性才能發光。發光二極管符號比一般二極管多了兩個箭頭,示意能夠發光。通常發光二極管用來作電路工作狀態的指示,它比小燈泡的耗電低得多,而且壽命也長得多。用發光二極管,還可以構成電子顯示屏,證券交易所裡的顯示屏就是由發光二極管點陣構成的,只是因為各種色彩都是由紅綠藍構成,而藍色發光二極管在以前還未大量生產出來,所以一般的電子顯示屏都不能顯示出真彩色。

發光二極管的發光顏色一般和它本身的顏色相同,但是近年來出現了透明色的發光管,它也能發出紅黃綠等顏色的光,只有通電了才能知道。 辨別發光二極管正負極的方法,有實驗法和目測法。實驗法就是通電看看能不能發光,若不能發光就是極性接錯或是發光管損壞。

注意發光二極管是一種電流型器件,雖然在它的兩端直接接上3V的電壓後能夠發光,但容易損壞,在實際使用中一定要串接限流電阻,工作電流根據型號不同一般為1mA到3OmA。另外,由於發光二極管的導通電壓一般為1.7V以上,所以一節1.5V的電池不能點亮發光二極管。同樣,一般萬用表的R×1檔到R×1K檔均不能測試發光二極管,而R×10K檔由於使用15V的電池,能把有的發光管點亮。

用眼睛來觀察發光二極管,可以發現內部的兩個電極一大一小。一般來說,電極較小、個頭較矮的一個是發光二極管的正極,電極較大的一個是它的負極。若是新買來的發光管,管腳較長的一個是正極。

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Led 的二極管

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二極管

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白色背景上的功率二極管

三、二極管的作用

二極管的主要特性是單向導電性,也就是在正向電壓的作用下,導通電阻很小;而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。常把它用在整流、隔離、穩壓、極性保護、編碼控制、調頻調製和靜噪等電路中。電話機裡使用的晶體二極管按作用可分為:整流二極管(如1N4004)、隔離二極管(如1N4148)、肖特基二極管(如BAT85)、發光二極管、穩壓二極管等。

四、使用二極管的注意事項

1、識別方法:二極管的識別很簡單,小功率二極管的N極(負極),在二極管外表大多采用一種色圈標出來,有些二極管也用二極管專用符號來表示P極(正極)或N極(負極),也有采用符號標誌為“P”、“N”來確定二極管極性的。發光二極管的正負極可從引腳長短來識別,長腳為正,短腳為負

2、測試注意事項:用數字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負極,此時測得的阻值才是二極管的正向導通阻值,這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。

五、穩壓二極管

穩壓二極管在電路中常用“ZD”加數字表示,如:ZD5表示編號為5的穩壓管。

1、穩壓二極管的穩壓原理:穩壓二極管的正負極在電路中是反接的,特點就是擊穿後,其兩端的電壓基本保持不變

。這樣,當把穩壓管接入電路以後,若由於電源電壓發生波動,或其它原因造成電路中各點電壓變動時,負載兩端的電壓將基本保持不變。

2、故障特點:穩壓二極管的故障主要表現在開路、短路和穩壓值不穩定。在這3種故障中,前一種故障表現出電源電壓升高;後2種故障表現為電源電壓變低到零伏或輸出不穩定。

六、變容二極管

變容二極管是根據普通二極管內部 “PN結” 的結電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設計出來的一種特殊二極管。變容二極管在無繩電話機中主要用在手機或座機的高頻調製電路上,實現低頻信號調製到高頻信號上,併發射出去。在工作狀態,變容二極管調製電壓一般加到負極上,使變容二極管的內部結電容容量隨調製電壓的變化而變化。

變容二極管發生故障,主要表現為漏電或性能變差:

(1)發生漏電現象時,高頻調製電路將不工作或調製性能變差。

(2)變容性能變差時,高頻調製電路的工作不穩定,使調製後的高頻信號發送到對方被對方接收後產生失真。出現上述情況之一時,就應該更換同型號的變容二極管。

第六節 晶體三極管

半導體三極管也稱為晶體三極管,可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關作用。三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結構成的,而三極管由兩個PN結構成,共用的一個電極成為三極管的基極(用字母b表示)。其他的兩個電極成為集電極(用字母c表示)發射極(用字母e表示)。由於不同的組合方式,形成了一種是NPN型的三極管,另一種是PNP型的三極管。

一、晶體三極管的分類

三極管的分類類很多,按結構可分為點接觸型和麵接觸型;按生產工藝可分為合金型、擴散型和平面型等。但是最常用的分類是從應用角度,依工作頻率分為低頻三極管、高頻三極管和開關三極管;依工作頻率可分為小功率三極管、中功率三極管和大功率三極管;按其導電類型可分為

PNP型和NPN型;按其構成的材料可分為鍺管和硅管。

三極管不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝,大的很大,小的很小。三極管的電路符號有兩種:有一個箭頭的電極是發射極,箭頭朝外的是NPN型三極管,而箭頭朝內的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是電流的方向。NPN型和PNP型兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補,所謂OTL電路中的對管就是由PNP型和NPN型配對使用。電話機中常用的PNP型三極管有:A92、9015等型號;NPN型三極管有:A42、9014、9018、9013、9012等型號。

晶體三極管在電路中常用“VT”加數字表示,如:VT17表示編號為17的三極管。

二、三極管的作用

三極管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號,當然這種轉換仍然遵循能量守恆,它只是把電源的能量轉換成信號的能量罷了。三極管有一個重要參數就是電流放大係數β當三極管的基極上加一個微小的電流時,在集電極上可以得到一個是基極電流β倍的電流,即集電極電流

。集電極電流隨基極電流的變化而變化,並且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化,這就是三極管的放大作用。

三極管還可以作電子開關,配合其它元件還可以構成振盪器。

晶體三極管主要用於放大電路中起放大作用,三、三極管的標識

電子製作中常用的三極管有90××系列,包括低頻小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪聲管9014(NPN),高頻小功率管9018(NPN)等。它們的型號一般都標在塑殼上,而樣子都一樣,都是TO-92標準封裝。在老式的電子產品中還能見到3DG6(低頻小功率硅管)、3AX31(低頻小功率鍺管)等,它們的型號也都印在金屬的外殼上。

我國生產的晶體管有一套命名規則,我們最好還是瞭解一下:

第一部分的3表示為三極管。

第二部分表示器件的材料和結構,A:PNP型鍺材料 B:NPN型鍺材料 C:PNP型硅材料 D:NPN型硅材料

第三部分表示功能,U:光電管 K:開關管 X:低頻小功率管 G:高頻小功率管 D:低頻大功率管 A:高頻大功率管。

另外,3DJ型為場效應管,BT打頭的表示半導體特殊元件。

四、在線工作測量

在實際維修中,三極管都已經安裝在線路板上,要每隻拆下來測量實在是一件麻煩事,並且很容易損壞電路板

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在白色背景上的功率晶體管的集

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第七節 場效應晶體管放大器

1、場效應晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優點,因而也被廣泛應用於各種電子設備中。尤其用場效應管做整個電子設備的輸入級,可以獲得一般晶體管很難達到的性能。

2、場效應管分成結型和絕緣柵型兩大類,其控制原理都是一樣的。

3、場效應管與晶體管的比較

(1)場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管。

(2)場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是既有多數載流子,也利用少數載流子導電。被稱之為雙極型器件。

(3)有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。

(4)場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用。

第八節 可控硅

可控硅也稱作晶閘管,它是由PNPN四層半導體構成的元件,有三個電極,陽極A,陰極K和控制極G 。

可控硅在電路中能夠實現交流電的無觸點控制,以小電流控制大電流,並且不象繼電器那樣控制時有火花產生,而且動作快、壽命長、可靠性好。在調速、調光、調壓、調溫以及其他各種控制電路中都有它的身影。

可控硅分為單向的和雙向的,符號也不同。單向可控硅有三個PN結,由最外層的P極和N極引出兩個電極,分別稱為陽極和陰極,由中間的P極引出一個控制極。

單向可控硅有其獨特的特性:當陽極接反向電壓,或者陽極接正向電壓但控制極不加電壓時,它都不導通,而陽極和控制極同時接正向電壓時,它就會變成導通狀態。一旦導通,控制電壓便失去了對它的控制作用,不論有沒有控制電壓,也不論控制電壓的極性如何,將一直處於導通狀態。要想關斷,只有把陽極電壓降低到某一臨界值或者反向。

雙向可控硅的引腳多數是按T1、T2、G的順序從左至右排列(電極引腳向下,面對有字符的一面時)。加在控制極G上的觸發脈衝的大小或時間改變時,就能改變其導通電流的大小。

與單向可控硅的區別是,雙向可控硅G極上觸發脈衝的極性改變時,其導通方向就隨著極性的變化而改變,從而能夠控制交流電負載。而單向可控硅經觸發後只能從陽極向陰極單方向導通,所以可控硅有單雙向之分。

電子製作中常用可控硅,單向的有MCR-100等,雙向的有TLC336等。

第九節 集成電路

集成電路是一種採用特殊工藝,將晶體管、電阻、電容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件,英文縮寫為IC,也俗稱芯片。集成電路是六十年代出現的,當時只集成了十幾個元器件。 後來集成度越來越高,也有了今天的P-Ⅳ。

集成電路根據不同的功能用途分為模擬和數字兩大派別,而具體功能更是數不勝數,其應用遍及人類生活的方方面面。集成電路根據內部的集成度分為大規模中規模小規模三類。其封裝又有許多形式。“雙列直插”和“單列直插”的最為常見。消費類電子產品中用軟封裝的IC,精密產品中用貼片封裝的IC等。

對於CMOS型IC,特別要注意防止靜電擊穿IC,最好也不要用未接地的電烙鐵焊接。使用IC也要注意其參數,如工作電壓,散熱等數字IC多用+5V的工作電壓,模擬IC工作電壓各異

集成電路有各種型號,其命名也有一定規律。一般是由前綴、數字編號、後綴組成。前綴表示集成電路的生產廠家及類別,後綴一般用來表示集成電路的封裝形式、版本代號等。常用的集成電路如小功率音頻放大器LM386就因為後綴不同而有許多種。LM386N是美國國家半導體公司的產品,LM代表線性電路,N代表塑料雙列直插。

集成電路型號眾多,隨著技術的發展,又有更多的功能更強、集成度更高的集成電路湧現,為電子產品的生產製作帶來了方便。在設計製作時,若沒有專用的集成電路可以應用,就應該儘量選用應用廣泛的通用集成電路,同時考慮集成電路的價格和製作的複雜度。在電子製作中,有許多常用的集成電路,如NE555(時基電路)、LM324(四個集成的運算放大器)、TDA2822(雙聲道小功率放大器)、KD9300(單曲音樂集成電路)、LM317(三端可調穩壓器)等。

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DIP IC [Dual Inline Package Integrated Circuit].

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第十節 三端穩壓IC

電子產品中常見到的三端穩壓集成電路有正電壓輸出的78××系列和負電壓輸出的79××系列。故名思義,三端IC是指這種穩壓用的集成電路只有三條引腳輸出,分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管,TO-220的標準封裝,也有9013樣子的TO-92封裝。

用78/79系列三端穩壓IC來組成穩壓電源所需的外圍元件極少,電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路,使用起來可靠、方便,而且價格便宜。該系列集成穩壓IC型號中的78或79後面的數字代表該三端集成穩壓電路的輸出電壓,如7806表示輸出電壓為正6V,7909表示輸出電壓為負9V。

78/79系列三端穩壓IC有很多電子廠家生產,80年代就有了,通常前綴為生產廠家的代號,如TA7805是東芝的產品,AN7909是松下的產品。有時在數字78或79後面還有一個M或L,如78M12或79L24,用來區別輸出電流和封裝形式等,其中78L系列的最大輸出電流為100mA, 78M系列最大輸出電流為1A,78系列最大輸出電流為1.5A。塑料封裝的穩壓電路具有安裝容易、價格低廉等優點,因此用得比較多。 79系列除了輸出電壓為負,引出腳排列不同以外,命名方法、外形等均與78系列的相同。

因為三端固定集成穩壓電路使用方便,電子製作中經常採用,可以用來改裝分立元件的穩壓電源,也經常用作電子設備的工作電源。

注意三端集成穩壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯,不然容易燒壞。一般三端集成穩壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V,否則不能輸出穩定的電壓,一般應使電壓差保持在4-5V,即經變壓器變壓,二極管整流,電容器濾波後的電壓應比穩壓值高一些

在實際應用中,應在三端集成穩壓電路上安裝足夠大的散熱器(當然小功率的條件下不用)。當穩壓管溫度過高時,穩壓性能將變差,甚至損壞。

當製作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩壓電源,通常採用幾塊三端穩壓電路並聯起來,使其最大輸出電流為N個1.5A,但應用時需注意:並聯使用的集成穩壓電路應採用同一廠家、同一批號的產品,以保證參數的一致。另外在輸出電流上留有一定的餘量,以避免個別集成穩壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒燬。

第十一節 語音集成電路

電子製作中經常用到音樂集成電路和語言集成電路,一般稱為語言片和音樂片。它們一般都是軟包封,即芯片直接用黑膠封裝在一小塊電路板上。語音IC一般還需要少量外圍元件才能工作,它們可直接焊到這塊電路板上。

別看語音IC應用電路很簡單,但是它確確實實是一片含有成千上萬個晶體管芯的集成電路。其內部含有振盪器、節拍器、音色發生器、ROM、地址計算器和控制輸出電路等。音樂片內可存儲一首或多首世界名曲,價格很便宜,幾角錢一片。音樂門鈴都是用這種音樂片裝的,其實成本很低。

不同的語言片內存儲了各種動物的叫聲,簡短語言等,價格要比音樂片貴些。但因為有趣,其應用越來越多。會說話的計算器、倒車告警器、報時鐘表等。語音電路儘管品種不少,但不能根據用戶隨時的要求發出聲音, 因為商品化的語音產品採用掩膜工藝,發聲的語音是做死的,使成本得到了控制。

一般語音集成電路的生產廠家都可以特別定製語音的內容,但因為要掩模,要求數量千片以上。近年來出現的OTP語音電路解決了這一問題。OTP就是一次性可編程的意思,就是廠家生產出來的芯片,裡面是空的,內容由用戶寫入(需開發設備),一旦固化好,再也不能擦除,信息也就不會丟失。它的出現為開發人員試製樣機提供了方便,特別適合於小批量生產。

業餘製作採用可錄放的語言電路是十分方便的,UM5506、ISD1400、ISD2500等,外圍元件極少。我第一次知道可錄放語音集成電路,是在九幾年的無線電雜誌上,記得那時是UM5101和T6668,都是用41256等DRAM的。那時多想有那麼一套,不用磁帶就可以錄音的怪物,還能在放音時隨意變調呢。早期的數碼留言機也用它們,由於使用DRAM,如果沒有後備電池,一旦斷電後,所有的信息都會丟失。

現在採用EEPROM的語音電路大大方便了電子愛好者,它隨錄隨放,不怕掉電,使用方便,外圍元件少。只是價格較貴些,每秒鐘成本約1元人民幣。這類語音錄放集成電路首推(美國)ISD公司的ISD系列。國內、臺灣都有廠家生產兼容的芯片及軟包封的芯片、模塊,但從結構來看,猜想來自於ISD。

t-grid-mode:char'>集成電路型號眾多,隨著技術的發展,又有更多的功能更強、集成度更高的集成電路湧現,為電子產品的生產製作帶來了方便。在設計製作時,若沒有專用的集成電路可以應用,就應該儘量選用應用廣泛的通用集成電路,同時考慮集成電路的價格和製作的複雜度。在電子製作中,有許多常用的集成電路,如NE555(時基電路)、LM324(四個集成的運算放大器)、TDA2822(雙聲道小功率放大器)、KD9300(單曲音樂集成電路)、LM317(三端可調穩壓器)等。

第十二節 數字集成電路

數字集成電路產品的種類很多種。數字集成電路構成了各種邏輯電路,如各種門電路、編譯碼器、觸發器、計數器、寄存器等。它們廣泛地應用在生活中的方方面面,小至電子錶,大至計算機,都是有數字集成電路的身影。

結構上,可分成TTL型和CMOS型兩類。74LS/HC等系列是最常見的TTL電路,它們使用5V的電壓,邏輯“0”輸出電壓為小於等於0.2V,邏輯“1”輸出電壓約為3V。CMOS數字集成電路的工作電壓範圍寬,靜態功耗低,抗干擾能力強,更具優點。數字集成電路有個特點,就是它們的供電引腳,如16腳的集成電路,其第8腳是電源負極,16腳是電源正極;14腳的,它的第7腳是電源的正極。

通常CMOS集成電路工作電壓範圍為3-18V,所以不必像TTL集成電路那樣,要用正正好好的5V電壓。CMOS集成電路的輸入阻抗很高,這意味著驅動CMOS集成電路時,所消耗的驅動功率幾乎可以不計。同時CMOS集成電路的耗電也非常的省,用CMOS集成電路製作的電子產品,通常都可以用乾電池供電。

CMOS集成電路的輸出電流不是很大,大概為10mA左右,但是在一般的電子製作中,驅動一個LED發光二極管還是沒有問題的。此外,CMOS集成電路的抗干擾能力也較強,即行話(專業術語)所說的噪聲容限較大,且電源電壓越高,抗干擾能力越強。

電子製作中常用的數字集成電路有4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066等型號,建議多買些備用。市場上的數字集成電路進口的較多,產品型號的前綴代表生產公司,常見的有MC1XXXX(摩托羅拉)、CDXXXX(美國無線電RCA)、HEFXXXX(飛利普)、TCXXXX(東芝)、HCXXXX(日立)等。一般來說,只要型號相同,不同公司的產品可以互換。

需要注意的是,CMOS集成電路容易被靜電擊穿,因此需要妥善保存。一般要放在防靜電原包裝條中,或用錫箔紙包好。另外焊接的時候,要用接地良好的電烙鐵焊,或者索性拔掉插頭,利用餘熱焊接。不過說實話,現在的CMOS集成電路因為改進了生產工藝,防靜電能力都有很大提高,不少人都不太注意為CMOS集成電路防靜電,IC卻也活著。

第十三節 模擬集成電路

模擬集成電路被廣泛地應用在各種視聽設備中。收錄機、電視機、音響設備等,即使冠上了“數碼設備”的好名聲,卻也離不開模擬集成電路。

實際上,模擬集成電路在應用上比數字集成電路複雜些。每個數字集成電路只要元器件良好,一般都能按預定的功能工作,即使電路工作不正常,檢修起來也比較方便,1是1,0是0,不含糊。模擬集成電路就不一樣了,一般需要一定數量的外圍元件配合它工作。那麼,既然是“集成電路”,為什麼不把外圍元件都做進去呢?這是因為集成電路製作工藝上的限制,也是為了讓集成電路更多地適應於不同的應用電路。

對於模擬集成電路的參數、在線各管腳電壓,家電維修人員是很關注的,它們就是憑藉這些判斷故障的。對業餘電子愛好者來說,只要掌握常用的集成電路是做什麼用的就行了,不常用的集成電路要用時去查找相關的資料。

許多電子愛好者都是從裝收音機、音響放大器開始的,用集成電路裝,確實是一種樂趣。相信大家對這兩者也都感興趣。裝的收音機有兩種,一是AM中波的,通常用CIC7642、TA7641集成塊裝。另一種是FM調頻的,通常要求具有一定的水平,用TDA7010、TDA7021、TDA7088,CXA1019(CXA1191)、CXA1238等。這些集成塊也是收音機廠商所採用的經典IC。

CIC7642外形象一個9013,僅三個引腳,工作於1.5V下,其內部集成了多個三極管,用於組裝直放式收音機,而且極易成功,因此許多電子入門套件少不了它。其兼容型號為MK484、YS414,許多進口的微型收音機、電子錶收音機都用。

TA7641P裝出來的收音機為超外差式,性能要好,但是因為有中周,製作調試都有點複雜,如果能買到套件組裝,那也不算麻煩(照著指示把元件焊到電路板上就行啦)。TDA7000系列是飛利普公司的產品。TDA7010T,TDA7021T,TDA7088T三者有個後綴T,表示是微型貼片封裝的。TDA7088T是可以用變容管和電位器實現電調諧的。

CXA1019是索尼公司生產的, CXA1191是它的改進型號,它們被稱為單片AM/FM收音集成電路,因為一片IC包含了從高頻放大、本振到中頻放大、低頻(音頻)放大的所有功能。CXA1238是AM/FM立體聲收音集成電路,它不包括音頻放大器,但有立體聲解碼功能,通常用於WALKMAN收放機等。這裡有個知識,就是CXA的收音IC同一型號有三種不同的大小(即後綴M型為貼片封裝,S型為小型封裝,P型為DIP封裝)。 傻瓜功放是一種厚膜集成電路,其實不過是把各分立元件封裝在一起,只有輸入引腳用來接音源,輸出引腳接音箱,以及電源引腳,方便了使用。此外,還有TDA2822、LM386等的小功率音頻放大器,在電池供電的產品中作功放。用它們也可做有源音箱,廉價的有源音箱就用它們。

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第十四節 電 池

電池的歷史非常悠久,世界上最古老的電池起源於大約2000年前,這個被叫做“巴格達”的電池,還保存在伊拉克首都的博物館內。

電池有兩個常用的參數,分別為電壓和容量。電壓主要取決於正負極的材料。一般的乾電池,電壓均為1.5V,而充電電池的電壓為1.2V。容量就是容納多少電量,用放電電流和放電時間的乘積表示。例如容量為 500mAh的電池,是指該電池用500mA的電流放電,能使用1個小時。 顯然,如果用 250mA的電流放電,就能使用2個小時,以此類推。

常用常見的電池有錳乾電池,鹼性電池,鎳鎘電池,疊層電池,鈕釦電池等。錳鋅乾電池,標稱電壓1.5V,便宜,但是連續放電性差,不適合大電流放電,而且不能充電,只適用於一些小電流的電子電路。錳乾電池有一個奇怪的特性,間歇放電的時間和比連續放電的時間要長,這是一個使用普通乾電池的訣竅。

鹼性電池,標稱電壓也是1.5V,其電解液是水溶氫氧化鉀液,容量大,能大電流放電,各方面特性均優於錳乾電池。在實際中,越是需要大電流的電路,鹼性電池越能發揮作用。鹼性乾電池在WALKMAN中聽磁帶使用,其壽命比普通電池長許多,在照相機閃光燈中不能使用鎳隔電池,鹼性電池就是最好的選擇。只是鹼性電池價格較貴。

大多數的鹼性電池外殼上,標有“不準充電”的中文或是英文,但事實上,鹼性電池是可以充電的,最多可以充電幾十次。只是對鹼性電池只能採取小電流充電的方法,以50mA的充電電流為宜,而大多數的充電器的充電電流都比較大,結果使電池內的液體流出,腐蝕電器。LR20代表一號鹼性電池,LR6代表五號。

許多計算器上都使用了太陽能硅光電池,有光照的時候給鈕釦電池充電。太陽能電池有長方形片狀的,也有晶體管狀扁圓形的。一般每片能產生0.5V的電壓,需多片串聯以提高電壓,多組並聯以增大輸出電流。 而且一般都和鈕釦電池並聯,以隨時把電能存儲起來,再向小負載供電。

日本早在90年代初就禁止在本土生產鎳隔電池了,以保護他們的環境。而現在市面上那麼多的MADE IN JAPAN 的鎳隔電池又是哪來的? 現在提倡用鎳氫電池,容量又大,又沒有記憶效應,而且環保些。鎘對人體有害!

第十五節 特殊器件

在電阻這一節中,介紹了常用的光敏電阻和熱敏電阻,這裡再介紹一些不太常用的特殊電阻。

力敏電阻:通常電子秤中就有力敏電阻,常用的壓力傳感器有金屬應變片和半導體力敏電阻。力敏電阻一般以橋式連接,受力後就破壞了電橋的平衡,使之輸出電信號。

氣敏電阻:有一種煤氣洩漏報警器,在瓦斯洩漏後會報警,甚至啟動脫排油煙機通風。這種報警器內就是裝置了一種氣敏電阻。這種半導體在表面吸收了某種自身敏感的氣體之後會發生反應,而使自身的電阻值改變。它一般有四個電極,兩個為加熱電極,另兩個為測量電極。氣敏電阻根據型號對不同的氣體敏感。有的是對汽油,有的是對一氧化碳,有的是對酒精敏感。

溼敏電阻:溼敏電阻對環境溼度敏感,它吸收環境中的水分,直接把溼度變成電阻值的變化。

壓敏電阻:壓敏電阻用作電路的過壓保護。將壓敏電阻和電路並聯,其兩端電壓正常時電阻值很大,不起作用。一旦超過保護電壓,它的電阻值迅速變小,使電流盡量從自己身上流過(很有犧牲精神!),從而保護了電路。

霍爾器件:霍爾器件幾乎是每臺錄相機中都用的器件,另外在各種精密的工業設備中也有它的身影。它主要用來檢測磁力,而且基本上都是以“集成霍爾傳感器”的形式出現。用高靈敏的霍爾器件還可以製作電子羅盤。

數碼管:許多電子產品上都有跳動的數碼來指示電器的工作狀態,其實數碼管顯示的數碼均是由七個發光二極管構成的。每段上加上合適的電壓,該段就點亮。為方便連接,數碼管分為共陽型和共陰型,共陽型就是七個發光管的正極都連在一起,作為一條引線。

幹簧管:幹簧管是一種磁敏的特殊開關。它的兩個觸點由特殊材料製成,被封裝在真空的玻璃管裡。只要用磁鐵接近它,幹簧管兩個節點就會吸合在一起,使電路導通。因此可以作為傳感器用,用於計數,限位等等。有一種自行車公里計,就是在輪胎上粘上磁鐵,在一旁固定上幹簧管構成的。裝在門上,可作為開門時的報警、問候等。在“斷線報警器”的製作中,也會用到幹簧管。

第二章 焊接技術

焊接技術是電子產品製作的基本功,正確運用焊接工具與材料,掌握電烙鐵、導線、元器件引線的上錫及焊接方法,才能保證製作各種電子產品的質量。下面我們來學習焊接技術。

第一節 焊接工具

一、常用焊接工具

要把散裝的元器件與零部件,裝配成一個功能電路,需要藉助一些工具才能

完成的,赤手空拳是不行的。在業餘條件下,裝配電子設備的常用工具有電烙鐵、萬用表、起子等10餘種。它們各有不同的特點與用途。

1、現在主要介紹一下電烙鐵。電烙鐵分為外熱式和內熱式兩種,外熱式的一般功率都較大。內熱式的電烙鐵體積較小,而且價格便宜。一般電子製作都用20W-30W的內熱式電烙鐵。當然有一把50W的外熱式電烙鐵能夠有備無患。內熱式的電烙鐵發熱效率較高,而且更換烙鐵頭也較方便。

電烙鐵是用來焊錫的,為方便使用,通常做成“焊錫絲”,焊錫絲內一般都含有助焊的松香。 焊錫絲使用約60%的錫和40%的鉛合成,熔點較低。

松香是一種助焊劑,可以幫助焊接,松香可以直接用,也可以配置成松香溶液,就是把松香碾碎,放入小瓶中,再加入酒精攪勻。注意酒精易揮發,用完後記得把瓶蓋擰緊。瓶裡可以放一小塊棉花,用時就用鑷子夾出來塗在印刷板上或元器件上。

注意市面上有一種焊錫膏(有稱焊油),這可是一種帶有腐蝕性的東西,是用在工業上的,不適合電子製作使用。還有市面上的松香水,並不是我們這裡用的松香溶液。

電烙鐵是捏在手裡的,使用時千萬注意安全。新買的電烙鐵先要用萬用表電阻檔檢查一下插頭與金屬外殼之間的電阻值,萬用表指針應該不動。否則應該徹底檢查。

最近生產的內熱式電烙鐵,廠家為了節約成本,電源線都不用橡皮花線了,而是直接用塑料電線,比較不安全。強烈建議換用橡皮花線,因為它不像塑料電線那樣容易被燙傷、破損,以至短路或觸電。

2、其他常用工具

有尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗、螺絲刀、鑷子、剪刀、鉤針、中空針管、無感起子、有磁起子。

二、上錫

新的電烙鐵或使用久後更新的烙鐵頭,在使用前用銼刀銼一下烙鐵的尖頭,接通電源後等一會兒烙鐵頭的顏色會變,證明烙鐵發熱了,然後用焊錫絲放在烙鐵尖頭上鍍上錫,使烙鐵不易被氧化。在使用中,應使烙鐵頭保持清潔,並保證烙鐵的尖頭上始終有焊錫

使用烙鐵時,烙鐵的溫度太低則熔化不了焊錫,或者使焊點未完全熔化而成不好看、不可靠的樣子。太高又會使烙鐵“燒死”(儘管溫度很高,卻不能蘸上錫)。 另外也要控制好焊接的時間,電烙鐵停留的時間太短,焊錫不易完全熔化、接觸好,形成“虛焊”,而焊接時間太長又容易損壞元器件,或使印刷電路板的銅箔翹起。

一般一兩秒內要焊好一個焊點,若沒完成,寧願等一會兒再焊一次。焊接時電烙鐵不能移動,應該先選好接觸焊點的位置,再用烙鐵頭的搪錫面去接觸焊點。

三、如何拆卸錫焊元器件

對初學者來說,如何順利地將線路板上的元器件拆下來是經常碰到的實際問題,弄不好線路板上銅皮就會起泡,不但影響美觀,有時還會擴大故障範圍。下面介紹幾種簡單拆卸方法,供初學者專心參考。

一是用通針。根據元件管腳粗細和線路板孔徑大小選用適當號數的醫用針頭或活動鉛筆頭等空心管作通針,使用時先用烙鐵熔化焊點,再將通針套住管腳插入線路板孔,然後移開電烙鐵,不斷轉動通針並輕微搖動,直至焊錫重新凝固,管腳就與線路板脫離了。

二是用專用工具。 吸錫電烙鐵是常用拆卸工具,它與普通電烙鐵的不同之處在於能夠"吸收"線路板上的焊錫。拆卸集成電路等器件時可採用專用烙鐵頭,它能將集成塊所有管腳的焊點同時熔化。使我們順利取下集成塊。簡易吸錫鉻鐵也可以自制。只需將普通電烙鐵頭的斜面銼成凹面即可,使用凹面朝上放至焊點下方,焊錫點就會自動流入凹面脫離線路板。

三是用裸導線吸錫。可採用普通花線(即燈頭線),最好是屏蔽線中的網線,要選用未老化的。使用時剝掉電線外絕緣層,屏蔽線還要抽掉芯線,最好先鍍少許松香以增加吸錫效果。然後用電烙鐵頭將導線壓在焊點上,待焊錫熔化後慢慢抽動電線,焊錫將被電線帶走,此法很適合管腳特別粗大的焊點(因為粗大通針不太容易找到)。

四是用小號油漆刷。焊點熔化後用刷子刷幾下使焊錫脫離線路板。不過要注意刷下的焊錫絕不能吸附在線路板的其他部位。

第二節 元器件的焊接方法

焊接技術是電子產品製作過程中的重要技能,焊接質量的好壞直接影響到產品的質量,是保證製作優質電子產品的關鍵性操作之一。初學者必須嚴格要求自己,苦練基本功,使自己掌握過硬的技能,以保證製作電子產品的質量。一個好的焊點,應該是表面光亮、錫量適中、牢固可靠且呈圓錐型(即浸潤型)。

在學習焊接的過程中,應該牢記:凡是要焊接的部位,必須先上錫(已上錫或很光亮的元件可不必上錫),沒有上錫就不要焊接。

電子產品常用的焊接方法有兩種:一是送錫焊接法,二是帶錫焊接法。

當操作者的一個手拿了電烙鐵後,如果另一個手可騰出來拿錫絲時,最好採用送錫焊接法,這樣可比較容易保證焊點的質量;如果另一個手需要拿鑷子夾元件等時,那麼就只能採用帶錫焊接法。

一、送錫焊接法

1、一般元器件的焊接

將上了錫的元器件從電路板的元件面插入,使元器件的金屬引線垂直覆銅面,並調整好元件的高度,在電路板上用送錫法進行焊接的步驟:加熱、送絲和移開。

加熱:操作者一般用右手握著電烙鐵,將烙鐵頭的刃口以與印刷電路板45°的角度同時加熱被焊接面(焊盤)和元器件的引線。加熱時間大約是3秒鐘,注意加熱時間不宜過長,否則就會因烙鐵高溫氧化覆銅板,造成不好焊接。

送絲:加熱後,保持烙鐵頭的角度不變,操作者一般用左手拿著焊錫絲,並從烙鐵頭對面接觸被焊接的引線和焊盤,當看到錫絲溶化並開始向四周擴散後,就轉到送錫焊接法的第三步(即移開)。送絲時注意印刷電路板儘量要放置平穩,並保持元器件引線的穩定,送絲的時間與焊錫絲的質量、覆銅的光亮度、電烙鐵的溫度等因素有關。

移開:當看到焊錫絲溶化並開始向四周擴散後,想把左手拿的錫絲移開,然後看到錫絲充分熔化並浸潤被焊接的引線和焊盤時。再將右手拿的電烙鐵順勢沿著元器件的引線向上移開。焊錫凝固前,被焊物不可晃動,否則易造成虛焊,從而影響焊接質量。

2、特殊元器件的焊接

焊接耳機插座、雙聯電容器時,完成其焊接時,一定要注意焊接時不要過長,否則過高的溫度容易通過引線傳導至塑料而使其燙壞,造成整個器件的損壞。

焊接話筒、三極管等元件時,焊接時間也不宜過長,否則也會損壞器件。

焊接集成電路(含音樂片)、場效應管時,電烙鐵的外殼應有良好的接地,如果無條件將電烙鐵外殼接地,則焊每個點時必須把電烙鐵的插頭拔下才能進行,這樣才能防止集成電路在焊接時被損壞。

二、帶錫焊接法

焊接前,將準備好的元件插入印刷電路板的規定位置,經檢查無誤後,就可用送錫焊接法進行焊接,焊接時,用烙鐵頭的刃口沾帶上適量的焊錫,再將烙鐵頭的刃口接觸被焊接元件的引線和焊盤,當看到錫絲充分熔化並浸潤被焊接的引線和焊盤時,就可將烙鐵頭移開,這樣就可以焊出牢固的焊點。

烙鐵頭的刃口上帶的錫量的多少,要根據焊點的大小而定,烙鐵頭的刃口與焊接電路板的角度最好是45°。角度小,則焊點就小,角度大,則焊點就大。操作者不要認為焊錫量越多越好,錫量過多,不但浪費焊錫,而且焊點內部也不一定焊透,焊點的牢固性反而變差,過多的焊錫,還會溢向附近的覆銅從而造成短路;當然,錫量太少,會焊接不牢,使元件易脫離印刷電路板。

焊接時注意烙鐵頭不要輕輕點幾下就離開焊接位置,這樣雖然在焊點上也留有焊錫,但這樣的焊接是不牢固的,容易影響焊接的質量。

第三節 虛、假焊和解焊

造房子,一定要把每一塊磚砌牢。製作電子產品,一定要保證每個元器件的焊接質量,即焊點要表面光亮、錫量適中、牢固可靠且呈凹面型(即浸潤型)。在初學焊接時,容易出現虛焊和假焊,虛焊和假焊會給電子產品帶來隱患,焊接時一定要保證質量。

一、虛焊和假焊

虛焊是由於焊接前沒有將引線上錫造成的。虛焊看起來好像有錫在引線和焊盤上,但焊錫與引線沒有焊好,接觸不良,電子產品震動後,容易出現信號時有時無的情況,這就是虛焊。

假焊是由於被焊接的焊盤氧化而沒有處理造成的。假焊看起來好像有錫在引線和焊盤上,但焊盤上沒有焊錫的浸潤,此焊點根本就沒焊上去,是假的,此電路沒接通,嚴重時元器件的引線可從印刷電路板上拔下來,這就是假焊。

造成元器件虛焊和假焊的主要原因是:

1、焊接的金屬引線沒有上錫或上的不好。

2、沒有清除焊盤的氧化層和汙垢,或者清除不徹底。

3、焊接時間過短,焊錫沒有達到足夠高的溫度。

4、焊錫還未完全凝固就晃動了元器件。

從外觀上不易判斷出虛焊和假焊,在進行大量焊接時,也難於對每個焊點都及時檢測,所以在進行焊接時,一定要養成良好的焊接習慣,確保焊接的每一步驟都保證質量。否則會給檢查工作帶來困難,影響產品質量。

如果發現電路板上有虛、假焊,對於假焊點,檢查的辦法是用萬用表逐點查找,將萬用表置於歐姆檔的小量程處,如果測量時出現引線與覆銅間有很大的電阻值,就可能是假焊點。對於虛焊點,可在電路通電調試時,用小起子敲擊電路板,聽揚聲器中是否有“咯咯”的噪聲,若有,則電路中肯定有虛焊。

二、解焊

在電子製作中,難免會出現錯焊和虛、假焊,這時就需要從印刷電路板上把元器件拆卸下來。在修理電子產品時,也要更換那些已損壞的元器件,這樣,就要掌握解焊技術。

解焊的基本操作是首先要用電烙鐵加熱焊點,使焊點上的錫熔化;其次,要吸走熔錫,可用帶吸錫器的電烙鐵一點點地吸走,有條件的也可用專用吸錫器吸走熔錫;其三要取下元器件,可用鑷子鑷住取出或用空心套筒套住引腳,並在鉤針的幫助下卸下元器件。

解焊過程要注意:對於還沒有斷定被解焊的元器件已損壞時,不要死拉下來,不然會拉斷弄壞引腳。而且對那些焊接時曾經採取散熱措施的,解焊過程中仍需要採取。對於集成電路解焊更要注意,因為集成電路引腳多,解焊時要一根一根是把引腳加熱、熔錫、吸走熔錫後才能拆卸下集成電路,有條件的可用集成塊拆卸刀解焊。

第三章 ZX622型全硅八管超外差式小臺式收音機

  ZX622型收音機為低壓全硅管臺式八管超外差式收音機,外形尺寸是170×100×45mm,頻率覆蓋:530-1605KHz 。本級具有造型新穎、結構簡單、用電經濟、靈敏度高、選擇性好、音質清晰、聲音宏亮等優點,是理想的教學用收音機。ZX622型收音機的電路設計簡潔合理,且採用通用元器件,選材、裝配、調試、維修都很方便,是廣大無線電愛好者學習的理想實驗套材。

一、電路的工作原理

ZX622型臺式收音機的原理電路圖,ZX622型收音機整機由變頻級、兩極中放級、檢波級、前置音頻放大級及功率放大級組成。

首先分析各級直流電路:

1、變頻級VT1:R1為上偏置電阻,R2為發射級電流負反饋電阻。當R1阻值減小時,VT1的集電級電流上升,發射級電壓也相應增加。

2、中放級VT2、VT3:VT2的上端電阻是R4;下端電阻是R5、VT4的發射結、R9和RP串聯的組合,R6為發射級電流負反饋電阻。VT3的上偏電阻是R7,R8是發射級電流負反饋電阻。

3、前置低放級VT5、VT6:VT5的上偏電阻是R10、R11、R12,R14是發射級電流負反饋電阻。VT6的上偏電阻是R10、R13。

4、功率放大級VT7、VT8:R16為偏置電阻,調整其可以改變兩管的集電極電流。

LED、R18組成電源指示電路,C11、C16、C17組成電源去耦電路。

整機交流信號的通路分析如下:

磁性天線T1將感應來的信號送到由C1-A和T1的初級線圈組成的調諧電路,轉動雙聯可變電容器C1將調諧迴路調諧再要接收的信號頻率上,然後通過T1的次級線圈把選出的高頻信號耦合到變頻級VT1的基極。

T2時振盪線圈,其初級線圈與C1-B組成本機振盪迴路,所產生的本振信號通過C3耦合至VT1的發射極。T2的次級線圈產生維持振盪的反饋信號。本振信號的頻率設計得比電臺信號的頻率高出465KHz,此兩個信號送入VT1管進行混頻後,送出來的信號的頻率除了原有的兩種外,還有這兩種頻率的和、差等頻率成份,在經T3組成的選頻電路,可選出差頻成份即465KHz的中頻信號,並經T3的次級耦合到VT2的基極進行第一次中頻放大。放大後的中頻信號由T4取出並送到VT3進行第二次中頻放大。經兩級中放後的信號由第三中頻變壓器T5耦合到VT4進行檢波,C8、C9將檢波後的殘餘中頻濾掉,檢波後直流分量通過R5加到中頻放大級VT2的基極作自動增益控制。C4位音頻濾波電容。

檢波後的音頻信號通過R9、RP、C10耦合到VT5、VT6組成前置低放級,經兩級前置放大後的音頻信號經過T6耦合到VT7、VT8、T7組成推輓乙類功率放大器,經功率放大後的音頻信號即可推動揚聲器工作。

二、元器件的選擇

T1是磁性天線,由磁棒和線圈構成,磁棒的規格是5×13×100mm。T2為振盪線圈(紅色),型號是MU10-920,T3~T5分別是三個中頻變壓器,其顏色分別是黃色、白色、綠色,型號分別是TF10-921、TF10-922、TF10-923,注意不要裝錯,T2~T5在出廠前均以調好,請勿調亂,裝好調試時只需微調即可。T6為輸入變壓器(綠色、藍色),T7位自耦合型輸出變壓器(紅色)。

VT1選用3DG201(綠色),VT2、VT3選用3DG201(藍色)、VT4選用3DG201(黃色),VT5、VT6選用3DG201(灰色),VT7、VT8選用9012。二極管D1、D2選用1N4148的開關管,LED是紅色ф3。

雙聯電容器採用的型號是CBM-223PF,電動揚聲器的規格是ф66,0.25~2W,4~8Ω。其餘元件及配件見元件清單。

三、安裝製作

在安裝製作前,首先對照元器件明細表認真清點元件,然後用萬用表檢測元件的質量,電路板正面的安裝孔上標有元件的符號,製作者只需將相應元件對號入座即可。

首先焊接電阻、電容,採用立式插裝,然後焊接二極管、三機管要求緊貼電路板,焊接以上有極性元件時注意不要插反。

焊接可變電容器C1時先用二顆ф2.5×5的螺絲將其固定在線路板上,然後將三個引線壓彎並焊接在電路板上,注意焊接時間不要太長,否則會燙壞其塑料外殼。認真分清振盪線圈、三個中周及二個音頻變壓器,插在電路板的相應處後再進行焊接,務必插裝要正確。

磁性線圈的四個線頭需上好錫,然後用萬用表區分出初、次級並焊在相應處。

四、調試

一臺收音機安裝好後,有必要進行調整,才能使收音機達到應有的指標。

1、 直流工作狀態的調整

晶體三極管的工作狀態是否合適,會直接影響整機的性能,嚴重時甚至使整機不能工作。所謂工作狀態的調整主要是指集電極電流的調整。電路圖中有“×”的地方為電流表接入處,線路板上留有四個測量電流的缺口,用萬用表的10mA檔測量各點的三極管靜態電流是IC1≈0.5mA,IC2≈1.5mA,IC4≈1.4mA,IC5、6≈3.7mA,IC7、8≈5.6Ma,測量值與上述值差不多時可用焊錫將缺口接通,接通電源收音機就可響了,如果遇到某一級電流太大或太小時首先重點檢查這一級三極管的極性和質量,然後檢查三極管周圍元件是否有問題。

2、調整中頻頻率

中頻放大器是決定超外差式收音機靈敏度和選擇性的關鍵。調整中頻頻率就是通過調整中周(T3、T4、T5)的磁帽,使它諧振在465KHz上。調中周的工具應該使用無感起子,調中周最好使用高頻信號發生器,使高頻信號發生器輸出465KHz的中頻信號,用1KHz音頻調製,調製度選30%。

首先,將本機震盪迴路用導線短路,使它停振,以避免造成對中頻調試工作的干擾。然後,將雙聯可變電容器調到最大值(逆時針旋到底)。打開收音機的電源開關K,將音量電位器RP旋到最大,信號發生器的輸出頭碰觸VT2的基極,調整T5,使揚聲器發出1KHz的響聲最響。然後由後級往前級,從基極輸入信號,調整T3、T4,使揚聲器中聲音最響,中頻就調好了。

如果沒有高頻信號發生器,也可以利用一臺成品收音機做信號源。從成品收音機的第二中周的次級(檢波之前)焊出一根導線,串聯一個0.01μF的電容器作為中頻輸出的端頭,成品收音機調準一個電臺,音量電位器旋到最小位置,測試調整方法同上。

這步調試完成後,將使本機振盪器停振的短路線去掉,以便進行下一步的調

試工作。

3、調整頻率範圍

調整頻率範圍也叫做調整頻率覆蓋。它是通過調整本機振盪線圈T2和振盪迴路的補償電容來實現。

在中波波段,規定接受頻率範圍是535KHz到1605KHz,也就是要求雙聯可變電容器全部旋入時能接收535KHz的信號,全部旋出時能接收1605KHz的信號。

首先在低端收一個廣播電臺,例如大慶交通廣播電臺“XXX”KHz的廣播。如果刻度盤指針位置比“XXX“KHz低,說明振盪線圈的電感量小了,可以把振盪線圈的磁帽旋進一點;反之,可以把振盪線圈的磁帽旋出一點,直到指針的位置在“XXX”KHz處收到這個廣播電臺。

然後在高端收一個廣播電臺,例如大慶廣播電臺“XXXX”KHz的廣播,如果指針的位置不在“XXXX”KHz,要調整補償電容器(雙聯背後),直到指針的位置在“XXXX”KHz處收到這個廣播電臺為止。

在調整的過程中,高低端相互存在影響,需要來回調整幾次。

2、 跟蹤統調

統調的目的是使本機振盪頻率同天線迴路頻率始終相差465KHz。當然這兩個頻率要處處保持相差465KHz是困難的。但是可以做到高、低兩點相差465KHz。

先在低端接收一個廣播電臺,例如603KHz的廣播,移動磁性天線線圈T1在磁棒上的位置,使揚聲器的聲音最響,低端統調就算初步完成了。再在高端接收一個廣播電臺,例如1179KHz的廣播,調整天線迴路中的補償電路器(雙連的背後),使揚聲器的聲音最響,高端統調就算初步完成了。由於高、低端相互影響,因此要反覆調整幾次。

希望每一位電子愛好者都能通過組裝662型超外差收音機,增加自己的理論知識,提高焊接和調試能力,為今後繼續學習電子技術打下基礎。

第四章 電波知識(閱讀材料)

百年前,三聲短促而且微弱的訊號,向世界宣佈了無線電的誕生。1901年,紮營守候在訊號山(Signal Hill位於加拿大東南角)的意大利科學家馬可尼,終於接收到了從英格蘭發出的跨過大西洋的無線電訊號,這個實驗向世人證明了無線電再也不是僅限於實驗室的新奇東西,而是一種實用的通訊媒介。此後短波用作全球性的國際通訊媒介便開始發展起來了。

雖然馬可尼的試驗結果令人相當振奮,可是當時一般人認為無線電傳播方式類似光波,發射之後,絕對沿直線方向進行傳播,從英國到加拿大,再怎麼說也無法完成直線的無線電通訊(因為地球表面是弧形的)。當時的科學理論更證明,從英國發射後的無線電波一定直驅太空,怎麼可能扺達加拿大?可是從馬可尼用簡陋的無線電設備征服長距離通訊的試驗記錄來看,白天,訊號可以遠達700英哩,晚間更遠達2000英哩以上,這些試驗數據,使得以往的理論所推斷出來的必然結果,開始發生動搖了。

與此同時,MR.KENNELLY及MR.HEAVISIDE不約而同地分別提出了同樣的看法:就是在地球大氣層中有電子層的存在,它可以像鏡子般,把無線電折射回地球,而不至於沿著直線方向直奔太空,由於這種折射回返的訊號,使得遠方的電臺可以互相通訊,這種對無線電波有如鏡子般作用的電子層稱做KENNELLY HEAVISIDE層,但現在一般稱之為電離層(lonosphre),而短波遠距離廣播和通訊之所以如此發達就是受了電離層之益。

從1925開始,許多科學家便開始進行電離層的研究工作,由向電離層發射無線電脈衝訊號,然後從電離層反射的回波(Echo)中,可以瞭解到電離層的自然現象,所得到的結果就是:地球上空的電離層就像是一把大傘覆蓋著地球,而且隨著白天或夜晚或季節的變化而變動,同時發現某些頻率可以直接穿過電離層,而有些頻率則以不同角度折返回地球表面,雖然對電離層已經有了某種程度的瞭解,而且短波的國際通訊也有了很大的發展,這六十多年來,科學家從不放過任何繼續研究電離層的機會,甚至火箭發射、人造衛星試驗及最近的太空穿梭機飛行,都要做某些實驗,以期能更進一步瞭解電離層的變化規律,最近藉助超高速計算機,建立了各種假設的電離層分析模型,科學家希望能夠像天氣預告那樣,可以預測未來幾天的電離層狀況。

無線電波:沒有任何一個人,曾經目睹過無線電訊號,因為無線電帶著節目訊息從發射天線離開之後,便以光速前進,並以不可見的電、磁場能量存在,雖然眼睛看不見,但是我們仍然可以描述無線電電磁波的規律特性,只是在這過程當中,必須使用一些專有名詞,如頻率、波長、波段等名詞,以下簡單地敘述無線電波特性。

頻率:廣播電臺的發射機是產生無線電波的原動力,那兒首先電流以極為快速地來回擺動,也就是產生振盪,經過發射機的放大和處理,這個信號足夠強了,便輸送到發射塔的天線,這裡也就是實際產生無線電波的地方。為了方便讀寫,通常用MHz(兆赫)來表示短波頻率,MHz是英文Mega Hertz的縮寫,而很多場合裡,都把KHz及MHz混用,因此最好能分清楚這兩種不同單位的意義及其換算,要把KHz轉換成MHz時,只要把小數點向前移三位即可。例如:5900 KHz = 5.9MHz ,18000KHz = 18 MHz, 1 MHz = 1000 KHz = 1000,000 Hz

注意:對於調頻廣播,為了簡便讀寫,也是用MHz(兆赫)來表示。

波長:短波廣播中常常聽到的另一種稱呼"米波段"或"公尺波段"(Meter Band),這指的就是波長,也就是從天線發射出去的電波一個週期之間的距離。如果無線電波是15MHz,那麼它的波長指的就是從A點到B點的距離。如果每秒的週期數目加倍,就變成30MHz,也就是說頻率愈高,波長就愈短。

頻率與波長的關係和轉換:如何把波長轉換成頻率,或做相反的轉換呢?雖然一個電臺以固定的頻率廣播,但是 "波長"也常被拿來使用。例如,在說明短波傳導狀況時,使用31米波段,比使用"9500KHz到9900千赫/KHz"(這是在31米波段內規劃用做國際短波廣播的頻率範圍)簡單多了。把頻率換算波長的的公式是波長(米/公尺)=300,000,000/頻率(兆赫/MHz),分子300,000,000米/公尺是無線電波在大氣中的傳播速度(即光速),所以15兆赫(MHz)的波長是,波長=300000000/15000000=20米/公尺。當然短波廣播規定有許多的頻率範圍,要記住這些頻率與相對的波長是挺麻煩的,但是隻要抓住一個要領,便不成問題了。首先記得一個頻率與波長的關係,例如15兆赫(MHz)是20米,然後頻率增加一倍,波長便減半,相反的頻率減半,波長便加倍。例如15MHz是20米,那麼30MHz就是10米,而7.5MHz則是40米,這樣就容易多了。

在我們瞭解了頻率與波長之間的關係後,當短波電臺報出頻率及相對波長時,我們更可較容易地在收音機的刻度表上找到該收聽的位置,因為傳統型(指針式)短波收音機的刻度表上,都有波長或米波段的標示。

如果上述太複雜,您也可以這樣簡單地理解:頻率是用來表示某電臺的精確位置;而波長卻是用來表示該電臺的大概位置,米波段是用來表示某小段頻率範圍。

如19米波段表示頻率15.10–15.60兆赫範圍。白天,在廣州,您可以在短波19米波段收聽到中央人民廣播電臺第一和第二套節目,準確頻率為15.48,15.50,15.55兆赫。

無線電頻譜:通常無線電波所指的是從極低頻10KHz到極超高頻的頂點30GHz(GigaHertz),因為超出這個範圍以外的無線電頻譜,其特性便有很大不同了,例如光線、X射線等。

無線電頻譜的劃分:

極低頻 VLF Very Low Frequency頻率範圍 10KHz - 30KHz

低頻 LF(俗稱長波LW)Low Frequency 頻率範圍 30KHz - 300KHz

中頻 MF (俗稱中波MW)Medium Frequency 頻率範圍 30KHz - 3000KHz

高頻 HF (俗稱短波SW)High Frequency 頻率範圍 3MHz - 30MHz

極高頻 VHF(俗稱超短波,而頻率在88-108MHZ範圍的民用廣播則俗稱為調頻電臺FM)Very High Frequency 頻率範圍 30MHz - 300MHz

超高頻 UHF Ultra High Frequency 頻率範圍 300MHz - 3000MHz

極超高頻 SHF Super High Frequency 頻率範圍 3000MHz - 30000MHz

國際短波廣播波段:全世界所有的無線電頻率之使用,皆是由國際電信聯合會所分配。國際電信聯合會(ITU : International Telecommunication Union)是一個隸屬於聯合國的國際電信管理組織,定期召集各會員國開會決定無線電頻率的分配及使用。而ITU所制定的國際短波廣播波段共有13個。各米波段都有一定的頻率範圍,您也許會覺得奇怪,從2.3-26.1MHZ被分成13段,為什麼不連貫在一起呢?這是因為:在高頻的頻譜內(3-30MHz),國際電信管理組織(ITU)有規定,除了國際短波廣播外,還有很多其它通訊的用途。您可以很容易地在收音機說明書上找到米波段的劃分表。

今天,利用無線電波傳送聲音和圖像節目的廣播和電視,已經深入到社會生活的各個角落,成了億萬人民的伴侶。無線電並不是一、二個人發明出來的,它是人類文明逐步發展的結果,但是,有些人在其中起到了較為重要的作用。麥克斯韋之所以被稱為無線電通信的報春人,是因為在當時,人們雖然已經知道“電”能生“磁”,“磁”能生“電”;知道利用電磁原理來製造電機和變壓器;但是對於電與磁相互關係的本質還並不清楚,對於伴隨某些電現象和磁現象而存在的電磁波還沒有認識,可以說,麥克斯韋是一名非常傑出的電磁理論學家。他在總結前人經驗的基礎上,用非常精闢而微妙的數學方程式,闡明瞭電場與磁場的基本關係,建立了嚴謹的電磁場理論。麥克斯韋根據他所作的數學分析指出:只要存在著交變的電場,就能在其周圍產生交變的磁場;反之,只要存在交變的磁場,就能在其周圍產生交變的電場。這樣一來、變化的電場在其周圍產生變化的磁場,變化的磁場又在其附近產生變化的電場,如此循環下去,電場和磁場不就會越傳越遠了嗎?據此,麥克斯韋認為:運動著的電荷能產生電磁輻射,形成逐漸向外傳播的看不見的電磁波(簡稱電波)。這一結論公佈於一百多年前是很了不起的,這個結論告訴人們:“電”是可以“無線”傳播的。後來的事實證明,麥克斯韋的電磁波理論是完全正確的。除此之外,他還推導出電磁波有和光波相同的傳播速度,從而揭示了光與電磁現象在本質上的統一性。

廣播節目的發送在廣播電臺進行。廣播節目的聲波,經過電聲器件轉換成聲頻電信號,並由聲頻放大器放大,振盪器產生高頻等幅振盪信號;調製器使高頻等幅振盪信號被聲頻信號所調製;已調製的高頻振盪信號經放大後送入發射天線,轉換成無線電波輻射出去。

無線電廣播的接收是由收音機實現的。收音機的接收天線收到空中的電波;調諧電路選中所需頻率的信號;檢波器將高頻信號還原成聲頻信號(即解調);解調後得到的聲頻信號再經過放大獲得足夠的推動功率;最後經過電聲轉換還原出廣播內容。

綜上所述,可以把無線電通信(廣播也屬於無線電通信範疇)的發送和接收概括為互為相反的三個方面的轉換過程,即:傳送信息一低頻信號、低頻信號一高頻信號、高頻信號一電磁波。

調幅制無線電廣播分為長波、中波和短波三個大波段,分別由相應波段的無線電波傳送信號。我國只有中波和短波兩個大波段的無線電廣播。中波廣播使用的頻段大致為550kHz-1600kHz,主要靠地波傳播,也伴有部分天波;短波廣播使用的頻段約為2MHz-24MHz,主要靠天波傳播,近距離內伴有地波。

調頻制無線電廣播多用超短波(甚高頻)無線電波傳送信號,使用頻率約為88MHz-108MHz,主要靠空間波傳送信號。

目前,地面的廣播電視分做VHF(甚高頻或稱米波)和UHF(特高頻或稱分米波)兩個頻段。在我國,VHF頻段電視使用的頻率範圍是48.5MHz-3MHz,劃分成1-12頻道,UHF頻段使用的頻率範圍是470MHz-956MHz,劃分成:3-68頻道。它們基本上都是靠空間波傳播的。國際上規定的衛星廣播電視有6個頻段,主要頻段是12kMHz,也是靠空間傳播。

事實上AM及FM指的是無線電學上的兩種不同的調製方式。AM稱為調幅,是使載波振幅按照調製信號改變的調製方式。它保持著高頻載波的頻率特性,但包絡線的形狀則和信號波形相似。調幅波的振幅大小,由調製信號的強度決定。

使載波頻率按照調製信號改變的調製方式叫調頻。已調波頻率變化的大小由調製信號的大小決定,變化的週期由調製信號的頻率決定。已調波的振幅保持不變。調頻波的波形,就像是個被壓縮得不均勻的彈簧,調頻波用英文字母FM表示。

一般中波廣播(MW)採用了調幅的方式,在不知不覺中,MW及AM之間就劃上了等號。實際上MW只是諸多利用AM調製方式的一種廣播,如在高頻(3-30MHz)中的國際短波廣播所使用的調製方式也是AM,甚至比調頻廣播更高頻率的飛航通訊(116-136MHz)也是採用AM的方式,只是我們日常所說的AM波段指的就是中波廣播(MW)。

FM的命運同MW相類似,我們習慣上用FM來指一般的調頻廣播(76-108MHz,在臺灣為88-108MHz,日本為76-90MHz),事實上FM也是一種調製方式,就在短波範圍內的28-30MHz之間,做為業餘、太空、人造衛星通訊應用者,也有采用FM方式者。

而SW呢,其實可以說是一種匿稱,正確的說法應該是高頻(HF:High Frequency)比較貼切,而短波這名稱是怎麼來的呢?以波長而言,中波(MW)介於200-600公尺之間,而HF的波長卻是在10-100公尺之間,這與上述的波長相比,的確是短了些,因此就把HF稱做短波(SW:Short Wave)。

同樣的,比MW更低頻率的150KHz-284KHz之間,這一段頻譜也是作為廣播用的,以波長而言,它大約在1000-2000公尺之間,和MW的200-600公尺相比較長多了,所以把這段頻譜的廣播稱做長波(LW:Long Wave)。實際上,不論長波(LW)、中波(MW)、短波(SW)都是採用AM調製方式。

獲得電臺廣播時間頻率表,您可從以下幾個方面考慮:

1. 世界廣播年鑑

2. 各類雜誌

3. 節目播報

4. 自行監聽

世界廣播年鑑幾乎涵蓋世界所有各電臺的資料包括頻率、廣播時間、通訊地址等,可惜的是短波每季的頻率變更使得此年鑑無法保持正確的資料,但是此手冊仍然有很好的參考價值。不論是年鑑或雜誌這些都是供參考的資料而已,更可靠的方法,應該是籍著這些資料來收聽節目,並且在節目的開頭或者結束時記下電臺所宣佈的廣播頻率,這些自己記錄下來的資料在收聽短波時頗為實用。

而最可靠的方法就是自己監聽,一般短波廣播節目會使用多個頻率同時播出,但通常並不是每一個頻率都可以收聽得很好,監聽的目的就是從數個頻率中挑選出訊號最好的頻率來收聽,把監聽記錄下來的頻率製作成一張表,方便以後的收聽。

中波廣播(即俗稱的AM)從電臺的發射天線到收音機的接機,其距離一般都在直徑一百公里以內,而且中波波長較長,不易受到障礙物的影響。短波不一樣,電臺的發射天線有一定方向及仰角,而且與接收機的距離往往遠達數千公里,甚至上萬公里,電臺發射的電波必須在地球表面上空近百公里高度的電離層上折射,而地球上空的電離層就像一面變化多端的鏡子,它對短波的反射能力,它存在的高度隨時在變化,因此短波廣播變得不可靠。雖然如此,電離層還是有一些變化可以歸納出規則來的,因為電離層形成的主要因素是來自太陽的紫外線,它具有較強的能量,穿透大氣層能夠使某些氣體分子發生電離,它的能量使得氣體分子中的電荷遊離子缺失了電子而帶有正電荷,成為遊離的正離子,被電離了的氣體層就是電離層。這樣才能實現了洲際服務,在諸多因素的驅使下,電離層還會受到下面因素的影響:

1. 太陽活動的強弱:即所謂的大約每11年一個週期的變化。

2. 太陽與地球的距離:即一年四季的變化。

3. 太陽能量在傳達到地球時所經過的大氣層厚度:即一天當中從早晨到黃

昏到夜晚的變化。

電離層受到影響後,短波接收也就不正常了,隨著晝夜與季節的變化,使得短波接收經常出現類似海浪般忽大忽小的聲音,這是收聽短波的普遍現象,儘管如今電子線路利用了自動增益(AGC)來消除這種現象,但也不能完全消除。在最重情況下,聲音仍會忽大忽小,您如果習慣了,自然而然就是一種享受。

以上是我多年積累的資料,希望可以幫助大家,也請大家多多關注謝謝


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