发表于:2022/7/22 16:45:16
#0楼
前 言
经常有朋友问到我:要掌握工业控制线路板的故障检修,看哪些书有用?我常常无言应对。电子电路类的书籍汗牛充栋,浩如烟海,想找出几本特别管用的书来,也真难。心中慢慢地动了写一本基础书的念头:到时候可以推荐朋友们看我的书了。
自2012年前后至今,此念头也动了有10年了。近来将其成书的愿望尤为强烈,年龄已近花甲,人生几多无常。趁着手眼尚健,需要把该干的事情干了。
想把模拟电路原理及故障检修的思路好好梳理一下,其中一些心得有了与大家共享的愿望。其间陆续地在中华工控网论坛发了多篇有关运放、比较器等基础电路的帖子,广大网友的热情回复和评论,给我莫大的鼓励!所发文章此后又被几十家网站大量转载,更有人将我发的 “帖子打包”实行“电子版销售”,貌似生意也还不错。从中可以看出这些文章受欢迎的程度。也说明这些东西还是有用的,这在一定程度上坚定了我写作此书的信心。
模拟电路原理的学习之难已成共识,尤其是微、积分部分更成拦路之虎。传统模式的模拟电路原理讲解,多由数学公式推导演绎,而少从器件特性、动态变化的电路模型角度来分析(后者才是应该去做的吧)。依作者之见,从电容的物理特性——充、放电的现象与变化入手,则浅显易懂(问题突然变得简单了)。可惜的是,一般书籍是从微、积分的数学解题入手,将物理课上成了数学课。即使是学生试卷上得了满分,也仅仅说明数学计算能力过关,对电路原理并未能真正领会。
深感电子电路原理学习之累,故不避浅陋不揣冒昧,简说运放/比较器原理及检修原则。形成文字之际,与一般技术文章写作的模式相反,我尽量不碰不翻相关资料,只凭自己经历和记忆,甚至凭自己的直觉一路痛快地写下来。是怕计较多了,思虑多了,又会落入老套。就想着不管不顾,单刀直入探其本源,一鞭断江立马崖头,先玩个痛快再说。
能否有一些简单的方法,直捷的路子,先让学生理解学会了(哪怕是较低层次的学会),然后再深入提高。如针对微积分电路,从电容充、放电的物理表现角度切入,让原理分析与故障检修回到“电路本身和器件本身”上来,效果是否更好?而其实,研究和设计应该是一条路,线路板的故障检修应该是另一条路,研究型和应用型的路子,应该在特性互补的同时具备两种走法才对。在本人七年以来工业线路板的教学实践中,确实摸索出了一套较为快捷和易于接受的讲解方法,使学员能在短期内切实掌握运放原理分析及故障检修技能。
也许模电(模拟电路的简称)不一定等于魔电或磨电,也许有一条模电→简电的小道可行,没准这恰好是一条比较省力气又容易走得通的路。
所谓原理新解,如对某一电路的解析,包括对该电路结构的认识,并不一定有唯一的解析,这和数学题“一题数解”的道理是一样的。也许有读者会给出更高明的解法,我应该点赞!同时这也很值得期待;所谓原理新解,系出于个人角度之试解,当然深具个人风格和个人局限,限于本人的水平和条件,可能会产生漏解或错解,如与相关理论有所不契合之处,诸君当“依法不依人”给予纠正为是,当然欢迎探讨与指正!
关于模拟电路的故障诊断和检测,作者阅读过大量的国内、外的相关技术书籍,仍然感到:真正有益的有效的有用的理论指导或实践指导的书,仍属空白,仍需要有人来填补这个空白!希望本书多少能将这块空白填充一部分,希望本书也能产生抛砖引玉的功效吧。
登山一定有两种方案:
其一:在登山之初,首先需要一条明确的道路,哪怕是小道儿。再就是一些简易工具,如绳索、开山镰等,上述条件使登山行动可以马上得以实施,而且大部分人是可以上去的。
其二:登山者到了一座雄伟险峻的高峰面前,只见云雾缭绕路径难辨,两手空空没有登山装备,大多数人只有望峰兴叹了。少数人转而准备无人机、对讲机、防蛇药,露营睡袋,野外生存手册、登山路线图册、组建试登一组、组建试登二组等等。多数人未及准备就位,已经在返程的途中了,少数人中的少数人当然也可以登峰的。
作者提供给大家的是第一种方案:不完备、不严谨、有缺点,但具有简易直达的效果!如果能用化简图示说得清楚道理和结果,就不用数学公式来推导;如果从物理的角度能叙述清楚,就不让数学味儿弥漫于文字之中——如果能够“看出来”,就没有必要去“算出来”。知识是工具,而固化的知识同时又成为藩篱。知识不易到达的地方,智慧可以登场,水是可以穿过藩篱的。
电子电路检修的极致,不是去往电路理论的高处,而是往电路基础的方向走。最后仅仅是串联分压、并联分流——对欧姆定律的纯熟应用而已。欧姆定律/串联分压电路是运放电路、电压比较器的基础,运放和电压比较器又是一切集成芯片、数字电路、电源芯片、MCU/DSP等的构成基础。
检修的思路、法则应该是:简单些、还能再简单些,清楚直接、有办法解决;而不是:复杂、应该再复杂些,以至于云山雾罩,彻底迷失方向。让原理分析回归电路本身,让故障检修回归元器件本身。
这一本不足200页的薄薄小册子,并非知识的库藏性展览,而在于“闻一而知二三”的启发性作用。如果有幸为相关的主流知识界所接纳,用于本科或专科院校、职业中专等教学单位作为教材使用(作者在此也郑重推荐一下),从而不仅有助于广大工控同行,提高对模拟电路故障的诊断和检修能力,更能益于广大学子扎实地掌握电子电路知识,是作者所期冀也。
此外,尚有几点提请读者朋友注意:
(1)上卷和中卷关于原理解析的部分,所列举电路示例,相对于实际电路来说,作了适度化简,如省掉滤波元件等。下卷检修实例中,则完全忠实于电路原貌。
(2)本书中的相关数据或数值,一般对小数点后的第2位则不予关注,并且处理数据有“差不多、大概其、接近于、约等于”的趋向,这是作者长时间检修中养成的习惯。作者的一些方法和相关分析,有时系“个人所见”,可能尚有值得商榷之处。另外本书行文风格,也必然深深打上“咸老师风格”的烙印,直抒胸臆,有时可能就疏忽了规范(虽然已经有所注意)。
(3)本书电路实例,采用上述各种设备的实际电路,是作者由线路板实物测绘所得的电路图。均系第一手资料。由于作者精力和技术能力所限,本书电路实例和文字分析可能存在谬误之处,提请读者朋友注意。错误或不足之处——几乎可以肯定——会有的。
因而,对规范化、标准化、严谨性有要求的朋友们来说,这是一本有缺点的书,“介意勿拍”。
当然要感谢我的家人和友人们的支持,感谢化学工业出版社的编辑老师们付出的心血,感谢为本书排版的师傅们,版面做得非常漂亮。
最后我仍要感谢我的读者们,是您们广泛的支持和无边的爱,成就了本书。
咸庆信
2022年1月27日,临沂
目录
咸庆信老师讲解电子电路/工业线路板维修技术基础丛书
运放电路和电压比较器原理新解与故障诊断
上卷
运放电路原理新解与故障诊断
第一章 为何要讲解运放?
1.1 引子
1.2 作者学习和掌握运放电路的历程
1.3 本书所涉及电路内容
1.4 检修运放电路的理论基础
1.4.1 欧姆定律
1.4.2 “电流检测法”与“成片检测法”的提出
1.4.3 所有运放都是直流放大器,所有信号都是直流电压信号
1.4.4 “虚断”与“虚短”,既是原理又是检测依据
1.5为何要讲解运放电路?
第二章 运放原理初阶
2.1 运放特性简说
2.2 运放符号及结构简析
2.2.1 运放的原符号和新符号
2.2.2 运放电路的开环表现
2.3电压跟随器的电路类型和工作原理
2.3.1 串联分压电路的结果估算
2.3.2电压跟随器基本电路
2.3.3 电压跟随器的电路构成
2.3.4实际电路举例
2.3.5电压跟随器电路的故障检修
第三章 同相放大器原理与故障诊断
3.1 同相放大器工作原理简述
3.2 同相放大器故障检修要点:
3.3 专门适用于同相放大器的检修规则
3.4 同相放大器电路实例
3.5 同相加法器电路
3.6 同相放大器故障检修实例
第四章 反相放大器结构、定义、原理简析和检修方法
4.1反相放大器的电路结构
4.2 反相放大器原理简析
4.3 反相放大器分析方法
4.4 加法器/反相求和电路
4.5 反相放大器的故障检修规则
4.6 实际应用电路举例
4.7 反相放大器电路故障检修实例
第五章 差分(减法器)电路原理和故障检修
5.1差分放大(衰减)器基本电路形式和工作原理
5.2 预加偏置电压的差分放大器
5.3 输入信号和运放供电电源不共的差分放大器
5.4 用差分电路构成的恒流源电路
5.5 差分放大器检修方法(以基本电路为例)
第六章 精密半波和全波整流电路原理解析
6.1 精密半波整流电路
6.2常见全波精密整流电路形式
6.3 精密半波、全波电路的故障检修方法
第七章 单电源供电运放电路
7.1 单、双电源供电运放及代换事项
7.2 单电源运放做为放大器应用时的技术措施
第八章 基准电压的来源
8.1 由电源电压经电阻串联分压产生的基准电压
8.2 由运放电路生成的基准电压
8.3 “专业”基准电压源电路之一
8.4 “专业”基准电压源电路之二
8.5 可编程基准电压源电路
第九章 放大器的预置基准
9.1 “潜”的基准——不需要另外增设的基准
9.2 “显”的基准——双电源供电运放额外设置的基准
9.3 单电源供电的运放电路,基准的设置
第十章 恒流源电路
10.1 电压跟随器结构的恒流源电路
10.2 (单端输入、双端输出式)差分放大器的恒流源电路
10.3 (双端输入、双端输出式)差分放大器的恒流源电路
第十一章 可编程放大器
11.1电路原理解析
11.2 电路故障检测方法
第十二章 微、积分电路原理及检修
12.1 积分、微分电路的基本概念
12.2由运放器件和RC电路构成的积分电路
12.3由运放器件和RC电路构成的微分电路
12.4 同相结构的电路,是反相放大器还是积分电路?
第十三章 认识IC器件
13.1芯片的温度序列
13.2 IC器件的封装形式
13.3 芯片的性能序列
1.3.4芯片的代换问题
中卷
电压比较器原理新解与故障诊断
第一章 电压比较器综述
1.1 基本电路和相关定义
1.2 提出新符号和简要定义
第二章 电压比较器的常用电路形式
2.1基本电路形式——“点”(单值)比较器
2.2 “段”(滞回/迟滞)比较器
2.3 梯级电压比较器电路
2.4“片”(窗口)比较器电路
2.5具有“双重身份”的比较器电路——梯级比较器和窗口比较器的组合电路
第三章 比较基准的设置和来源
3.1 基准电压电路的电路形式
3.2由电路形式预判正常输入信号的电压幅度和范围
第四章 电压比较器的在线鉴别及故障诊断
4.1 在线鉴别比较器和运放器件的方法
4.2比较器的检修思路和方法
第五章 电压比较器的应用特例
5.1 10V基准电压发生器电路
5.2驱动电路的供电电源电路
5.3 故障检修思路
下卷
模拟电路故障的诊断与检测
第一章 小试牛刀:简单点的模拟电路——温度检测电路
实例1: 运放芯片影响了分压值:“虚短规则”已经不成立
实例2: 也许“虚断”不成立是运放芯片损坏后常见故障
实例3:处理模拟信号也不一定就会用到运放芯片
实例4:当电压跟随器的输出电压不等于输入电压时
实例5:看似成片,其实简单的检测电路
实例6:不要让外围电路牵连运放芯片
实例7:开关信号和模拟信号“混搭”的温度检测电路
实例8:传输模拟信号偏偏不用运放!
第二章 也不算复杂:直流母线电压检测电路
实例1:运放芯片的表现不讲道理
实例2:偏置电路的“失职”,导致运放电路的“身份”改变
实例3:基准电压的高低由MCU说了算
实例4:简单点的电路也能完成任务
实例5:运放器件可以坏出这种现象来
实例6:将供电电源是否正常要永远放在检测的第一位
实例7:基准电压的地位其实不低于电源电压
实例8:总有例外的电路结构和形式
实例9:万物都会衰老
实例10:可调元件,提供方便的同时又带来故障隐患
实例11:别太依赖万用表
实例12:器件的衰变并不罕见
实例13:没有好办法就全部焊点来一遍
实例14:不按规则“出牌”必遭淘汰
实例15:奥的斯ACA21290BJ2型电梯变频器上电报欠电压故障
第三章 认识贴片IC元件
3.1贴片IC的封装形式和种类
3.2贴片IC的种类
3.3如何辨识贴片IC器件的产品型号
3.4贴片IC的其它辨识手段和方法
3.5贴片IC的代换
第四章 如何“跑”电路及线路板测绘
4.1 先认识一下实物
4.2 先确实要跑的大致区域
4.3 先找地、供电端
4.4 知道在哪里停就会画了
4.5攻克一路,全军缴械
4.6 画电路图的方法
4.6.1 先按物理位置画再整理
4.6.2 直接将IC拆分后画出
4.6.3 画出来看不懂就失去意义
第五章 预测学及其它
5.1 信号电压预测学(前、中、后级电路之间的电压结构关系)
5.2交流和直流,静态和动态,电压和电流
5.3“虚断规则”不仅仅是运放电路的专利
5.4可以动手脚的地方和不能动手脚的地方
5.5 “脑洞大开”使普通检修装备的“潜能”得以显现
第六章 先两端后中间与扫雷法及其它
6.1 电流检测电路中各点电压预测
6.2 读者对5.1文中尚有问号,继续答疑
6.3 先两端后中间的快速检修法
6.4 故障点“扫雷法”
6.5 电路“首尾一通”法
第七章 变频器输出电流检测电路实例
7.1 输出电流检测电路的经典结构
7.2 输出电流检测电路实例1
7.3电流检测电路实例2
7.3电流检测电路实例3
第八章 “混搭”的模拟量信号输出电路
8.1 模拟开关、光耦合器、运放的“混搭电路”
8.2 光耦合器、电路比较器、运放的“混搭电路”
模电 = 简电
电路原理解析的新思路 故障检修的新方法
让原理分析回归电路本身 让故障检修回归元器件本身
如果能用化简图示说得清楚道理和结果,就不用数学公式来推导;
如果从物理的角度能叙述清楚,就不让数学味儿弥漫于文字之中;
如果能够“看出来”,就没有必要去“算出来”。
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咸庆信
2022年7月22日
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咸庆信变频器维修专题博客:http://blog.gkong.com/blog.asp?name=xq%30%39%31%38%31
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《精选工业电器电路原理图析与实用检修》、《变频器实用电路图集与原理图说》、《变频器电路维修与故障实例分析》、《PLC技术与应用——专业技能入门与精通》已经出版。
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《精选工业电器电路原理图析与实用检修》、《变频器实用电路图集与原理图说》、《变频器电路维修与故障实例分析》、《PLC技术与应用——专业技能入门与精通》已经出版。