教你三步看懂电路图分析判断

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由电路的参数可判断电路的性质,如图所示电路中, R=5Ω,Xc=4Ω,该电路是呈()的电路。A.容性B.感性C.
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由电路的参数可判断电路的性质,如图所示电路中, R=5Ω,Xc=4Ω,该电路是呈()的电路。A.容性B.感性C.电阻性D.非线性请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!
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变频器维修之常见模拟电路分析和故障判断
摘要:故障检测电路的主体电路还是由由运算放大器构成,通常,运算放大器被接成以下几种类型的电路,完成着对信号模拟放大、比较输出和精密整流三种工作任务
故障检测电路的主体电路还是由由运算放大器构成,通常,运算放大器被接成以下几种类型的电路,完成着对信号模拟放大、比较输出和精密整流三种工作任务。一、反相放大器电路:&图()、(),()电路,有两个特征:、输入、输出信号反相;、无论是放大或衰减或倒相电路,输出信号对输入信号维持一个比例输出关系,可以笼统地称为反相放大器,因为倒相器的放大倍数为,而衰减器恰恰也是利用了电路的放大作用。有趣的是,此三种反相放大器,在电流、电压检测电路中,都有应用。以电流检测电路为例:这是因为,串于三相输出端的电流互感器内置放大器,输出信号已达伏特级的电压幅度,而的输入信号幅度又须在以下的电压幅度内,故反续电流信号处理电路,有的采用了有一定放大倍数的反相放大器;有的采用了倒相器电路,只是根据输入电压信号极性的要求,只对信号进入了倒相处理,并不须再进行放大;部分电路为适配后级电路的信号幅度范围,甚至采用了衰减器电路,对电流互感器来的电压信号衰减一下,再送入后级电路。检测电路中的模拟信号电路的供电,根据放大交流信号的要求,一般采用正、负双电源供电。根据反相放大器的电路形式和运算放大器的电路特性,我们可找到相应的检测方法:1、据反相放大器的特性,以正、负供电的(地)为基准电位,当输入正的信号电压时,输入电压必为以下的负压,反之输出以上的正电压。要根据电路和输入、输出脚的静态电路值判断是否处于正常状态;2、查明该级电路为放大器或倒相器或衰减器,据输入电阻与反馈电阻的比值,可大致测算出输出电压值,由此可判断电路是否处于正常状态;3、根据电路对差模信号有放大(或衰减)作用,而对共模信号放大作用为的特性,当短接两输入端时,输出电压应接近电位值;或者测量输出端已有正电压(或负电压输出),但一短接两个输入端,输出电压马上降(或升)为左右。说明电路是好的,能正常传输信号。4、可以人为改变输入电压值,则输出电压必定有相应变化,可由此判断放大器是否处于正常状态。&&&&[故障实例]&&&&&某台变频器上电后,即报出故障,故障复位无效,测电流检测电路,如上图()电路,输出电压为,因有严重过流信号输入,故在上电后报出信号。用金属镊子短接运算放大器、脚,测量输出脚电路无变化,仍为,判断运算放大器损坏,更换后,故障排除。[故障实例]&&&&某台变频器,上电后输出欠电压信号,检测上电图()电路,输入电压为,但输出电压为。,说明为本级放大器故障,用一外接直流电源串接电阻,输入到反相输入端,输出电压无变化,判断该级放大器损坏,更换后故障排除。二、同相放大器和电压跟随器电路:上图()电路为同相放大器的典型电路形式,也为放大器电路之一种。输入信号进入放大器的同相端,输出信号同输入信号同相位,电路的电压放大倍数。也用于故障信号检测电路中对模拟信号的放大处理。该电路当短接或开路时,输出信号与输入信号的相位一致且大小相等,因而()电路可进一步“进化”为()、()电路。&&&&上图()、()为电压跟随器电路,输出电压完全跟踪于输入电路的幅度与相位,故电压放大倍数为,虽无电压放大效果,但有一定的电流输出能力。电路起到了阻抗变换作用,提升电路的带负载能力,减弱信号输入回路高阻抗和输出回路低阻抗的相互影响。作为电路跟随器应用时,有时候也采用单电源供电。&&&&()、()、()种电路,也在故障检测电路中,被用于模拟信号的放大、基准电压信号的处理等。&&&&根据电路的特性与作用,可得出检测方法如下:&&&&1、()电路为同相放大器电路,输出电压幅度与极性比例跟踪于输入电压,该级电压放大倍数约为倍。当输入电压值为时,输出电压约为。可据输入、输出电压值的测算判断电路是否处于正常状态;&&&&2、()()电路均为电压跟随器电路,输出电压完全跟踪于输入电压,输出电压应与输入电压相等,据此可以判断电路是否处于正常状态。&&&&3、可通过短接两输入端或人为改变输入端电压的方法,测量输出端电压的相应变化,来判断电路是否处于正常状态。[故障实例]&&&某台变频器,上电即跳故障,测温度检测电路的基准电压电路如图()的输出电压为,该机为电压比较器电路,测其输入端电压为,正常状态下输出端电压也应为。将输出端负载电路切除后,输出端电压仍为。,判断为该级放大器损坏,更换后故障排除。三、精密正、负半波整流器和全波整流器电路:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图三 精密半波、全波整流器电路&由电流互感器来的交流电压信号,要经后续半波或全波整流电路整流成直流电压后,再送入,供电流显示和控制之用。精密半波或全波整流电路也用作模拟信号的处理和放大。普通整流电路采用二极管做为整流器件,但二极管整流存在非线性失真、有死区电压等缺点,尤其用于小信号整流时,将使输出信号畸变,出现输出误差。利用运算放大器的放大作用和深度负反馈作用,在放大电路中加入二极管,利用二极管的单向导电特性,实现对输入正、负半波信号引入不同深度的负反馈,可以对输入μV级信号进行整密整流,电路本身还具有电压跟随或放大作用。&&&&上图()为精密负半波整流电路,电路将输入负半波信号进行精密整流后,倒相输出。对正半波输入信号来说,的接入,为放大器引入了深度负反馈;在负半波输入信号的起始段,因信号输入幅度小于、均处于截止,电路处于开环放大状态,微小的信号输入,便会使输出脚电压大于。,导通,反偏截止;与串联引入了适度负反馈(由的阻值可决定本级电路是整流器还是整流放大器,本级电路为精密整流器,无放大作用),相当于一个反相放大器,输出与输入信号成倒相关系。&&&&上图()电路与图()电路的不同之处,在于电路中两只二极管的极性相反,成为对输入正半波信号的精密整流电路。整流原理是一样的。&&&&由一个半波整流器电路再加上一个反相求和电路,如图(),实现将正、负半波输入并反相后输出,可得到全波输出电压波形,即构成了一个全波高精度整流电路。&&&&在故障检测电路中,往往采用整流器电路,对三相输出电流采样信号,进行整流与放大,作为模拟电压信号(电流检测信号)输入后级故障信号处理电路和电路,用作过载报警和运行电流的采样处理。&&&&电路输入为交流电压信号,而输出为直流电压信号,大部分电路为整流器,部分电路为整流放大器。&&&&检测方法:1、&整流器电路:输入侧为交流电压,输出侧为直流电压,两测量值比较接近。&&&&2、整流放大器,输入侧为交流电压,输出侧为直流电压,输出直流电压值高于输入交流电压值。&&&&3、可通过短接两输入端或人为改变输入端电压的方法,测量输出端电压的相应变化,来判断电路是否处于正常状态。[故障实例]&&&&某台变频器,上电即跳故障,检测电流检测电路如图()的输出电压为,拨掉电流互感器引线端子,该级放大器仍为,判断整流器电路损坏,更换后故障排除。四、电压比较器、梯级电压比较器和窗口电压比较器电路:&&&&上述几种电路,都用于模拟信号的放大整流等,其输出信号仍有模拟信号,可称为模拟信号(放大)处理电路,而下文电压比较等电路,则输出为开关量信号,其电路已脱离了模拟放大的范畴,似乎进入了“数字电路”的领域,是拿模拟电路当作了数字电路来应用。图五&&两种滞回比较器电路控制原理简述如下:先假定图()电路被用于制动动作信号的处理,输入信号为直流回路的电压采样信号。当直流回路的电压因负载再发能量回馈造成异常上升,达时,输入电压值达。以上,高于放大器反相端基准电压值时,放大器输出低电平信号,后级制动电路动作,将制动电阻接入直流回路,对电压增量进行消耗;因制动电阻的消耗作用,输入电压值很快下降到。以下,可是制动信号仍在输出中,并不是直流回路电压稍为回落,制动信号即行消失,这就看出了滞后比较器的作用。制动电路继续工作,一直到直流回路电压回复为以下时,采样输入电压低于。时,制动电路才停止工作。电路静态时,放大器同相端电压(。)高于反相端电压,输出电压为近的高电平电压,由、引入到同相端电路,将同相端电压“人为垫高”为。。当输入电压高于。时,电路输出状态反转,输出端变为低电平。反偏截止,反馈回路中断,同相端基准电压恢复为。 V分压值。这样,当输入采样电压低于。 V时,制动信号才停止输出。&&&&滞回比较器电路,常用于直流回路的电压检测,输出制动信号和过、欠压故障信号等。&&&&检测方法同电压比较器,从略。&
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电路的状态变量分析
用系统图解方程的一种方法.能决定系统的将来行为的一个系统变量的极小集,称为系统的状态变量集。由系统图的一个特征树可得到一个系统变量集及相应的微分方程组,这样求解系统的方法称为状态变量法。
在电路分析中应用状态变量法即为电路的状态变量分析。状态变量分析法是以系统内部变量为基础建立的系统方程。由于它可以引用控制系统理论的概念、方法,又适宜于计算机的数值求解,所以不仅对于单输入单输出系统的分析,而且更适用于多输入多输出系统、非线性系统以及时变电路的分析。自20世纪60年代开始,作为现代控制理论基础的状态变量法在系统分析中得到广泛应用。此方法的主要特点是利用描述系统内部特性的状态变量取代仅描述系统外部特性的系统函数,并且将这种描述十分便捷的应用于多输入——多输出系统。此外,状态空间方法也成功地用来描述非线性系统或时变系统,并且易于借助计算机求解。
电路的状态变量分析定义
用系统图解方程的一种方法。能决定系统的将来行为的一个系统变量的极小集,称为系统的状态变量集。由系统图的一个特征树可得到一个系统变量集及相应的微分方程组,这样求解系统的方法称为状态变量法。在电路分析中应用状态变量法即为电路的状态变量分析。
对于电路分析而言,注意以下两点:
第一,用任意瞬时的状态值和在此以后的激励可以唯一地确定的任意时的状态。
第二,用任意瞬时的状态值和此瞬时以后的激励值就可以唯一地确定此瞬时电路中所有变量的值。
其中用来定义电路状态的变量,则称为状态变量。
电路的状态变量分析相关名词解释
对于一个动态系统的状态是表示系统的一组最少变量(称为状态变量)。只要知道 时这组变量和时的输入,那么就能完全确定系统在任何时间的行为。
状态变量:
能够表示系统状态的那么变量称为状态变量。
状态矢量:
能够完全描述一个系统行为的n个状态变量构成了状态矢量。如一个二维矢量:
状态空间:
状态矢量λ(t)所在的空间。如果一个系统需要n个状态变量来描述,则状态矢量是n维矢量,对应的状态空间就是n维空间。
状态轨迹:
在状态空间中状态矢量端点随时间变化所描出的路径称为状态轨迹。
状态方程:
描述状态变量变化规律的一组一阶微分方程组。各方程的左边是状态变量的一阶导数,右边是包含有系统参数,状态变量和激励的一般函数表达式,不含变量的微分和积分运算。
输出方程:
描述系统输出与状态变量之间的关系的方程组。各方程左边是输出变量,右边是包括系统参数,状态变量和激励的一般函数表达式,不含变量的微分和积分运算。
对于离散时间系统,其状态变量和状态方程的描述类似,只是状态变量都是离散量,因而状态方程是一组一阶差分方程,而输出方程则是一组离散变量的线性代数方程。
以上图二阶电路为例,其状态方程组可以写为:
注意:一个电路的状态变量不是唯一的,但必须是独立的,且是最少个数的。
电路的状态变量分析状态变量分析法的优点
用状态变量分析系统的优点在于:
(1) 便于研究系统内部的一些物理量的变化规律,这些物理量可以用状态矢量的一个分量来表示。
(2) 这种以矢量和矩阵表示的系统的数学模型适用于描述多输入-多输出系统。
(3) 由于系统的状态方程都是一阶微分方程或一阶差分方程,便于采用数值解法,便于计算机求解。
电路的状态变量分析系统状态方程的建立
电路的状态变量分析连续时间系统状态方程的普遍形式
如果系统是线性时不变的,则状态方程和输出方程是状态变量和输入信号的线性组合。即:
如果用矢量矩阵表示,即状态方程为:
其中,C为r×n的输出矩阵,D为r×m的矩阵。
电路的状态变量分析离散系统的状态方程普遍形式
如果系统是线性时不变系统,则状态方程和输出方程是状态变量和输入信号的线形组合。
状态方程和输出方程可以看出,这是由输入量、输出量。状态变量以及联系它们之间关系的A、B、C、D矩阵组成。即,状态方程和输出方程可以简写为:
电路的状态变量分析建立动态电路的状态方程的步骤
(1)我们一般以独立电容电压及独立电感电流作为状态变量;
(2)需要对含有一个电容同时允许包含电感、电阻及电流源的节点(或者割集)列写KCL方程。
对含有一个电感同时允许包括电容、电阻和电压源的回路列写KVL方程,即可列出系统的状态方程。因为状态方程的左边是状态变量的导函数
。从元件的伏安特性可知,
与电容的电流有关,
与电感的电压有关。
(3)上述所列方程中,若含有除激励以外的非状态变量,则利用适当的节点电流方程或回路电压方程将它们消去然后整理成一般形式。
此外,还可以通过信号流图或模拟框图来间接列写系统的状态方程。
电路的状态变量分析系统状态方程的求解
电路的状态变量分析连续时间系统状态方程的求解
求解状态方程有时域和变换域两种解法,此处以变换域求解为例介绍其求解方法。
(a)矩阵形式的状态方程为:
其中I是n×n的单位矩阵。如果(sI-A)是可逆的,则有
对上式进行拉普拉斯反变换得:
(b)输出方程的一般形式为:
(c)系统函数
,由上式可知系统的零状态响应的拉普拉斯变换为
所以系统函数矩阵为:
矩阵H(s)第l行第k列元素Hlk(s)确定了系统第k个输入对第l个输出的贡献。
电路的状态变量分析离散时间系统状态方程的求解
(a)已知离散时间系统的状态方程和输出方程为:
将上式两边取z变换,得:
对上式进行逆反变换得:
(b)输出方程的一般形式为
电路的状态变量分析由状态方程判定系统的稳定性
电路的状态变量分析连续系统稳定性判别
上式的根在s平面上的位置决定了系统的稳定情况。只要知道它的根落在s平面的左半平面,系统就是稳定的。
电路的状态变量分析离散系统稳定性判别
如果系统稳定,则要求矩阵A的特征值
,即系统的特征根位于单位圆内。
采用特征根判别系统的稳定性时,需要求解系统的特征根。如果遇到高阶方程,求解特征根的计算有一定的复杂性。对于二阶线性定常系统,可以不用求出特征根而直接判别二阶线性定常系统稳定性的充要条件。
【定理】如果一个特征多项式为
当二阶线性定常系统的两个特征根全部位于平面的单位圆中时,系统稳定的充分必要条件为:
《数学辞海》编辑委员会 .《数学辞海》:中国科学技术出版社,2002
中国电子学会(Chinese Instit...
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电路分析判断题
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详解判断电脑硬件电路元器件的好坏
&&& 电脑硬件的电路板都是由不同功能和特性的电子元器件组成的,掌握常见电子元器件好坏的检修方法是学习电脑硬件维修技术的必修课0硬件电路板中的常见电子元器件主要包括电阻器、、电感器、晶体二极管、晶体三极管、场效应管以及稳压器等。
&& 1 尝判断电阻器的好坏
&&& 电阻器简称电阻,它是对电流流动具有一定阻抗作用的电子元器件,其在各种供电电路和信号电路中都有十分广泛的应用。
&&& 1.1掌握电阻器的基本知识
&&& 电阻器通常使用大写英文字母&R&表示,热敏电阻通常使用大写英文字母&RM&或&JT&等表示;保险电阻通常使用大写英文字母&RX&、&RF&、&FB&、&F&、:FS&、&XD&或&FUSE&等表示;排阻通常使用大写英文字母&RN&、&RP&或&ZR&表示。
&&& 描述电阻器阻值大小的基本单位为欧姆,用&O表示。此外还有千欧(k&O)和兆欧(M&O)两种单位,它们之间的换算关系为1k&O=1000&O, 1M&O=1000K&。
&&& 电阻器的种类很多,可以根据材料、用途、特性、外观形状等进行分类。
&&&&& (1)电阻器根据材料可分为线绕电阻器、膜式电阻器以及碳质电阻器等。
&&&&& (2)电阻器根据用途可分为高压电阻器、精密电阻器、高频电阻器、熔断电阻器、大功率电阻器以及热敏电阻器等。
&&&&& (3)电阻器根据特性可分为固定电阻器和可变电阻器两大类。固定电阻器是阻值固定不变的电阻器,主要包括碳膜电阻器、碳质电阻器、金属电阻器以及线绕电阻器等。可变电阻是阻值在一定范围内连续可调的电阻器,又称为电位器。
&&&&& (4)电阻器根据外观形状可分为柱形电阻器、纽扣电阻器和贴片电阻器等。
在电脑电路板上应用最多的电阻器是贴片电阻器。图1所示为电阻器的电路图形符号,图2所示为电脑电路板上的常见电阻器。
&&& 1.2电阻器在电路中的应用
&&& 电阻器在各种供电电路和信号电路中主要起到保险、信号上拉与下拉、限压、限流以及分压、分流等作用。除此之外,电阻器还可以与其他电子元器件(如、电感器等)构成各种功能电路,完成阻抗匹配、转换、滤波、延迟、振荡等功能。
&&& 在电脑电路中应用的电阻器,比较具有代表性的有保护隔离电路中用于分压的电阻器以及主板供电电路中用于检测的电阻器。
&&& 如图3所示,图3a中的电阻器PR304和电阻器PR314在电路中起到分压作用,经过这两个电阻器的分压作用后,场效应管PQ302导通。
&&& 在图3b中,充电控制芯片ISL6251的第21引脚和第22引脚连接在电阻器PR324两端,从而实现充电控制芯片对可充电电池的充电电流检测。
&&& 1.3电阻器好坏判断怠去与检测实例
&&& 1.电阻器好坏判断方法
&&& 电阻器好坏的检测方法可以分为两种,一种是在路检测,即不需要把电阻器从电路板上拆焊下来,直接进行检测。在路检测电阻器的好处是省时省力,但比较容易出现较大的误差。
&&& 第二种方法是开路检测,即将电阻器从电路板上拆焊下来后进行检测,开路检测比较费时费力,但是检测结果比较精准。
&&& 在电脑检修过程中,电阻器通常使用万用表进行检测。
&&& 日常使用的万用表都有专用的电阻档进行电子元器件阻值的测量,电阻器的检测,通常就是检测其自身阻值是否正常,从而判断其好坏。在路检测电阻器时,最好使用数字万用表进行检测,当检测出的阻值等于或稍小于被测电阻器的标称阻值时,说明被测电阻器基本正常。
&&& 使用数字万用表检测电阻器的基本方法如下:
&&& 1.选用数字万用表的电阻档,根据被测电阻器的阻值大小选择合适的量程,如果不知道电阻器的阻值,应从最大量程处开始逐渐向小量程进行切换,直到能够精确地测出被测电阻器的阻值为止。
&&& 2.在调试好数字万用表之后,将数字万用表的红色表笔和黑色表笔分别接在被测电阻器的两端。通常情况下,为了保证测试结果的准确性,需要交换表笔再测试一次。
&&& 3.如果数字万用表的显示屏显示的数值等于或稍小于被测电阻器的标称阻值,则说明被测电阻器基本正常。
&&& 4.如果数字万用表的显示屏显示的数值远远小于或大于被测电阻器的标称阻值或为0,则说明被测电阻器已经损坏,或存在开焊、虚焊等问题,需要对其进行加焊或更换处理。
&&&& 图4所示为电阻器检测的实物图。
&&& 2.贴片电阻检测实例
&&& 贴片电阻器在检测时主要分为两种方法,一种是在路检测,一种是开路检测,这一点和柱形电阻器很像。但实际操作时,一般都是采用在路检测,只有在采用在路检测无法判断其好坏时才采用开路检测。
&&& 贴片电阻器的在路测量方法如下:
&&& 1.采用在路检测方法检测贴片电阻器时,首先要将电阻器所在电路板的供电电源断开,对贴片电阻器进行观察,如果有明显的烧焦、虚焊等情况,基本上可以锁定故障了。接着根据贴片电阻的标称电阻读出电阻器的阻值。如图5所示,本次测量的贴片电阻标称为473,即它的阻值为47k&O。
&&& 2.清理待测电阻器各引脚的灰土,如图6所示。如果有锈渍也可以用细砂纸打磨一下,否则会影响检测结果。如果问题不大,用纸巾轻轻擦拭即可,但擦拭时不可太过用力,以免损坏器件。
&&& 3.清洁完毕之后就可以开始测量了,根据贴片电阻器的标称阻值调节万用表的量程。本次被测贴片电阻器的标称阻值为47 k&O,根据需要将量程选择在200k &O,并将黑色表笔插进COM孔,红色表笔插进V&O孔,如图7所示。
[1]&&&&&&&&&&
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