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《跟着题库认识业余无线电》系列文章第二十三篇:桌面上的第一课——认元件、用万用表、看懂电路图

认元件、用万用表、看懂电路图。从万用表的档位与三大教训讲起,用表“看”天线与电缆的直流通路;一次认全 15 张元器件符号题图,读懂色环、贴片与字母标法;再看继电器反向电动势与射频趋肤效应;最后逐只叫出三极管放大电路里六只电阻电容的名字与作用。48 道真题,21 张题图。

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操作证考完了,执照也下来了,天线架在窗外。可真正让你在深夜里折腾半天的,往往不是电波传播,而是桌上那一小堆零件:一只不知好坏的电容、一段焊得发亮的同轴电缆、一节昨天还能带得动对讲机的干电池。会认元件、会用万用表,才算是把“业余”这两个字坐实了。

这一篇就回到桌面。从万用表的表盘开始,一路认到电路图上的小符号、元件身上的色环和暗号,最后把三极管放大电路里那几个电阻电容叫对名字。题目一共 48 道,其中有 21 道是看图题——那些图本身就是答案的一部分,认图比背文字省力得多。

一、万用表:先学会不烧表

万用表(DMM,Digital Multimeter)是业余无线电里最便宜、也最容易被用坏的一件仪器。它之所以“万用”,是因为把好几套测量电路塞进了一个壳子,靠旋钮切换。先弄清楚这只表到底能测什么:

【MC1-0975】万用表可以用来测量哪些物理量? 正确答案:A(电压、电流和电阻)

电压、电流、电阻,这三样是万用表的老本行。表上跟着的 V、A、Ω 三个符号,就是这三件事。它测不了信号的强度和噪声——那是接收机 S 表或者场强表的活儿;也测不了阻抗里的电抗成分,更测不出驻波比和射频功率,那些要天线分析仪和驻波功率表。一句话:万用表只懂直流世界里的三个基本量,别指望它替你看天线。

懂了量程,还得懂读数。用交流电压档去量一个简单的正弦交流电压,表上显示的那个数,是这条电压的什么值?

【MC1-0976】用万用表的交流电压档测量简单正弦交流电压时所得的读数为该电压的: 正确答案:A(有效值)

是有效值(RMS,Root Mean Square)。市电所谓的 220 伏,就是有效值:它的峰值是 220×√2≈311 伏,峰峰值还要再翻一倍,约 622 伏。万用表内部把交流整流成直流再显示,标定的依据就是正弦波的有效值。记住这一点,你在电源变压器次级量到 12 伏,心里要清楚那说的是有效值,峰值将近 17 伏——选滤波电容的耐压,得按峰值往上留余量。

那反过来,用直流档去量交流呢?

【MC1-0977】用万用表的直流电压档测量简单正弦交流电压时所得的读数均应视为: 正确答案:A(零值)

读数应当视为零值。直流档测的是一个周期内的平均值,正弦波正半周和负半周大小相等、方向相反,一个周期加起来正好抵消,平均值就是零。表上可能跳出一个乱飘的小数字,那是干扰和漂移,不是“7 伏”或者“50 伏”。很多新手拿直流档去量变压器次级,看见读数几乎是零,就以为变压器没输出——这跟拿温度计量身高是一个性质。

接下来是三个真正的“血泪教训”。先说怎么接。要测量流过某条支路的电流,表该怎么接进电路?

【MC1-0978】使用万用表测量电流时,应怎样将仪表接入电路? 正确答案:A(串联至电路中)

串联。电流是要“从表里流过”的量,所以必须把电路断开,把表串进那条回路里,让待测电流原原本本穿过表内部那只很小的取样电阻。并联那就成了电压表的接法,表上读到的是自己内阻两端的电压。至于“正交接入”“同相连接”,那是射频里的说法,跟万用表的接法没有关系。

现在说最要命的一条:哪一种操作会直接把表搞坏?

【MC1-0979】下列哪一种做法可能损坏万用表? 正确答案:A(用万用表的电流档测量电压)

用电流档去量电压。这是新手和老手都栽过的坑,值得细说。电流档的内部是一只阻值极小、通常只有零点几欧甚至更小的分流电阻,再接一段保险丝——目的是尽量不打扰被测电路。你要是把它并在一段电压上,等于拿一根铜丝去把电源短路:瞬间电流可能几十安,轻则烧保险丝,重则连分流电阻、表内印制板一起报销,电池还可能发烫。真正的“血案现场”是这样的:万用表的表笔还插在 10A 那个孔里,手上顺手就去量了一下电源输出,只听“啪”一声,表黑了。所以每次量电压之前先看一眼表笔插在哪个孔,是能救命的好习惯。选项里另外三种做法都算不上“损坏万用表”:数字表的电阻档内阻高、有限流保护,误接电压通常只是读数异常;用量程大的档去量小电压,无非是分辨率差一点;仪器预热与否影响精度,不会把表烧了。

第二类教训是带电作业。用电阻档去量电路两点之间的阻值时,先决条件是什么?

【MC1-0980】用万用表的电阻档测量某电路两点间的阻值时需要留意什么先决条件? 正确答案:A(确保待测电路没有连接任何电源)

确保待测电路没有连接任何电源。电阻档的测量原理是自己往外送一个很小的测试电流,再量两端产生的压降,反推出电阻值。如果电路上还挂着电源,这个外来电压就会叠加进去,读数要么偏大、要么乱跳,甚至直接跑出量程。更糟的是,某些型号的电阻档在通电电路上测量,会把内部的测试电路顶坏。所以正确的动作顺序是:先断电,再给电容放电——尤其是电源滤波里那种几百微法的大电解电容,断电之后它身上还攒着电,一端电压能到几十伏——然后才把表笔搭上去。

最后一条算是日常实用技能:桌上那节干电池到底还能不能用?

【MC1-0981】要大致判断一节干电池是否已经失效,可用的方法是: 正确答案:A(用万用表的电压档测量电池的端电压,显著低于标称电压表明电池失效)

用电压档量它的端电压。一节标称 1.5 伏的碱性电池,新的时候开路电压通常在 1.55~1.6 伏,用到 1.2 伏左右就基本没劲了,明显低于标称值说明它该进回收盒了。选项里的做法都不靠谱:指针式万用表的电阻档会给电池反向加电压,读出来的那个“内阻”没什么参考价值;拿电流档去量电池两端,等于直接短路电池,冒火花不说,表也危险;通断档只能看通不通,跟电池还有多少电没有关系。顺带说个更准的办法:量端电压的时候并上一只几十欧的电阻当假负载,一边带载一边看电压还撑不撑得住——撑不住,说明内阻已经大了。看的东西还是电压档,只是让电池在干活的状态下露出真面目。

二、用万用表“看”天线与电缆

天线和电缆,是新手最想拿万用表“验一验”的东西。这里得先把预期降下来:万用表给不了你阻抗,也给不了你驻波比。它唯一能看到的是直流通路——中心导体到屏蔽层之间,直流上到底通不通。知道了这一点,下面几道题就都顺了。

一副阻抗 50 欧的四分之一波长接地天线,用电阻档量它的馈电点,读数是 0 欧。这说明什么?

【MC1-0982】用万用表的电阻档测量一副阻抗为 50 欧姆的四分之一波长接地天线,读数为 0 欧。可能的情况是: 正确答案:A(该天线与地之间可能存在由电感线圈构成的直流通路)

说明该天线与地之间可能存在着由电感线圈构成的直流通路——也就是直流上本来就是通的,这是正常设计,不是坏了。四分之一波长接地天线(常见的 GP、垂直天线)经常采用并联馈电或者伽马匹配:用一段线圈从中心导体接到地网,这段线圈在射频上参与匹配,把天线呈现的阻抗拉到 50 欧附近,可它对直流来说就是一段铜线,所以量出来是 0 欧。别把这事跟 50 欧混在一起:50 欧是射频上的特性阻抗,不是直流电阻;同理,0 欧也绝不意味着“这台天线不能和 50 欧馈线匹配”,那两件事分属两个世界。

反过来的情况同样有意思。同一天线,量出来是无穷大。

【MC1-0983】用万用表的电阻档测量一副阻抗为 50 欧姆的四分之一波长接地天线,读数为无穷大。可能的情况是: 正确答案:A(该天线与地之间不存在由电感线圈构成的直流通路)

那就说明天线与地之间不存在这样的电感直流通路——馈电点跟地之间直流上是断开的,比如用了串联电容的匹配方式,或者采用了别的馈电结构。它照样可能是副好天线。这道题和上一道题合起来,其实是在纠一个很常见的思维定式:看到 0 欧就喊“短路了”,看到无穷大就喊“断了”,都是把直流世界的地图硬套到射频世界上去。

电缆也是一样。一条任意长度的理想 50 欧同轴电缆,终端开路,量中心导体和屏蔽层之间的电阻:

【MC1-0985】用万用表的电阻档测量一条终端开路的任意长度理想 50 欧同轴电缆的中心导体和屏蔽层之间的电阻。可能的情况是: 正确答案:A(读数为无穷大)

读数为无穷大。理想两个字很关键:我们假设介质不导电、铜损可以忽略,那么直流上中心导体和屏蔽层之间就只剩终端的连接方式起作用。终端是开路的,两根本来就断着,量出来当然是无穷大。

把终端改成短路,情况立刻反过来:

【MC1-0986】用万用表的电阻档测量一条终端短路的任意长度理想 50 欧同轴电缆的中心导体和屏蔽层之间的电阻。可能的情况是: 正确答案:A(读数为 0 欧姆)

读数为 0 欧姆。终端把中心导体和屏蔽层短接成一根回路,直流上就是一根导线,量出来自然通。请注意这道题里同样有“任意长度”和“理想”两个限定——直流电阻跟电缆有多长没关系,也跟它标称的特性阻抗是不是 50 欧没关系。真正让电缆“通不通”的,是它远端的那个终端。

测量讲完了,顺手把焊接材料也定了。业余制作和维修,该用哪种焊料?

【MC1-0987】哪一种焊接材料比较适合业余无线电制作和维修? 正确答案:A(松香芯焊锡丝)

松香芯焊锡丝。锡丝中间那几根芯孔里填的是松香助焊剂,受热时把氧化膜清掉,让焊锡润湿铜面,冷却后残留物不导电、不腐蚀,几乎不用清洗。选项里的酸性芯焊锡丝是给钣金、水管用的,残留的酸会慢慢吃掉印制板、引脚和细小漆包线;银焊条、铜焊条属于钎焊材料,熔点动辄六七百度,是焊空调铜管、接地扁铁用的,拿它去焊一只 0805 电阻,板子先糊了。

三、认符号:一次看懂 15 张题图

电路图其实是一门方言。它的词汇量不大,常用的也就十几个符号,认会了,看任何一张业余电路图都不会卡壳。这一节连着 15 张题图,每题讲一句,图的顺序就是下面讲解的顺序——建议对着图看,一遍就能记住。

出场率最高、也最容易被忽略的是接地。一个“三横线越来越短”或者“一横下面加几道斜杠”的符号,它代表什么?

【MC1-1059】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(接地)

MC1-1059 题图:接地的电路符号

接地。这个符号是整张图纸的基准点:所有电压都相对它来谈,所有电流最后都要回到它这里。真要抠细节的话,还分“大地”和“信号地”两种画法,但在业余电路里基本可以当一个东西看——它是回路的一部分,不是可有可无的装饰。

第二张是收发信机最关心的那个符号。一根竖线向上伸出去,顶上带个横梁或者一个开口的 V 字:

【MC1-1060】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(天线)

MC1-1060 题图:天线的电路符号

天线。这个画法很形象:底下接电路,上面往空中辐射。图纸上看到它,就知道信号从这儿出去或者从这儿进来。

保险的符号长得像被一根线穿过的小方块,也有的画成一个带斜线的小矩形:

【MC1-1061】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(熔断器)

MC1-1061 题图:熔断器的电路符号

熔断器。它是“一次性”的保护元件:电流超过额定值,里面的熔丝烧断,电路断开,保护后面的东西。坏了只能换,不能复位——所以在图纸上看到它,顺手就该问一句:这个位置的额定电流是多大?

接下来是一对“左膀右臂”。两条平行的短线、中间留一道缝:

【MC1-1062】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(电容器)

MC1-1062 题图:电容器的电路符号

电容器。中间那道缝是关键:交流信号过它像是走了一趟通路(电容对交流的容抗是 1/(2πfC),频率越高越容易过),直流却被结结实实挡在外面。缝儿画成直的,表示普通电容;要是画成一实一虚或者带弧形,那通常是电解电容,有极性。

锯齿形(美式画法)或者空心长方形(国际电工委员会 IEC 与中国国标的画法)的符号:

【MC1-1063】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(电阻)

MC1-1063 题图:电阻的电路符号

电阻。两种画法指的是一回事,看到哪一种都别慌。它的任务就是给电流添点麻烦,把电流变成电压,或者把多余的功率变成热。

一个三角形,尖角顶着一根竖杠:

【MC1-1064】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(二极管)

MC1-1064 题图:二极管的电路符号

二极管。三角指向哪边,电流就往哪边流;那根竖杠是负极,也就是阴极。这个“三角形加一道杠”是后面好几个符号的底子,务必记牢。

一串连在一起的半圆(也有画成一个个小圆环的):

【MC1-1065】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(线圈)

MC1-1065 题图:线圈的电路符号

线圈,也就是电感。形状像一根弹簧,脾气也像:电流变化的时候它偏偏不让变,用自感电动势顶着。射频电路里的线圈往往只有几圈,画在图纸上看着少,作用却常常是决定性的。

电池的符号是长短交替的几组平行线:

【MC1-1066】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(电池)

MC1-1066 题图:电池的电路符号

电池。长得长的那根线是正极,短而粗的那根是负极,一组就是电池里的一节。看到两组长短线交替,说明是两节串起来的电池组。

一个方块或者一根导线,两边各被极板夹住:

【MC1-1067】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(压电晶体)

MC1-1067 题图:压电晶体的电路符号

压电晶体,也就是石英晶体(quartz crystal)。它利用了石英的压电效应,在某个频率上谐振,Q 值高得惊人,所以能做出非常稳的振荡器。图纸上出现它,八成是频率源——你的电台频率准不准,就靠它。

接下来三张图是二极管家族里的三位亲戚,放在一起看最省事。

第一张还是“三角加竖杠”,只是竖杠的两头各自拐了个小钩,像是拉长了、被掰弯了:

【MC1-1068】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(稳压二极管)

MC1-1068 题图:稳压二极管的电路符号

稳压二极管(齐纳二极管,Zener diode)。那个拐了弯的竖杠就是它的标志。它正常工作时工作在反向击穿区,两端电压几乎钉在一个值上——所以电源电路里常用它做基准和限压。

第二张在二极管旁边画了两支朝外的小箭头,像在往外放光:

【MC1-1069】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(发光二极管)

MC1-1069 题图:发光二极管的电路符号

发光二极管(LED,Light Emitting Diode)。箭头朝外,就是“往外发光”。它同样是二极管,同样有正负极和单向导电性,接反了不亮;使用时别忘了串限流电阻。

而那个老老实实只有三角加直杠、没有任何附加标记的,就是本节开头认过的那只普通二极管。三兄弟的区分口诀很简单:杠是直的、没有花样的,是普通二极管;杠上带拐角的是稳压二极管;旁边有箭头往外跑的是发光二极管。

最后四张图属于晶体管,也就是三极管和场效应管,它们最大的区别全在“箭头的方向”和“栅极有没有隔着一层”上。

一个圆圈里,箭头指向内部、朝着中间那根竖线的:

【MC1-1070】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(PNP 双极型晶体管)

MC1-1070 题图:PNP 双极型晶体管的电路符号

PNP 双极型晶体管(BJT,Bipolar Junction Transistor)。箭头朝里,是它的身份证明,电流的方向是从发射极进、从基极和集电极出(按常规电流方向说)。

箭头反过来,从中间指向外面那个电极的:

【MC1-1071】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(NPN 双极型晶体管)

MC1-1071 题图:NPN 双极型晶体管的电路符号

NPN 双极型晶体管。箭头朝外。这两个符号的最好记法是看 NPN:字母 N 在最前面,箭头就“Not Pointing iN”(不朝里)——不朝里,自然朝外。

换成一根粗竖线(代表沟道),旁边一根引线直接搭上去、搭接处带个箭头:

【MC1-1072】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(结型场效应晶体管)

MC1-1072 题图:结型场效应晶体管的电路符号

结型场效应晶体管(JFET,Junction Field-Effect Transistor)。它那根带箭头的线是栅极,靠 PN 结的耗尽层来“夹住”沟道里的电流。三个引脚分别是栅极 G、漏极 D、源极 S——名字换了,功能跟三极管的基极、集电极、发射极大致能对上号。

最后一张,栅极是一根孤零零的线,跟沟道之间没有箭头、也不直接搭上,像是隔着一层:

【MC1-1073】附图中的电路元器件符号代表: 正确答案:A(绝缘栅场效应晶体管)

MC1-1073 题图:绝缘栅场效应晶体管的电路符号

绝缘栅场效应晶体管(MOSFET,Metal-Oxide-Semiconductor FET)。栅极与沟道之间是绝缘的氧化层,所以输入阻抗高得离谱,几乎不取驱动电流,常画成四个端子。看懂“有没有箭头搭上去”,这两个 FET 符号你就永远不会认混。

四、元件上的暗号

认完符号,还得认实物。元件身上印的那些短短几笔,是厂商留下的暗号,读懂了能省下大把翻手册的时间。

先看贴片元件。表面贴装元器件(SMD,Surface-Mount Device)在业余作品里用得越来越多,买的时候总要面对 0402、0603、0805、1206 这种型号:

【MC1-1077】表面贴装元器件(surface-mount devices)广泛应用于业余无线电作品。其规格参数 0402、0603、0805、1206 等是指: 正确答案:A(元器件的长和宽(单位:毫米或 0.1 英寸))

这四个数字指的是元件的长和宽,单位是英寸的百分之一,也可以换算成毫米。0402 就是 0.04 英寸×0.02 英寸,大约 1.0 毫米×0.5 毫米;0603 约 1.6×0.8 毫米;0805 约 2.0×1.25 毫米;1206 约 3.2×1.6 毫米。数字越大,元件越大越好焊。0402 用镊子夹起来手一抖就找不着了,新手从 0805 起步比较友好。要留意的是,同样叫 0603,电容和电阻的厚度可能不同,但长宽尺寸是统一的——这就是它能当“通用封装”的原因。

色环电阻是老朋友,可碰到五色环也常常看反。某只电阻上的色环依次是:银、黑、橙、橙、棕。它的阻值是多少?

【MC1-1080】某电阻上的色环依次为银、黑、橙、橙、棕。其阻值为: 正确答案:A(133 欧)

133 欧。这道题的机关就在“银”上:银色只能出现在倍率位(×0.01)或者误差位上(±10%),绝不可能当有效数字的第一位。既然题面是从头到尾这么排的,那就说明要从另一端读回来——棕、橙、橙、黑、银,读作 1、3、3,倍率黑是 ×10⁰也就是乘 1,误差银是 ±10%,于是 133 欧,实际落在 120~146 欧之间都算合格。这道题教的是读色环的第一个动作:先找误差环,确定从哪头读。

再看一个纯功能性的问题:想让声音能调大调小,用什么元件?

【MC1-1085】以下哪种元件可以用来实现音量调节功能? 正确答案:A(电位器)

电位器。它就是一个可以连续改变阻值的电阻,三只脚接成分压器,转动旋钮改变分压比,送到后级的信号幅度就跟着变,音量也就变了。变压器能变电压,调制器和解调器管的是信号怎么“骑”到载波上、又怎么卸下来,都跟音量没有关系。

放音机里还有一种不起眼的小电容,俗称独石电容,它的正式身份是:

【MC1-1087】我们经常使用的独石电容是一种: 正确答案:A(多层陶瓷电容)

多层陶瓷电容(MLCC,Multi-Layer Ceramic Capacitor)。名字起得很实在——“独石”是它像一块小石头,内部其实是一层层陶瓷介质和金属电极交替叠起来、再烧结成一体的,因此同样体积下容量可以做得比较大,而且没有极性、高频特性也好。它在电路里最常见的位置是电源的去耦和信号耦合。

电解电容身上还有个容易踩的坑:如果电路图上的容量没标单位,默认是什么单位?

【MC1-1090】电路图中,若电解电容器的容量未标注单位,则默认为: 正确答案:A(法拉)

按题目的约定,默认是法拉(F)。这里要分清楚两个场景:电路图上不写单位时,按基本单位来读;而真正拿到手里的电解电容,外壳上印的通常是微法拉(µF),比如 470µF、1000µF。所以做题时按约定答,动手焊板子时还是得看元件丝印——考卷和实物各有一套习惯,别互相套用,这也是这道题真正想提醒的地方。

贴片电阻上印的三位数字,也是一套约定。看到 103、472 这样的数,该怎么读?

【MC1-1093】如果在电路图中或实际元件上看到用 3 位数字标明的阻值时应读为: 正确答案:A(前两位表示阻值基数,后一位表示基数后面应加上几个 0,单位为欧姆)

前两位是阻值的基数,最后一位表示基数后面要补几个 0,单位是欧姆。103 就是 10 后面补 3 个 0,即 10000 欧,也就是 10 千欧;472 是 47 后面补 2 个 0,即 4700 欧,也就是 4.7 千欧。顺便记两句:末位是 0 的(比如 100)表示不补零,就是 10 欧;碰到 0R5 这种写法,那就是 0.5 欧。

有小数点的时候,三位数字就不够用了,于是字母上场。看到 8R2、2K7、1M5 这样的标注:

【MC1-1094】如果在电路图中或实际元件上看到用 2 至 3 位数字和一个字母(例如 8R2、2K7、1M5)标明的阻值时应读为: 正确答案:A(将字母用作小数点,与数字一起读作阻值的基数。字母 R、K 或 M 表明阻值的单位为欧姆、千欧或兆欧)

把字母当小数点读,数字和字母一起构成阻值的基数;字母本身还顺便告诉你单位——R 是欧姆,K 是千欧,M 是兆欧。所以 8R2 是 8.2 欧,2K7 是 2.7 千欧,1M5 是 1.5 兆欧。这个办法的妙处在于不用印小数点:贴片元件那么小,一个点印糊了就成名副其实的“差之毫厘”——2K7 看成 27 千欧,电路的脾气就全变了。

五、继电器、变压器与高频的脾气

上一节认的是“静态”的元件,这一节看它们在电路里动起来之后会闹什么脾气。最先惹事的,是继电器那只线圈。

用三极管当开关去控制继电器,线圈接在集电极回路里。三极管关断的那一瞬间,集电极会承受什么?

【MC1-1111】如果利用开关器件来控制继电器的衔铁线圈通电与否,例如是将线圈接在三极管的集电极电路中,则可能发生的情况是: 正确答案:A(在三极管关断的瞬间,集电极可能承受远高于电源电压的高电压冲击)

可能承受远高于电源电压的高电压冲击。原因在于线圈是个电感,而电感的信条是“电流不能突变”:关断瞬间电流被硬生生切断,di/dt 极大,线圈两端立刻感应出一个反向电动势(back-EMF),量值按 V=−L·di/dt 来算。这个电压会叠在电源电压上一起加在集电极与发射极之间,远超电源电压,足以把三极管击穿。注意选项里的两种“冲击”要分清楚:是关断瞬间的高电压,不是大电流,也不是导通瞬间的事。

既然知道它会闹,就得给它一条出路。继电器线圈两端并一只小电容,或者并一只方向接反的二极管,图的是什么?

【MC1-1112】如果利用开关器件来控制继电器的衔铁线圈通电与否,则线圈的两端需要并联一个小容量电容器或是一个反向偏置的二极管。其作用是: 正确答案:A(吸收继电器线圈在电路关断瞬间感应出的反向电动势以保护开关器件)

吸收线圈在电路关断瞬间感应出的反向电动势,保护开关器件。那只二极管叫续流二极管(freewheeling diode),平时反偏不导通,三极管一关断,线圈感应出的电压正好让它正偏导通,于是线圈里的电流有了回路,能量在回路里慢慢耗掉,集电极就安全了。用电容是一个道理,靠电容把尖峰吸收掉。选项里“消除触点火花”是另一件事——那要并在线圈上没用,得并到触点上,也就是下一道题。

所以,用继电器去控制直流负载时,有时要在它的触点两端并一只小容量电容。这又是干什么用的?

【MC1-1113】若用继电器控制直流负载,我们有时需要在继电器的触点两端并联一个小容量电容。其作用是: 正确答案:A(消除继电器触点通断时因拉弧而产生的电磁干扰)

消除触点通断时因拉弧而产生的电磁干扰。继电器触点在断开的瞬间,如果负载是感性或者电压较高,触点之间会拉出一道小电弧,电弧本身就是宽频的噪声源,能把附近的接收机吵得全是杂音。触点两端并一只小电容(实际常用 RC 吸收网络),给高频噪声提供一条就近的旁路,弧就压下去了。看清位置:线圈两端并的是保护开关器件的,触点两端并的是治干扰的,两件事别搞反。

顺着线圈说下去,就到了电磁学里最基本的一条关系。术语“互感现象”指的是什么?

【MC1-1115】电磁学术语“互感现象”是指: 正确答案:A(两个回路电流变化,通过磁场耦合而相互产生感应电动势的现象)

两个回路的电流发生变化,通过磁场耦合而相互产生感应电动势的现象。这是变压器、互感器、耦合线圈乃至“两根平行导线之间的串扰”共同的原理。其他三个选项都不挨着:阻抗相互阻碍说的是电路里的欧姆定律式的相互作用,电场叠加是静电现象,两个不同频率的电磁波相互混频则是非线性器件造成的互调,都不是互感。

互感现象最经典的产物是变压器,而变压器的铁芯有个耐人寻味的做法。为什么它的铁芯要用截面积大、导磁率高的多片矽钢片叠起来,而不是像继电器衔铁那样用一整块铁?

【MC1-1116】为什么变压器中的铁芯要由截面积大,导磁率高的多片矽钢片堆叠构成,而不像继电器中的衔铁那样使用整体铁芯? 正确答案:A(堆叠的矽钢片彼此绝缘,可降低涡流损耗)

因为叠起来的矽钢片彼此绝缘,可以降低涡流损耗(eddy current loss)。铁芯里交变的磁通会在铁芯内部感应出一圈圈环流,就是涡流,涡流在铁芯电阻上发热,白白吃掉功率。把铁芯切成薄片、片与片之间绝缘,等于把大圈切成很多小圈,涡流回路的电阻大增,损耗随之大降。继电器衔铁基本是机械动作,磁通变化不频繁,也就不必费这个工艺。顺带提一句,变压器损耗其实分涡流损耗和磁滞损耗两部分,这道题问的是前者。

变压器最实用的本事是变阻抗。一副天线的阻抗是 450 欧,想把它变换成 50 欧,变压器的匝数比应该是多少?

【MC1-1120】如果一副天线的阻抗为 450 欧,我们要用怎样匝数比的变压器才能将之变换为 50 欧? 正确答案:A(3 比 1)

3 比 1。算一遍就清楚:阻抗变换比等于匝数比的平方,Z1/Z2 = (n1/n2)²。450÷50=9,开方得 3,所以匝数比是 3:1。这个套路在业余界到处都是——端馈天线常用的 49:1 巴伦、长线用的 9:1 巴伦,名字里的数字都是阻抗比,对应的匝数比分别是 7:1 和 3:1。要是把阻抗比当成匝数比去买巴伦,驻波表上的读数就会很难看。

频率一高,导线的脾气也会变。在几十兆赫的射频电路里用实心导线做连线,会出现什么现象?

【MC1-1122】在频率为数十兆赫的射频电路中用实心导线作连线会有下列现象: 正确答案:A(电流集中在导线表层,导线内部没有电流)

电流集中在导线的表层,导线内部几乎没有电流。这叫趋肤效应(skin effect):频率越高,电流越往表面挤,电流真正流过的有效截面越来越小。后果有两个——一是高频电阻明显大于直流电阻,二是实心导线的“肚子里”那部分铜其实是浪费的。所以大功率的射频连线用空心铜管,讲究一点的用镀银线,绕电感用利兹线(Litz wire)把许多股细的绝缘漆包线绞在一起,都是为了把有效表面积做大。

这一节的最后一道题回到手上:一只二极管捏在手里,怎么一眼看出哪头是负极?

【MC1-1129】如何根据外观识别半导体二极管的负极? 正确答案:A(器件封装上靠近负极的位置通常印有环或线标记)

看封装上靠近负极的那一道环或者竖线标记。玻璃封装的 1N4148 在一端印一圈黑环,那端就是阴极;塑封的整流管则在阴极端印一道浅色色带。这个标记跟色环电阻的道理一样:在元件本身上留一个“看得见”的记号,省得你翻手册。选项里“标有负极字样”在贴片和玻璃管上根本没有空间,而“负极引脚长 20%”是把发光二极管的引脚长短规则记串了——LED 确实是长脚为正,但那是 LED 的约定,不是所有二极管。

六、放大电路里那些元件叫什么、干什么

这一节的六道题共用一张图:一只 NPN 三极管构成的分压偏置共发射极放大器。图上一共标了 Rc、Re、Rb1、Cb、Ce、Cc 六个元件。与其一个个死记,不如先记住四句话的总纲:**直流要稳、交流要通、该旁路的旁路、该隔断的隔断。**下面逐个对上号。

先说集电极上那只电阻 Rc:

【MC1-1153】在下面的三极管放大电路中,Rc 的常用名称和作用是: 正确答案:A(负载电阻;将集电极电流转换为输出的信号电压)

MC1-1153 题图:三极管放大电路(含 Rc/Re/Rb1/Cb/Ce/Cc 标注)

它是负载电阻,作用是把集电极电流的变化转换成输出的信号电压。三极管放大的是电流,可我们最终需要的是电压——电流流过 Rc,按欧姆定律在它两端变成压降,集电极的电位就跟着信号的节奏上下摆动,信号这才“现了形”。所以 Rc 不能少,它既是负载,也是电流变电压的那道转换关口。

再看发射极上的 Re:

【MC1-1154】在下面的三极管放大电路中,Re 的常用名称和作用是: 正确答案:A(发射极负反馈电阻;稳定直流工作点)

MC1-1154 题图:三极管放大电路(含 Rc/Re/Rb1/Cb/Ce/Cc 标注)

它是发射极负反馈电阻,作用是稳定直流工作点。原理是一条自动纠正的链条:温度升高或者换了一只管子,集电极电流 Ic 想往上跑,发射极电流跟着涨,Re 两端的压降 Ve 变大,于是基极-发射极之间的电压 Vbe 被压小,基极电流下降,Ic 又被拉回来。这套直流负反馈让工作点稳稳当当,代价是它同时也削弱交流增益——于是就有了后面那只 Ce。

给基极供电的那只 Rb1:

【MC1-1155】在下面的三极管放大电路中,Rb1 的常用名称和作用是: 正确答案:A(偏流电阻;为晶体管提供偏置电流以使电路获得适当的工作点)

MC1-1155 题图:三极管放大电路(含 Rc/Re/Rb1/Cb/Ce/Cc 标注)

它是偏流电阻,作用是为晶体管提供偏置电流,使电路获得适当的工作点。Rb1 和它下方的 Rb2 组成分压器,把电源电压分出一份固定在基极上;只要这个基极电位远高于 Vbe(硅管约 0.7 伏),发射极电位就跟着定下来,Ic 也就定了。图纸上画 Rb1 从电源正极接到基极,Rb2 从基极接到地,两只一起看才有意义——它们共同决定“静悄悄地待着”的工作点。

接着是两侧的两只电容。输入端那只 Cb:

【MC1-1156】在下面的三极管放大电路中,Cb 的常用名称和作用是: 正确答案:A(输入耦合(或隔直流)电容;使输入交流信号进入放大器但隔断直流分量)

MC1-1156 题图:三极管放大电路(含 Rc/Re/Rb1/Cb/Ce/Cc 标注)

它是输入耦合(也叫隔直流)电容,作用是让输入的交流信号进入放大器,但隔断直流分量。前一级可能带着几伏的直流电位,要是直接接到基极,工作点就被彻底带偏了;串一只电容,交流过得去,直流进不来,两边各过各的日子。

发射极上跟 Re 并联的那只 Ce:

【MC1-1157】在下面的三极管放大电路中,Ce 的常用名称和作用是: 正确答案:A(旁路电容;使发射极交流信号顺利通过,避免在 Re 造成压降,形成负反馈)

MC1-1157 题图:三极管放大电路(含 Rc/Re/Rb1/Cb/Ce/Cc 标注)

它是旁路电容,作用是给发射极的交流信号提供一条顺利通过的通道,避免交流在 Re 上产生压降而形成负反馈。Re 稳定直流工作点是好事,可它对交流一视同仁:交流信号流过 Re 也会产生压降,把增益拉低。Ce 的容抗在信号频率上很小,交流从它这里“抄近路”到地,Re 在交流上等于被短路,直流负反馈还在、交流增益保住了——一只电容同时办成了两件事。

最后是输出端那只 Cc:

【MC1-1158】在下面的三极管放大电路中,Cc 的常用名称和作用是: 正确答案:A(输出耦合(或隔直流)电容;使输出交流信号顺利输出但隔断直流分量)

MC1-1158 题图:三极管放大电路(含 Rc/Re/Rb1/Cb/Ce/Cc 标注)

它是输出耦合(隔直流)电容,作用是让放大后的交流信号顺利输出,同时隔断本级的直流分量。它跟输入端的 Cb 是对称的:Cb 负责“把信号放进来、把直流挡在外”,Cc 负责“把信号送出去、把直流留在里”。看图纸的时候,凡是串在信号路径上的电容,先按“隔直流、通交流”去想,基本不会错。

把这六只元件串成一条链:电源经 Rb1、Rb2 分压,给基极一个稳当的偏置;信号经 Cb 进来,加在基极上;三极管把电流放大,Rc 把电流变化换成电压;Re 稳稳托住直流工作点,Ce 悄悄保住交流增益;最后 Cc 把放大后的交流送出门。直流要稳、交流要通这八个字,就是这张图全部的秘密。

结语

这一篇讲的东西,比前面那些法规和传播理论都要“土”一些:表笔插哪个孔、色环从哪头读、继电器线圈上要不要并一只二极管、发射极那只电容是干什么的。可正是这些“土”东西,决定了你能不能在深夜里把一台自己焊的机器调响。

回顾一下手里这几件工具。万用表能给你电压、电流、电阻,交流档读的是有效值,直流档测交流读作零;测电流要串联,测电阻要先断电,最忌讳的是拿电流档去捅电压。它看不到 50 欧,也看不到驻波比——天线和电缆的直流读数只告诉你直流通路在不在,跟射频性能是两码事。符号那一关其实最省力,15 张图记下来,以后看任何电路图都不再卡壳:三角加杠是二极管,杠拐弯是稳压管,箭头朝外是发光管;箭头朝里是 PNP,朝外是 NPN;栅极有箭头搭上去的是 JFET,隔着绝缘层的是 MOSFET。元件身上的暗号就更实用了,0402 说的是尺寸,103 说的是 10 千欧,2K7 说的是 2.7 千欧。再往上,继电器线圈的反向电动势要靠续流二极管来收,触点火花要靠电容来压,变压器变的是阻抗比的平方根,高频电流只认导线表面。最后那六只电阻电容,各司其职,合起来就是一台能用的放大器。

到这里,从最基础的法规条文,到电波怎么传播、收发信机怎么工作、天线怎么架、数字模式怎么玩,再到今天这些拿在手里的元件和表笔——《跟着题库认识业余无线电》这一系列,题库里的题目算是走完了一整圈。剩下的功课不在纸上,而在桌上:插上电烙铁,把一只电阻焊到板上,用万用表量一量,听见第一声清脆的按键音。那一声响之后,很多今天读着还觉得抽象的词,会忽然都变得具体起来。

文中的每一个题号都能点开看站内的逐题解析,包含题干、选项和答案详解;全部 1282 道 C 类题的解析目录可以在 bg8lng.com/tiku-c 检索,按题号或关键词都能找到。下一篇会带你把桌上这台机器真正接上负载、通上电、调出信号——从“认识元件”走到“做出东西”。73。

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《跟着题库认识业余无线电》系列文章第二十一篇:从“有证”到“合法开台”——设台、变更与越线的代价
《跟着题库认识业余无线电》系列文章第二十一篇:从“有证”到“合法开台”——设台、变更与越线的代价

执照不是一劳永逸。本篇从换照、变更、注销讲到该向国家还是省级机构申请,从 A、B、C 三类证书能设什么台讲到多台设备共用一个呼号,再把中继台的技术措施与平等服务原则、未成年人设台、型号核准与监督检查说清,最后用二十道题讲透越线的代价——从罚款、没收、吊照到治安拘留与刑事责任。