工程师应该掌握的20个模拟电路

工程师应该掌握的20个模拟电路

对模拟电路的掌握分为三个层次。

初级层次是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱

好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。

中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法；定性分析电路信号的流向，相位变化；定性分析信号波形的变化过程；定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。

高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业－－电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。

一、 桥式整流电路

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1、二极管的单向导电性： 伏安特性曲线：

理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程： 输入输出波形：

3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。 二、 电源滤波器

1、电源滤波的过程分析： 波形形成过程： 2、计算：

滤波电容的容量和耐压值选择。 三、 信号滤波器

1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点： 2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。计算谐振频率。

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四、 微分和积分电路

1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。

2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。

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3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。 五、 共射极放大电路

1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。

2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。

3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。 六、 分压偏置式共射极放大电路

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1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。

2、电流串联负反馈过程的分析，负反馈对电路参数的影响。 3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。 4、受控源等效电路分析。

七、 共集电极放大电路（射极跟随器）

1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。电路的输入和输出阻抗特点。 2、电流串联负反馈过程的分析，负反馈对电路参数的影响。 3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。 八、电路反馈框图

1、反馈的概念，正负反馈及其判断方法、并联反馈和串联反馈及判断方法、电流反

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馈和电压反馈及其判断方法。 2、带负反馈电路的放大增益。

3、负反馈对电路的放大增益、通频带、增益的稳定性、失真、输入和输出电阻的影响。

九、二极管稳压电路

1、稳压二极管的特性曲线。 2、稳压二极管应用注意事项。 3、稳压过程分析。 十、串联稳压电源

1、串联稳压电源的组成框图。 2、每个元器件的作用；稳压过程分析。 3、输出电压计算。

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十一、差分放大电路

1、电路各元器件的作用，电路的用途、电路的特点。 2、电路的工作原理分析。如何放大差模信号而抑制共模信号。 3、电路的单端输入和双端输入，单端输出和双端输出工作方式。

十二、场效应管放大电路

1、场效应管的分类，特点，结构，转移特性和输出特性曲线。 2、场效应放大电路的特点。

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3、场效应放大电路的应用场合。 十三、选频（带通）放大电路

1、 每个元器件的作用：

选频放大电路的特点： 电路的作用： 2、 特征频率的计算：

选频元件参数的选择： 3、 幅频特性曲线：

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十四、运算放大电路

1、理想运算放大器的概念： 运放的输入端虚拟短路： 运放的输入端的虚拟断路：

2、反相输入方式的运放电路的主要用途： 输入电压与输出电压信号的相位关系是： 3、同相输入方式下的增益表达式分别是： 输入阻抗分别是： 输出阻抗分别是：

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十五、差分输入运算放大电路

1、差分输入运算放大电路的的特点： 用途：

2、输出信号电压与输入信号电压的关系式： 十六、电压比较电路

1、电压比较器的作用： 工作过程是：

2、比较器的输入－输出特性曲线图：

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3、如何构成迟滞比较器： 十七、RC振荡电路

1、 振荡电路的组成：

振荡电路的作用： 振荡电路起振的相位条件： 振荡电路起振和平衡幅度条件： 2、RC 电路阻抗与频率的关系曲线：

相位与频率的关系曲线： 3、RC 振荡电路的相位条件分析：

振荡频率： 如何选择元器件：

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十八、LC振荡电路

1、振荡相位条件分析：

2、直流等效电路图和交流等效电路图：3、振荡频率计算： 十九、石英晶体振荡电路

1、 石英晶体的特点：

石英晶体的等效电路：

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石英晶体的特性曲线： 2、 石英体振动器的特点： 3、 石英晶体振动器的振荡频率： 二十、功率放大电路

1、乙类功率放大器的工作过程：

交越失真：

2、复合三极管的复合规则：

3、甲乙类功率放大器的工作原理分析： 自举过程分析： 甲类功率放大器的特点： 甲乙类功率放大器的特点： 附录一、稳压电源制作电路

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一、技术说明：输入交流电压220vV 0.5A。

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输出电压5V 和连续可调电压1.5V～30V/1.5A 两组直流。 二、制作说明：

1、成品用金属盒或者塑料盒包装成产品。

2、电压表V、电流表A 和调节电压用的电位器Rw 安装在包装盒的面板上。 3、电源变压器固定在包装盒的底座上，电路板固定在包装盒的底座上。 4、电压调节的三端稳压集成块7805 和317 加装散热器。 5、直流电源输出导线长短不一。 附录二、时钟－闹铃－控制电路 制作

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说明：1、共阳极四位一体12引脚数码管引脚号是：将数码管的数字面朝向观察

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者，左下角是第1脚，逆时针方向依次是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 脚。 2、如果是单个的数码管或两位一体的数码管，先测出数字显示段控制引脚和公共控制引脚，再将四个数码管的相同的段控制引脚用导线并联连接在一起后（每位数码管共八段即八根连接导线），连接在电阻R5～R13 上，公共控制引脚分别连接到三极管Q1 到Q4 的发射极上。3、用40 脚的集成块插座焊接在电路板上，集成块AT89C51 写入程序后插入到集成块插座上。4、自己设计控制程序或用黄有全老师的程序。5、时钟控制输出由继电器执行，控制启动时间到时，继电器得电，开关k1 闭合去控制相应设备启动；控制停止时间到时，继电器断电，开关k1 断开去控制相应设备停止。具体控制对象由制作者确定，如电灯、电饭煲等等。

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说明：本图为数码管是二位一体的共阴极时的电路图。将每个二位一体的数码管的16脚和11脚共四个引脚（对应四个数字的a 段）连接在一起后接到电阻R5 的右端。数码管中数字的其余各段（b,c,d,e,f,g,dp）连接方法依此类推。其他注意事项见四位共阳极LED 的时钟闹钟控制器制作的说明。 时钟-闹钟-时间控制器 调节方法

一、功能： 时钟显示小时、分钟；可调时钟控制输出；三次可调闹铃。 二、调节方法：各种参数调节设定方法：

第一步：按“功能”键，选择功能1，进入调节状态；

第二步：重复按“参数”键，选择要调节的参数代码（左第一、二位）从0 开始依次循

环增加1、2、3、??E、F、10 再回到0。

第三步：按“增加”键或“减少”键，相应代码项目（如代码1 表示调节的对象是时钟

显示的小时值）的参数值在其取值范围内（例如显示时间的小时取值范围是00～ 23）循环增加或减少1。左边一位或两位显示参数代码，右边三位或两位显示 参数值。重复第二、三步，设置完所需参数。

第三步：按“功能”键，显示代码“0”结束调节参数状态，进入时钟闹钟控制器的正常

使用状态。

三、参数代码及其取值范围如下表。

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说明：1、

设定时钟控制的小时起点为24，则关闭该路时钟控制输出。

2、设定闹铃的小时为24，则关闭该闹铃。 工程师应该掌握的20 个模拟电路

长沙民政学院电子信息工程系 黄有全高级工程师 第 12 页 附录三、广告彩灯制作

说明：

1、每个8050 三极管可以驱动十二个到二十四个发光二极管。如果Q1、Q2 改成9013，

则驱动的发光二极管数量减半。只有相同发光电压(不同颜色的发光电压一般不

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同)的发光二

极管才可以并联使用。可以将发光二极管接成需要的图案，表达设计者的意图。 2、彩灯闪烁的周期是：T=0.7×(R1+R3)×C2+0.7×(R2+R4)×C1 根据闪烁快慢要求选

择R1,R2,R3,R4,C1,C2 的参数。调节电位器R1、R2 的大小，可以改变闪烁速度。 3、电压过高会烧坏发光二极管。工作电压从3v 开始调大，当提供的电源电压高于5v 后

应当串入一个2.2～27 欧姆的电阻作为限流电阻，以免烧坏发光二极管。 附录四：可控硅交流调压器制作

可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以

及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。这里介绍一台电路简单、装置容

易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行控制。图中RL 是负

载（照明灯，电风扇、电熨斗等）这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。

1、电路原理：电路图如下

可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。

从图中可知，二极管D1—D4 组成桥式整流电路，双基极二极管T1 构成张弛振荡器作为可控

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硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V 交流电通过负载电阻RL 经二极管D1—D4 整

流，在可控硅SCR 的A、K 两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1 降压后作为触发电

路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1 对电容C 充电。当充电电压Uc

达到单结晶体管T1 管的峰值电压Up 时，单结晶体管T1 由截止变为导通，于是电容C 通过

T1 管的e、b1 结和R2 迅速放电，结果在R2 上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到

可控硅SCR 的控制极， 使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张

弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C 又

从新充电??如此周而复始，便可调整负载RL 上的功率了。

2、元器件选择

调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ 的WH114-1 型合成碳膜电位器，这种电

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位器可以

直接焊在电路板上，电阻除R1 要用功率为1W 的金属膜电阻外，其余的都用功率为1/8W 的碳

膜电阻。D1—D4 选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A 的硅整流二极管,如

2CZ21B、2CZ83E、2DP3B 等。SCR 选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A 的可

控硅整流器件，如国产3CT 系列。 附录五、电源欠压过压报警保护器 一、 名称：电源欠压过压报警保护器

二、 功能：当电压低于180V 或高于250V 时，可进行声光报警。当外接交流接触器时，可

切断电源，保护用电设备。 三、 电路图： 四、 原理说明：

输入电源电压正常时，Y1A 输出高电平，Y1B 输出低电平，发光二极管LED 及 振荡发声电路Y1C、Y1D 和喇叭不工作，控制部件J1 也不工作。当电压高于250V 或

低于180V 时，Y1B 输出高电平，发光二极管亮，振荡发声电路工作，发出鸣叫声，

控制寄电器J1 闭合，当J1 的常开触点外接交流接触器时，就可控制主电路断开电源。

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五、 调试方法：

第一步当输入电源电压为250V 时，调节W1 使得Y1A 输出刚好由低电平转为高电平，

第二步当输入电压为180V 时调节W2 使得Y1B 的输出由高电平转为低电平。

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六、 元件表

名称 型号 规格 数量 名称 型号 规格 数量 集成块 74LS00 1 电阻 68K 1 三极管 9013 1 10K 1 二极管 1N4001 5 1K 1 发光二极管 1 微调电位器 47k 2 三端稳压块 7805 0.5A 1 电容 47uF/50v 1 7812 0.5A 1 10uF/25v 1 变压器 220v/15V 0.5A 1 2700pF 1 插头 220v 1 导线 花线 1m 直流寄电器 12v/0.5A 1 万用电路板 小 1块 集成块插座 14 脚 1 附录五、音频功率放大电路制作 TDA2030A 带音调18W×2 功放板

一、TDA2030A 是SGS 公司生产的单声道功放IC，该IC 体积小巧，输出功率大， 静态电流

小（50mA 以下）；动态电流大（能承受3.5A 的电流）；负载能力强，既可带动4-16Ω的扬

声器，某些场合又可带动2Ω甚至1.6Ω的低阻负载；音色中规中举，无明显个性，特别适合

制作输出功率中等的高保真功放。

TDA2030A 采用5 脚TO-220 塑封结构。IC 内部设有完善的保护电路。

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TDA2030A 可以单电源或双电源工作，本功放板采用双电源。 TDA2030A 主要参数： 工作电压：±6～22V 静态电流：<50mA

输出功率：18W，当V=±16V，RL=4Ω时 谐波失真：0.05%，当f=15kHz，RL=8Ω时 闭环增益：26dB，当f=1kHz 时 开环增益：80dB，当f=1kHz 时 频响范围：40～14000Hz 二、电路原理：

TDA2030A 功放板由一个高低音分别控制的衰减式音调控制电路和TDA2030A 放大电路以

及电源供电电路三大部分组成，音调部分采用的是高低音分别控制的衰减式音调电路，其中

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的R02，R03，C02，C01，W02 组成低音控制电路；C03，C04，W03 组成高音控制电路；R04 为

隔离电阻，W01 为音量控制器，调节放大器的音量大小，C05 为隔直电容，防止后级的TDA2030A

直流电位对前级音调电路的影响。放大电路主要采用TDA2030A，由TDA2030A，R08，R09，C066

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等组成，电路的放大倍数由R08 与R09 的比值决定，C06 用于稳定TDA2030A 的第4 脚直流零

电位的漂移，但是对音质有一定的影响，C07，R10 的作用是防止放大器产生低频自激。本放

大器的负载阻抗为4→16Ω。

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三、 TDA2030A 功放板的电源电路如下图所示，为了保证功放板的音质，电源变压器的

输出功率不得低于60W，输出电压为2*15V，滤波电容采用2 个3300UF/25V 电解电容并联，

正负电源共用4 个3300UF/25V 的电容，两个104 的独石电容是高频滤波电容，有利于放大器

的音质。

四、装配与调试：

工具准备：20W 电烙铁一把，最好是可调温的，若需要的话可与站长联系；万用电表一个，尖嘴钳一把，螺丝刀一把，焊锡丝和松香水若干。

准备焊接：焊接时先焊接跳线，再焊接电阻，再焊电容，再焊整流管，再焊电位器，最后焊TDA2030A，焊接TDA2030 前须先把TDA2030A 用螺丝固定在散热片上，否则在最后装散热片时螺丝很难打进去。TDA2030A 与散热片接触的部分必须涂少量的散热脂，以利散热。焊接时必须注意焊接质量，对于初学者，可先在废旧的电路板上多练习几次，然后再正式焊接。

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五、调试：本功放板调试特别简单，电路板焊好电子元件后，要仔细检查电路板有无焊错的地方，特别要注意有极性的电子零件，如电解电容，桥式整流堆，一旦焊反即有烧毁元器件之险，请特别注意。接上变压器，放大器的输出端先不接扬声器，而是接万用电表，最好是数显的，万用表置于DC*2V 档。功放板上电注意观察万用电表的读数，在正常情况下，读数应在30MV 以内，否则应立即断电检查电路板。若电表的读数在正常的范围内，则表明该功放板功能基本正常，最后接上音箱，输入音乐信号，上电试机，旋转音量电位器，音量大小应该有变化，旋转高低音旋钮，音箱的音调有变化。 附录六、过压欠压报警器制作说明

1、 名称：电源欠压过压报警保护器

2、 功能：当电压低于180V 或高于250V 时，可进行声光报警。当外接交流接触器时，可切断电源，保护

用电设备。 3、 电路图： 4、 原理说明：

输入电源电压正常时，Y1A 输出高电平，Y1B 输出低电平，发光二极管LED 及振荡发声电路

Y1C、Y1D 和喇叭不工作，控制部件J1 也不工作。当电压高于250V 或低于180V 时，Y1B 输出

高电平，发光二极管亮，振荡发声电路工作，发出鸣叫声，控制寄电器J1 闭合，当J1 的常开触点

外接交流接触器时，就可控制主电路断开电源。

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5、 调试方法：

第一步当输入电源电压为250V 时，调节W1 使得Y1A 输出刚好由低电平转为高电平，第二步当

输入电压为180V 时调节W2 使得Y1B 的输出由高电平转为低电平。

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6、 元件表

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