教你如何简单看懂电路图

发布日期:2017-06-13 22:29,查看次数:53

虽然整机电路图十分复杂,但学会看懂电路图并不是高不可攀的事,经过不断学习和实践,一定可以学会识读电路图。实际上,看整机电路图时,可以使用多种看图的方法。最终都要完成读图的几项基本任务,达到看图的几项基本要求。这里讨论看电路图的基本方法。

一、怎么看整机电路图

1、根据由大到小,由粗到细的顺序识读各种电路图

前面已谈到,一般的电路图主要有整机或系统方框图、板块或系统电路原理图、印刷电路板图和板块连线图等类型。这些电路图各有各的用途和特点,但又有内在联系。在识读这些电路图时,可以按照由大到小、由粗到细的顺序来识读。这个顺序符合人们认识事物的一般规律,实践证明是行之有效的办法,可使初学者少走许多弯路。

所谓“大”和“粗”,是指整机或系统的大体结构,还有信号的主要处理过程;所谓“小”和“细”,是指具体的电路、元器件和连线等,具体到上述各种电路图来讲,基本顺序应是整机方框图―→系统方框图―→板块原理图―→系统原理图―→印制电路板图―→整机连线图,最后是整机电路原理图。首先要学会看整机方框图,要弄清楚整机是由哪几部分(板块或系统)组成,每一部分对信号进行怎样的处理过程,各部分之间有什么联系等。这些问题弄清楚了,对整机就有了大致的了解。在此基础上,再去识读各系统、各板块的方框图。要了解各系统、板块主要由哪几部分构成,每一部分的主要作用及对信号的处理过程,并要了解各部分之间的关系。这些问题搞清了,也就明白了在该系统中信号如何流动和如何处理的。在掌握了各部分的方框图以后,再去识读相应的原理图。原理图是由元器件的符号和连线构成的。在原理图中,画出各个部分由什么样具体电路构成,每个元器件有什么作用,详细的信号走向和被处理的过程,如何达到设计要求。各部分原理图搞清楚了,整机的工作原理也就容易明白了。此后,再去识读印制电路板图。这种图不是讲工作原理,而是讲怎样把原理图变成实用机。它主要考虑的是元器件如何安排更好,连线如何走向更合理,使走线既不交叉,而且元器件之间又没有互相干扰。装配时照图施工,维修时照图找出可疑的元器件,加以测试和判断,找出故障原因。整机连线图主要用于机器的装配和维修,是在原理图和印制电路板图的基础上绘制成的。通过识读整机连线图,可以弄清楚印制电路板之间,或者印制电路板与显示、按键、输入和输出插孔等之间的连线关系。因而整机连线图也只能在懂得了原理图和印制电路板图之后才能看懂。

2、根据基本电路程式可以识读电路方框图(系统、板块或整机)

前面谈到整机电路图有几种类型,其中组成方框图是其它类型电路图的基础,也是识读电路图的基础。方框图又有整机简化方框图、整机详细方框图、板块组成方框图及系统方框图等类型。有时,读者手边资料不全,可能没有上述各种方框图,或者方框图类型不全,为了正确、深入地读图,读者应当画出参考性组成方框图。

根据基本电路程式,可画出电路方框图。根据整机电路原理图的电路程式可画出整机组成方框图,根据板块电路图的电路程式可画出板块系统组成方框图,根据系统电路图的电路程式可画出系统方框图。电路组成方框图不反映电路的具体结构,主要是反映电路的功能,反映信号的变换过程,反映各级电路或各系统电路之间的联系,反映各种信号的来龙去脉。实际上,看电路图的重要任务之一,就是研究分析传输信号的内容、种类、波形及它们的变换规律。绘制方框图的过程是认识电路的实践过程,是分析研究电路的一个实践阶段,可为深入识读实用电路图奠定思想和物质基础。所画方框图可反映读者识读结果和水平。

不管是整机板块或系统电路,都是以集成电路为核心,一块芯片可以完成一个或几个电路系统的功能,但它经常需要外配一些分立件电路,分立件电路图是以晶体三极管或者晶体二极管为核心。绘制方框图时,都是以集成电路为中心,将几个集成电路块通过信号连接线联系起来,就可构成系统、板块或整机方框图。有时还以方框形式画出三极管、二极管电路,偶尔还以方框形式画出rlc等网络电路。因为方框图可简可繁,欲突出内容可以不相同,所以方框图画法也不是唯一的。

根据整机信号变换原理来剖析实用电路原理图(系统、板块及整机)

在识读方框图基础上,还必须进一步识读具体的实用电路原理图。欲真正理解电路原理图,必须结合整机的基本原理来进行识读,也就是说,要分析通过什么具体电路来完成信号处理过程,为什么使用该电路完成此功能,而不是使用其它别的电路。

根据电路功能的粗细、大小,可将实用电路图分为单元电路图、系统电路图、板块电路图及整机电路图等。由于集成化水平日益提高,大量的单元电路已进入集成芯片内,因而目前剖析实用电路图主要是剖析系统电路图和板块电路图。实际上,识读系统电路和板块电路主要是识读集成电路,即识读集成块的类型功能、信号处理过程以及引出脚的功能,还要识读各集电电路之间的联系、集成电路与外围电路或元件的联系等。

为了顺利地识读视盘机电路图,读者应当具有一定的基本知识,具备模拟电子电路、数字电子电路、微机基本知识、光学和电工学等主面的基础知识等,掌握整机机的基本工作原理和电路程式、信号处理方法和变换规律;还应当具有较丰富的实践经验,熟悉常见、典型元器件的名称、型号、规格、数据,尤其是了解常用集成电路的基本情况。没有这些基本条件,识读整机电路图将会遇到较大的困难.

二、看板块电路图的方法步聚

通常,一台整机是由若干个印制电路板组成,印制电路板可大可小。而每块印制板上所含的电路经常画在一张电路图上。于是,一台整机电路图往往由若干幅板块电路图组成,看懂每一张板块电路图后,即可看懂整机电路图,每张板块电路图包括一个或几个电路系统,大型板块电路图的复杂程度几乎和普通中小型屏幕电视机电路图差不多。虽然电路比较复杂,各种板块电路完成不同的功能,但它们有规律可循,可以按照一定的方法步聚来识读。

为了识读电路图时少走弯路,应当使用正确的读图方法和步骤。通常采取外围包抄、由外向内的方法。采取内外结合、前后联系、分步突破的方法,可以较顺利地识读全部电路图。看图的具体方法步骤,可以归纳三句话、三个步骤:外围入手,选好入口;打开缺口,联系前后;难点分析,放在最后。

1、直观入手,选好入口

也就是说,先看电路边缘处最直观、易识读的元器件和电路,作为读图的入口。由这些外围易认件沿信号线向内(可能与信号流向反方向)可以找到一批电路或集成块。

2、打开缺口,联系前后

任何一种电路图内部都有些识读的薄弱环节。各部分电路的繁简、难易程度总有些不同,或者某些元器件的图形、符号不同于一般元器件,这些地方都是读图的内部薄弱环节,是易读环节,它们可作为看图的内部突破口。可以选择这些地方作为读图的突破口,打开缺口后,可迅速向前、后、左、右联系,并与第一步方法相配合,可以识读许多电路。

只要读者留心,在电路图内部总会有许多读者已经熟悉的环节,抓住它即可迅速打开看图的缺口,向纵深发展。最直观,易读的内部环节就是集成电路,特别是那些大规模集成电路,它们的引出脚都在40个以上,多者达到100多个,在图中十分醒目,绘图者还经常把它们放置在电路图的中心或明显位置。然后,以这些集成电路为中心向外扩展,可心找到许多电路。将集成电路作为内部突破口需要有一个前提条件,必须知道这些集成电路的具体型号,知道该型号集成电路的主要功能,熟悉其主要引出脚的名称和用途,否则将给读图带来许多不便。有时读者已经熟悉了大部分集成电路,不熟悉其某些个别集成电路,根据组成方框图和前后联系,也可以猜测到该未知集成电路的功能。

电路图中还有一些易识读,易记忆的内容,也可以作为电路内部的突破口。例如,图中标注的中文文字、外文字母或缩写词,一些重要而易读的元器件图形符号,某些可调电阻或电位器等。为了能够方便、顺利地使用这些突破口,读者应当熟悉各种外文字母、缩写词的物理含义,有一定的外语基础(一般为英语),读者应当熟悉视听设备经常用的一些专业用语及其缩写词;读者应当熟悉这些元器件的功能、参数及指标等。读者的知识面宽一些,有利于读图,读者应当有意识地记忆一些有用的常识。

3、难点分析,放在最后

经过以上两步识读过程,电路图的大部分内容可以看懂。但是,还会余下局部电路尚未看懂或不太懂。第三步可专门用来围歼难点。这是看图的难点部分,也是看图的最后一步。读者可通过各种方法或手段突破难点电路。

在实用电路图上,难于看懂的地方经常表现在两个地方,一个是某些集成电路内部的信号流通处理过程,由于这些内容看不懂,因而其外接引出脚功能无法理解;另一个是某些外围分立元件电路,不了解设置该电路的目的意义,不知道信号处理过程。对于这些难点电路,依据整机方框图,根据各个部分电路的功能和相互联系,通过逻辑分析,试探功能与信号流程等分析方法,总可以看懂这些难点电路。

实际上,电路图上可供识读和利用的信息非常多,配合读者的综合、分析、研究,必能看懂全图。每个人的实际情况各不相同,看图和判断的方法可能稍有不同,看图步骤也不是一成不变的。电子技术发展很快,厂家经常开发出新型电路或新功能的电路,甚至电路程式比较奇特。可以在上述看图基本思路基础上,灵活地完成看图工作。

三、看集成电路图的方法和要求

一般整机使用了各种型号、功能的集成电路(ic),并以几块大规模或超大规模集成电路为核心,配合其它集成电路和分立件电路,组成整机电路。这些起核心作用的集成电路,可以含有一个或几个系统电路的功能。看整机电路图、板块电路图和系统电路图都是看以集成电路为核心的电路图。应当怎样看集成电路图?看什么内容?应当达到什么要求呢?下面作简要叙述。

1、看集成电路图的方法和内容

看集成电路图的方法,可以采用前述三句话、三步聚;也可以集成电路为中心,在该芯片内信号通路的基础上,向块外联系和扩大,然后建立各集成块之间的联系,最后掌握全局和细节;也可以几种方法相结合,因图制宜地看图。

看集成电路图时,应主要看哪些内容呢?可以归纳为以下四句话:职能类型,信号流程,内外联系,引脚功能。下面分别解释。

首先要搞清楚所使用的集成电路的型号、类型和主要职能,这是识读集成电路的第一步。例如cd唱机所用集成块的类型主要有rf放大器、伺服信号处理及数字信号解调电路、伺服驱动、系统控制器(一般集成在dsp集成电路中)等等。首先心须清楚集成电路的具体型号,还要搞清该集成电路的类型,尤其要熟悉其主要功能。各种不同型号的集成电路,其内部主要功能和电路结构可能是相似的;也可能电路结构和电路程式不相同,但能够完成相同的功能。熟悉功能是最重要的。

为了迅速、正确地识读电路图,读者应当有意识地积累一些常用集成电路的有关资料,有目的地铭记一些集成电路的具体型号、类型,了解使用集成电路的大趋势和最新情况。有些集成电路之间的型号不同,但功能相同,甚至可直接互相代用;有些块的序号相近,但功能和引出脚截然不同;后期出现的某些集成电路可完成早期若干个集成块的功能。读者掌握这些资料后,在识读集成电路图时,将显示出巨大的优越性。

(2)信号流程

读电路图时,不应满足于仅掌握集成电路的类型和基本功能,还应当熟悉信号的基本处理过程。通常,集成块内部电路的结构十分复杂,读图者不需要对它作过细的分析研究,但应当熟悉内电路的信号处理过程,或者说,应搞清楚其内部的功能方框图。由方框图可以看出信号的流通过程,可以看出集成块可完成哪些具体功能。可以把集成电路看成一个元器件,不必过于追求这个元器件的结构和详细工作过程,但应当明确集成电路内各个方框完成的具体功能,即熟悉输入、输出什么信号,熟悉信号的波形幅度、频率的变化规律,熟悉各个方框之间的联系,熟悉信号在集成块内的来龙去脉。作到这一点,才算是初步搞清了集成电路图。

目前,有些整机电路图信息资料标注不够全面,仅给出了集成块的引出脚数目和各引出脚的符号,没有给出集成块内部方框图,没有给出集成块引出脚的直流工作点。它将给深入地读图带来不便,读者应当再查找一些其它资料,来弥补其不足。还有,许多内部组成方框图往往使用外文字母或缩写词来标注,也给初学者还来一定困难,这就要读者尽快熟悉字母和缩写词的中文含义,否则难以识读这些电路图。

由于集成工艺的特点所决定,集成电路必须通过引出脚与外围元器件相联系。为了使集成电路完成一定的功能,必须与外部单元电路或元件发生联系,还必须通过引出脚与前级、后级电路发生联系。在读电路图时,必须将集成电路内外电路联系起来,它们作为一个电路系统的整体,来完成某些特定的功能。不能够联系内外电路,将看不出信号的来龙去脉,难于分析电路的功能。

对于同一个集成电路,在不同的整机设计者手中,可能设计出不同的外接电路,配接不同的元件网络。由于外接分立件电路可以千变万化,这些分立件电路经常是读图的疑难电路。要花些气力来突破这些难点,否则将不能全面、正确地识读整机电路图。

(4)引脚功能

在集成电路图上,各个引脚不仅需要标出顺序号,还使用简单字母符号标出其名称。这些字母符号经常是英语的缩写词,它可以表示该引出脚的功能。在看集成电路图时,必须十分重视各个引出脚的功能。引出脚是内外电路联系的纽带,要明确各引出脚与内部各功能方框图的联系,它是内部相应方框的引出脚;还要明确引出脚外接元件的功能作用,外电路通过引出脚来配合内电路工作。有些引出脚是集成电路的输入、输出端口,这些引出脚在看电路图时,具有重要意义。在识读集成电路图时,要逐个观察代表内部功能的各个方框图,还要同时识别各自相应的引出脚,识别外接电路或元件,这些工作经常是识读集成电路图的主要工作。

通常,集成电路引出脚和外接元件有一定的规律性,但是,其规律也不是一成不变的,在不同的机型当中,某些引出脚不使用,或者信号流向有所不同,读者应当灵活掌握。

读引出脚要作到“四清楚”

读引出脚是读集成电路图的一项经常性工作,也是最重要的工作。熟悉内部组成方框图,可加深对引出脚功能的认识;熟悉引出脚的功能,可加强对组成方框图的理解。在识读引出脚时,应当作到以下“四清楚”。

(1)符号功能

根据原设计者的要求,每个引出脚都有自己的用途和名称。根据各个引出脚的设计思想,在各脚附近都标注有英文字母或缩写词。专业人员或维修人员根据图纸上标注的英文词,即可知道该脚的性质、功能。但应看到,各个厂家对同一种性质和功能的引出脚,可能使用不同的缩写字词;多数国家,生产厂家使用相同或相近的缩写字词。如果读者对这些缩写字词表示法十分熟悉,将给看集成电路图带来极大的方便,如果不熟悉这些字词,则将给看图造成许多困难。

(2)信号波形

许多引出脚是输入、输出信号端口,有些引出脚是开关性或脉冲信号、数据流或模拟信号端口,有些引出脚则是关键性的测试脚。读者应当熟悉一些重要引出脚的信号波形,了解引出脚的信号波形形状、幅度、频率,对识读电路图、检修整机故障具有重要意义。通常,使用示波器可精确地识读引出脚的输入、输出波形形状、频率和幅度等。

(3)有关数据

还要熟悉引出脚的有关数据。它对识读电路图和检修故障同样具有重要意义。首先,要熟悉有关信号波形的数据,要明确信号幅度的范围、信号的频率数值。其次,还要熟悉引出脚的电流、电压、电阻等方面的数据,尤其要明确该脚的静态工作电压和动态工作电压。对于那些动态、静态直流电压数值不相同的引出脚,更要重视。

(4)流向分明

还要重视引出脚信号的流向问题,必须区分清楚该脚信号的名称,更要区分清楚该脚是信号输入端,还是信号输出端,还是双向信号(i/o)端口。若信号流向不明确,将无法看懂电路图。有些引出脚是信号控制端,控制信号可能是开关电压,也可能是数据流,或者是pwm信号等。

二、看单元电路图的基本方法和主要内容

各个系统电路是由若干个单元电路所组成。要想读懂整机电路、板块电路和系统电路,必须读懂各系统的单元电路图。单元电路是整机的电路单元。随着集成电路技术水平的提高,可将几个甚至几十个单元电路集成在一块集成电路中。目前,在整机电路图上,分立件单元电路越来越少,使分析整机内单元电路的任务越来越少了,也容易了。但熟悉掌握整机的各种单元电路的功能原理,它对于掌握整机的工作原理,对于检修整机都是十分必要的。

在识读单元电路图时,应当主要识读以下内容:原理、功能,结构、类型、变换过程,数值波形。

1、原理、功能

每一个电路系统要完成一种信号的处理功能,而每个单元电路则只完成此信号处理过程的某个环节。识读单元电路时,首先要搞清楚该单元电路在本电路系统中设置目的和功能,它主要完成什么任务。然后,根据功能、任务的要求,来分析其电路工作原理。有时单元电路的功能、作用难以立即确定下来,可以根据它在系统电路中的位置假定其基本功能,分析其工作原理,然后加以分析和验证,并最后加以确定。

检测验证工作主要通过示波器检测来实现。分析电路工作原理则需要识读者的理论基础和读图经验。分析工作原理主要指弄清电路信号的内容及特点,电路如何产生新信号和如何实现信号变换的。

在分析电路功能和原理时,必然伴随着分析单元电路的结构和类型。对于集成化单元电路来说,可以不去管电路的具体形式;对分立件电路来说,则必须分析电路结构,以便正确分析电路类型和工作原理。应当看到,完成同一个功能的单元电路,可以使用不同结构和类型的电路;甚至实现同一功能的电路,可以使用不同工作原理的电路。

3、变换过程

分析电路工作原理,必然伴随着分析信号的变换过程。分析信号的变换规律是分析电路原理的关键。信号分析清楚了,工作原理必然迎刃而解。分析信号主要是分析输入信号和输出信号的波形、幅度、频率,分析它们的内容及特点,分析信号转变的原理及作用。

4、数值、波形

在分析信号时,要熟悉信号波形的规律,还应当熟悉其数值。信号幅度、频率的数值也是反映信号特点和规律的重要内容,通过分析输入、输出信号的波形变化规律,分析信号幅度、频率变化规律,可以深入掌握电路工作原理。另外,对于分立件电路来说,电路的直流工作点数值也是分析的内容,它直接影响着电路的工作状态和工作原理;对于集成电路来说,其相应引出脚的动态、静态工作电压数值也要十分重视。


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