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1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 直流電路和交流電路 一個(gè)緣由是電路課程中常常遇到直流和溝通的概念是分開處理的。實(shí)際上，在同一電子電路中，存在直流重量和溝通重量兩種狀態(tài)。現(xiàn)在讓我們更為清晰了解與融合在電路中同時(shí)存在的兩種狀態(tài)。 圖7-9 是包括直流和溝通重量的電路的例子。電池組，即直流電源，與溝通源串聯(lián)在電路中。通過電阻的波形可以看出有直流重量和溝通重量存在。在圖7-9 中上圖的波形是正弦波加正的平均值；圖7-9 的下圖波形是正弦波加負(fù)的平均值。兩個(gè)波形中的平均值叫做波形的直流重量，并且它的值與電池組的電壓值相等。沒有電池組，這個(gè)波形的平均值將會(huì)是0 Ｖ。 圖

2、7-10 表示的是一個(gè)既有直流源又有溝通源的RC （電阻- 電容）電路。這個(gè)電路同許多線性電子電路具有相像之處，這些線性電子電路一般由直流電源供電，如電池組，它們常常處理的又是溝通信號(hào)。這樣，在線性電子電路中的波形常常表示為直流重量和溝通重量的合成。 圖7-11 表示的是不同節(jié)點(diǎn)處的波形，這些波形發(fā)生于圖7-10 中不同節(jié)的點(diǎn)處。節(jié)點(diǎn)是兩個(gè)和兩個(gè)以上電路元件（如電阻、電容等）的連接點(diǎn)。這兩個(gè)圖有助于理解我們需要把握的線性電子電路的一些重要特性。 在節(jié)點(diǎn)A 處的波形，如圖7-11 ，表示的是純直流，該點(diǎn)沒有任何溝通重量，由于在圖7-10 中的節(jié)點(diǎn)Ａ是同電池組的正端相連接，得到的波

3、形就是直流波形。 圖7-11 節(jié)點(diǎn)B 處的波形為純溝通（無直流重量）。在圖7-10 中節(jié)點(diǎn)B 是表示溝通源的輸出端，因此，可以估計(jì)到該點(diǎn)是正弦波形。 圖7-11 中的其它波形需要深化思索。從節(jié)點(diǎn)C 開頭，我們看到振幅約為溝通源振幅一半的純溝通波形。振幅損失是由R3 的壓降引起的，稍后再作爭論。節(jié)點(diǎn)D 表示有5V 的直流重量的溝通波形圖，該直流重量是圖7-10 的R1 和R2 產(chǎn)生的，它們對10V 直流電源分壓。最終，節(jié)點(diǎn)E 在圖7-11 中表示為純溝通波形，直流部分通過圖7-10 中的電容C2 隔除。直流重量部分在節(jié)點(diǎn)D 消失，在節(jié)點(diǎn)E 處消逝，這是由于電容的隔直作用或消退信號(hào)

4、中的直流重量的作用。 你可以回憶一下：電容阻抗公式是： XC = 當(dāng)頻率f 接近直流（0Hz ）時(shí)，即對直流電源，電容的阻抗為無窮大，相當(dāng)于開路，所以在E 點(diǎn)沒有直流成分。 例7-2 計(jì)算頻率為10kHz 時(shí)圖7-10 中的電容阻抗并比較它和電阻阻抗的大小。 XC= = =15.9 Ω 阻抗為15.9 Ω是較低的。實(shí)際上，我們可以認(rèn)為在10kHz 時(shí)電容短路，由于圖7-10 中電阻是特別大的。 這里，我們可以總結(jié)出兩點(diǎn)：1 ）對于直流，電容為開路；2 ）當(dāng)信號(hào)頻率相當(dāng)高時(shí)，對于溝通信號(hào)，電容為短路。這兩個(gè)結(jié)論在電子放大器

5、電路分析中廣泛應(yīng)用，必需牢記。 在其它頻率會(huì)怎樣呢？在高頻時(shí)，電容阻抗很低，因此，電容被看成短路；在低頻時(shí)，電容表現(xiàn)出大阻抗特性，短路的觀點(diǎn)不再正確。只要阻抗小于有效電阻的1/10 ，短路觀點(diǎn)通常是成立的。 例7-3 計(jì)算頻率為100Hz 時(shí)圖7-10 中的電容阻抗，并推斷在此頻率條件下短路觀點(diǎn)是否正確？ XC= = =1.59k Ω 由于阻抗為1.59k Ω在1000 Ω的范圍，故在該頻率時(shí)，電容不能看成短路。 圖7-12 是圖7-10 的等效電路圖，直流等效電路表示為由電源，R1 和R2 組成部分。那么，其它電阻和溝通電源

6、到哪兒去了呢？由于電容的隔離，它們對于直流為開路，而R1 和R2 值相等，在節(jié)點(diǎn)D 的直流電壓為電源的一半，即5V 。溝通等效電路比較簡單，電阻R1 和R2 及R4 的節(jié)點(diǎn)是并聯(lián)的，由于R2 和R4 是通過圖7-10 的C2 連接，例二已說明，對于10kHz 的信號(hào)，電容C2 可以看成短路，所以，在溝通等效電路中把R2 與R4 改成并聯(lián)，電阻R1 也是并聯(lián)的。由于直流電源內(nèi)阻被看成0 Ω，在溝通等效電路中R1 接在電源端被看成接地，而另一端接在節(jié)點(diǎn)D 。這樣在D 點(diǎn)，3 個(gè)10k Ω并聯(lián)電阻的等效電阻值是3.33k Ω，幾乎等于R3 的值。電阻R3 和3.33k Ω的等效電阻形成分壓器，因此，

7、在節(jié)點(diǎn)C 和D 及E 的溝通電壓將是溝通電源值的一半即5VP-P 。 當(dāng)直流和溝通的等效電路合在一起時(shí)，結(jié)果節(jié)點(diǎn)D 有5V 的直流電壓和5VP-P 的溝通電壓。節(jié)點(diǎn)D 的波形已示于圖7-11 。用我們已經(jīng)學(xué)過的迭加定理，就可以準(zhǔn)確地解釋圖7-11 所示的波形。 在電子電路中常用一種特別重要的概念，叫旁路。如圖7-13 所示，留意到C 2 的右端接地，就溝通信號(hào)而言，有效地短路節(jié)點(diǎn)D 。波形顯示，節(jié)點(diǎn)D 只有5V 的直流電壓，由于溝通信號(hào)被短路了。旁路使用在必需消退溝通信號(hào)的電路節(jié)點(diǎn)上。 電容有許多的使用方法。圖7-10 中的電容C 2 常常叫耦合電容。這個(gè)名字很好地表現(xiàn)

8、了它的特性，由于它能耦合從節(jié)點(diǎn)D 到節(jié)點(diǎn)E 的溝通信號(hào)。但是，當(dāng)它耦合溝通信號(hào)時(shí)，它隔開直流部分，因此也稱作隔直電容。 圖7-14 表示這類概念的敏捷運(yùn)用。設(shè)想有一個(gè)從電視臺(tái)發(fā)出的微弱信號(hào)，放大器可以用來增加此微弱信號(hào)。最好將放大器與天線放在一塊，但是天線常常放置在屋頂。放大器需要電源，這樣，用的方法之一是用一根電線通到屋頂，而電視信號(hào)可從電纜分別。一根同軸電纜能夠供應(yīng)兩種服務(wù)（直流電源和信號(hào)傳輸）。 圖7-14 中電池給位于同軸電纜另一端的放大器供電，同軸電纜的外層導(dǎo)體作為電池和遠(yuǎn)程放大器的公共地。同軸電纜的內(nèi)芯作為電池和遠(yuǎn)程放大器的正極連接線。射頻扼流圈（RFCV

9、s ）用來隔離信號(hào)和電源電路，射頻扼流圈是用銅絲繞成的電感，在高頻有較高電抗。 你可以回憶一下：電感阻抗隨著頻率的增大而增大： XL=2 πfL 線圈的阻抗和頻率成正比，當(dāng)一個(gè)增大，另一個(gè)也增大。 在直流（f=0Hz ）時(shí)的感應(yīng)阻抗為零，直流電源通過扼流圈無損失；當(dāng)頻率增大時(shí)，感抗也增大，右邊的扼流圈的感抗防止電源將高頻信號(hào)短路到地（如圖7-14 中所示）。另一個(gè)扼流圈的感抗阻擋放大器溝通輸出信號(hào)回到放大器電源端。 例7-4 假設(shè)圖7-14 中的射頻扼流圈電感量為10 μH ，電視信號(hào)下限頻率從54MHz 開頭，計(jì)算對電視信號(hào)的最小感抗

10、。把最小扼流圈感抗與同軸電纜阻抗比較，已知同軸電纜阻抗為75 Ω。 XL=2 πfL =6.28 ×54 ×106 ×10 ×10-6=3.39 k Ω 扼流圈阻抗幾乎為同軸電纜阻抗的50 倍，這表示扼流圈有效地把電纜上的信號(hào)與放大器的電源電路和電池隔離開。 圖7-14 的電容C2 和C3 是耦合電容，它們把溝通信號(hào)送入和輸出同軸電纜，這些電容在信號(hào)頻率下是短路，對電源的直流信號(hào)則形成隔離，電容C1 為旁路電容，它保證放大器通過純直流電壓驅(qū)動(dòng)其工作來增加電視信號(hào)。在圖7-14 中的電阻RL 為溝通信號(hào)負(fù)載，用它代表電視接收機(jī)。 第 5 頁 共 5 頁