第2章 数码产品电路识图基础
2.1 微型贴片元件的特点和识图方法
2.1.1 微型贴片电阻器的特点和识图方法
在数码产品中,电阻器主要用来稳定和调节电路中的电流和电压。电阻器还可以与电容、电感、晶体管构成具有一定功能的电路,起到阻抗的匹配与转换、信号幅度的调节和滤除杂波等功能。贴片式电阻器常用“R”、“RN”、“RF”和“FS”等表示。
常用的贴片式电阻器种类较多,主要有普通电阻器、熔断电阻器、排电阻器和热敏电阻器等几种。
1. 普通电阻器
在数码产品中,最常见的普通电阻器是贴片电阻器。贴片电阻器分布在数码电子产品电路板的正、反两面,常用的贴片电阻器形状类似扁平的小方块,两边焊有银白色的引脚,贴片电阻器如图2-1所示。
图2-1 贴片电阻器
贴片电阻器的阻值通常用三位数字标示。前两位为有效数字,第三位表示倍乘,电阻器的单位为欧姆,用字母Ω表示。
图2-1所示的电阻器标有“220”,其中第一个有效数“2”表示电阻值的十位数是2;第二个有效数“2”表示电阻值的个位数为“2”;第三位“0”表示乘以100。即图中所示电阻器的阻值为22 Ω。
若阻值中有小数点,则用“R”表示,并占一位有效数字。如电阻器标示有“2R2”表示该电阻器的阻值为2.2 Ω。
在贴片电阻器中,还有一种采用数字与字母组合的形式来标注阻值,其中前两位是数字,第三位是字母,贴电电阻器数字与字母组合标注形式如图2-2所示。
图2-2 贴片电阻器数字与字母组合标注形式
在数字加字母的组合表示电阻值时,其前两位数字只是代码,并不表示实际的阻值,其代码表示的有效数字随封装形式的不同而有所不同,见表2-1所列。
表2-1 不同代码表示的有效数字
第三位用字母表示有效数字后所乘的倍乘,各种字母与倍率的对应关系见表2-2所列。如“22A”表示的阻值为165×100 Ω,即165 Ω。
表2-2 字母与倍乘的对应关系
2. 熔断电阻器
有些贴片电阻器的表面标有“0”或“000”的字样,表示该电阻器的阻值为0 Ω,如图2-3所示。这种电阻器实际上是短路线,通常情况下,常用来作为熔断电阻器使用。
图2-3 熔断电阻器(0 Ω的贴片电阻器)
熔断电阻器又称保险电阻器,它是具有保护功能的电阻器。熔断电阻器在主板中起着保险丝和电阻器的双重作用,主要应用在电源输出电路中,常用字母“F”、“RX”、“RF”、“FUSE”、“XD”、“FS”表示。
在数码产品电路板上,常用的熔断电阻器主要有小功率熔断电阻器和大功率熔断电阻器两种。
(1)小功率熔断电阻器
小功率熔断电阻器颜色通常为绿色或灰色,表面上标有额定电流或数字(0或000等),如图2-4所示。其中绿色扁平的标有“1X1”的熔断电阻器表示额定电流为1 A,它们都为小功率熔断电阻器。
图2-4 小功率熔断电阻器
(2)大功率熔断电阻器
大功率熔断电阻器常用于USB接口供电电流较大的外设电路中,如图2-5所示,该熔断电阻器的额定电流分别为260 A和110 A。
图2-5 大功率熔断电阻器
3. 排电阻器
排电阻器是一种把按一定规律排列的分立电阻器集成在一起的组合型电阻器,也称集成电阻器或电阻器网络,常用“RN”表示。
在数码产品电路板中,常见的排电阻器主要有贴片式封装和直插式封装等两种类型。
(1)贴片式封装排电阻器
贴片式封装排电阻器又称贴片排电阻器,一般用“RA”表示,这种电阻器的体积小、规模化、精密度高。
贴片排电阻器主要有8引脚和10引脚两种类型,即8P4R(8引脚4电阻器)和10P8R(10引脚8电阻器),如图2-6所示。
图2-6 贴片式封装排电阻
8P4R和10P8R贴片排电阻器属于SMD的封装形式,除此封装形式外,在数码产品电路板上,还可以看到其他封装形式的贴片排电阻器,如图2-7所示。这种贴片排电阻器的引脚较多,看上去像集成电路,在其表面可以看到一个白色的圆点,表示此处引脚为排电阻器的①脚标记点。
图2-7 其他封装形式的贴片电阻器
(2)直插式封装排电阻器
如图2-8所示为直插式封装排电阻器的实物外形,在该电阻器表面可以看到有“·A 331G”的标示,其中白色圆点处的引脚为该排电阻器的公共端;“A”表示电路结构代码;331中33表示有效数字,1表示倍乘,即33×101=330 Ω,字母“G”表示该排电阻器的允许误差为±2%。
图2-8 直插式封装排电阻器实物外形
直插式排电阻器的阻值与内部电路通常可从型号上识别出来,其型号标示如图2-9所示,型号中的第一个字母为内部电路结构代码,第一个字母代表的内部电路如表2-3所列。
图2-9 直插式排电阻器的型号
表2-3 直插式排电阻器型号中第一个字母代表的内部电路
4. 热敏电阻器
热敏电阻器大多由单晶、多晶半导体材料制成的,热敏电阻器可以用来检测计算机CPU的温度和机箱内部温度,如图2-10所示,常用字母“RM”、“RT”或“JT”表示。
图2-10 热敏电阻器
2.1.2 微型贴片电容器的特点和识图方法
数码产品中应用的电容器种类较多,按照制作材料的不同可分为贴片陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、固态电解电容器等几种。其中贴片陶瓷电容器是无极性电容器,在使用时不分正负极;电解电容器是有极性电容器,在使用时要注意其极性。
根据电容器极性的不同,其电路符号也有区别,常用电容器的电路符号如图2-11所示。
图2-11 电容器电路符号
1. 贴片陶瓷电容器
贴片陶瓷电容器是数码电子产品应用中最多的一种电容器,如图2-12所示为贴片陶瓷电容器的实物图。贴片陶瓷电容器的颜色一般为米黄色或浅灰色,两端有银色的焊接点。陶瓷贴片电容器是用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜作极板制成。陶瓷贴片电容器的容量较大,但损耗和温度系数较大,适用于低频电路,主要起到旁路、振荡及高频滤波的作用。
图2-12 贴片陶瓷电容器的实物图
2. 铝电解电容器
铝电解电容器在使用时要区分正、负极性。铝电解电容器主要应用在整流电路的滤波电路、电源去耦和旁路等电路中,如图2-13所示为常用贴片铝电解电容器的实物外形。
图2-13 铝电解电容器的实物外形
一般情况下,铝电解电容器的电容量、正负极和额定电压(耐压)都标记在外壳上,图2-13所示的电解电容器的电容量为100 μF、额定电压为16 V。其中负极性没有直接写出,可通过标志条进行判别,即负极引出线一端画出一道标志条(通常为白色)。如果是新出厂的铝电解电容器,其长脚为正极,短脚为负极。
3. 钽电解电容器
钽电解电容器和铝电解电容器一样,在使用时也需要区分正、负极性,它是用钽表面生成的氧化膜做介质而制成的。用金属钽做正极,用稀硫酸等配液做负极,如图2-14所示为钽电解电容器的实物图。
图2-14 钽电解电容器的实物图
通常情况下,钽电解电容器的电容量和耐压值直接标注在电容的表面,而有些钽电解电容器在主板上用三位数字来标注电容量,即从左至右的第一、第二为有效数字,第三位表示倍乘。图2-14所示钽电解电容器的电容量为470 μF、额定电压为6.3 V,其极性标示方法与铝电解电容器相同,即有颜色块的一端为负极。
钽电解电容器温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器。特别是漏电流极小、储存性良好、寿命长、容量误差小,而且体积小,单位体积下能得到最大的电容量与电压值乘积,对脉动电流的耐受能力差。但其价格昂贵,常用于高精密电子设备中。
4. 固态电解电容器
固态电解电容器同样也是一种有极性的电容器,正负极分别采用铝箔,中间加隔纸卷制作而成。它采用了导电性更高的有机半导体或导电性高分子材料,因此,固态电解电容器的导电性比普通铝电解电容器要高,导电性受温度的影响小。如图2-15所示为固态电解电容器的实物图。其电容量、额定电压、极性标示与铝电解电容器相同。
图2-15 固态电解电容器的实物图
2.1.3 微型贴片电感器的特点和识图方法
电感器俗称线圈,将导线绕成圆圈的形状就可以制成电感元件,绕制的圈数越多,电感量越大。在电路原理图中,电感器常用字母“L”或“FB”加数字表示。
在数码电子产品中,常见的电感器有线绕电感器和贴片电感器,其中线绕电感器分为色环电感器和磁芯电感器;贴片电感器分为贴片小功率电感器和贴片大功率电感器(线绕贴片电感),它们主要起滤波(电源滤波)、储能(DC-DC变换)、谐振等作用。电感器在电路中经常和电容器一起工作,构成LC滤波器或LC振荡器等。
1. 线绕电感器
(1)色环电感器
色环电感器是采用色环标注电感量的电感器,外形与普通的色环电阻器类似,通常用三个或四个色环来标注电感量,如图2-16所示。其中前两位为有效数字,第三位为倍乘,第四位为允许误差。
图2-16 色环电感器
不同颜色的色环代表的意义不同,相同颜色的色环排列在不同位置上的意义也不同,色标法的含义表如表2-4所示。
表2-4 色标法的含义表
从上表可知,图2-16所示中电感器的电感量为10 μH。在使用色环电感器时,要注意与色环电阻器区分。通常情况下,色环电感器的外形以短粗居多,色环电阻器呈细长状。
(2)磁芯电感器
磁芯电感器由线圈和磁芯组成,主要起储能作用,如图2-17所示为常见的贴片磁芯电感器。
图2-17 常见的贴片磁芯电感器
若电感器线圈颜色为金黄色[如图2-17(a)所示],则使用的是普通漆包线,这种线绕电感器不宜在高温下使用,否则,会发生表层绝缘漆被击穿、脱落,导致短路、线圈电感量降低等现象;若电感器线圈颜色为深红色[如图2-17(c)所示半封闭电感器],这种电感器的线圈表面涂有耐高温绝缘漆,就不会出现普通漆包线的现象。
图2-17(d)所示为全封闭磁芯电感器,其电感量直接标注在电感器表面。它采用三位数字标注电感量的方法,与普通的贴片电阻器标注电阻值的方法相似。“R”表示小数点,电感量为2.2 μH。
电感器的电感量单位主要有nH和μH两种,单位为μH时,一般以“R”表示小数点;单位为nH时,以“n”代替“R”表示小数点,如“4 n6”表示4.6 nH。
电感量标注数字后面的英文字母表示电感量的允许误差,不同字母表示的允许误差值也不同,如表2-5所示。如“37 K”表示电感量为37 μH,电感器允许误差为±10%。
表2-5 不同字母表示的允许误差值
2. 贴片电感器
(1)贴片小功率电感器
贴片小功率电感器又称片式叠层电感器,其外观与贴片式陶瓷电容器类似,电感器颜色为灰黑色,如图2-18所示为常见的贴片小功率电感器。
图2-18 贴片小功率电感器
贴片小功率电感器的尺寸小、电感量也小,电感量范围一般为0.01~200 μH,额定电流最高为100 mA。贴片小功率电感器具有磁路闭合、磁通量泄露少、不干扰周围元器件、不易受干扰和可靠性高等优点,主要应用在滤波、抗干扰电路中。
(2)贴片大功率电感器(线绕贴片电感器)
贴片大功率电感器具有高饱和磁通密度,适用于大电流工作,耐热性优良。如图2-19所示为贴片大功率电感器的实物图。
图2-19 贴片大功率电感器的实物图
2.1.4 微型贴片晶振的特点和识图方法
晶振是一种用于稳定频率和选择频率的电子器件,全称为石英晶体振荡器(Quartz Crystal Oscillator)。
由于数码产品生产厂家的不同,在电路图中,表示晶振的字母也不同,数码产品中常用的字母有“X”、“Y”、“G”及“Z”表示晶振,如“X2”表示编号为“2”的晶振。虽然它们的字母表示不同,但电路符号是相同的,晶振的电路符号如图2-20所示。
图2-20 晶振的电路符号
数码产品中常用的晶振主要有实时晶振、时钟晶振等几种。
1. 实时晶振
如图2-21所示是计算机主板的实时晶振,一般情况下,实时晶振与南桥芯片相连,实时晶振的频率为32.768 kHz,它主要为主板中的南桥芯片及其他器件提供32.768 kHz的信号。
图2-21 计算机主板的实时晶振
2. 时钟晶振
通常情况下,时钟晶振和时钟发生器集成电路(时钟芯片)相连,如图2-22所示。
图2-22 时钟信号产生电路和时钟晶振
3. 其他晶振
(1)计算机声卡晶振
声卡晶振大多与声卡芯片相连,如图2-23所示。
图2-23 计算机声卡晶振
(2)计算机网卡晶振
网卡晶振大多与网卡芯片相连,如图2-24所示。
图2-24 网卡芯片和计算机网卡晶振