第六节　其他器件

1．扬声器

扬声器也俗称为喇叭，也是电气设备中常见的器件。扬声器的种类很多，价格区别悬殊。我们实验所用到的扬声器外观见图1-6-1所示，电路图形符号见图1-6-2所示，用字母BP来表示。

扬声器有两个接线引脚，由于我们实验所使用的是小功率的扬声器，可不区分极性。在一些高保真音响的系统中，较大功率的扬声器是需要区分极性的。扬声器的主要参数有阻抗、额定功率、频率特性、失真度等。由于我们的实验电路对音质要求并不高，因此并不需要多么高级的产品，圆形的、直径ϕ40mm、阻抗8Ω、功率0.5W的扬声器就可以满足需要。阻抗和功率一般都在扬声器的背面上有所标注。扬声器内部有磁铁，并用细漆包线密绕了多圈线圈，两根线圈引线焊接在背面的小印板上，并用黑色树脂胶密封以保护漆包线。使用时，在小印板预留空白处焊接两根引线，与驱动电路相接。

扬声器的检测比较简单，使用数字万用表200Ω电阻挡测量扬声器引线两端，阻值约8～10Ω（因为存在表笔接触电阻测量误差，测量值稍大约8Ω也是正常的），即表示扬声器完好。如果测量值为无穷大，则表明扬声器内部线圈断线损坏。

实验表明，在本书中的电路实验里，只要正常接线，扬声器本身一般很难损坏，如果实验电路中出现扬声器不响的问题，只要用万用表测一下就能立即判断好坏。而这类故障，绝大多数都是电路装配问题，而非扬声器自身问题。

2．驻极话筒

驻极话筒是一种将声音信号转换成电信号的器件，起到拾音的作用。驻极话筒具有体积小、灵敏度高、价格低廉等优点，在电话座机、手机、电脑话筒、录音笔等设备中得到广泛的使用。外观如图1-6-3所示，电路图形符号如图1-6-4所示，用字母MIC表示。

驻极话筒一般为圆柱形状，正面贴有圆形黑色纤维布，用于防尘。背面通常有两个引脚和三个引脚之分，常见的是两个引脚的。两引脚的驻极话筒的内部结构示意图如图1-6-5所示。

当驻极体膜片受到声音波的振动时，产生随声波变化的交变电压，它的输出阻抗值很高，约几十兆欧姆，不能直接与音频放大电路相匹配。所以在话筒内接入一只场效应管来进行阻抗变换。

驻极话筒内部电路有两种接法，分别是S（源极）输出型和D（漏极）输出型。这里建议采用D（漏极）输出型的驻极话筒，其内部连线示意图如图1-6-6所示。

驻极话筒刚买来时一般是没有引脚的，仅在背面有两个焊点，见图1-6-3所示。通过观察可以看出，右边那个焊点通过铜箔走线与金属外壳相接，这个焊点就是驻极话筒的负极，一般接电源负极或者接地，另一引脚是正极，用于输出音频电信号。

驻极话筒在使用时必须另加一只偏置电阻才能工作，该电阻跨接在D（漏极）与电源正极之间，也就是图1-6-6中的电阻R。阻值一般可在1～10kΩ之间选取。阻值小，驻极话筒的灵敏度就高一些，反之就低一些。音频信号通过电容C隔直流后输出给后续电路进行处理。

驻极话筒的外形大小有很多种，在手机、MP3等便于随身携带的数码产品中，使用的驻极话筒体积都很小，电话座机、电脑外接话筒等使用的驻极话筒体积稍大一些。我们实验使用的是直径ϕ10mm、厚度为6.5mm的驻极话筒，为便于安装在电路板上，应在驻极话筒背面焊点上焊接引脚，市面上也有焊好引脚的驻极话筒出售，这样就可以直接焊在电路板上了。如图1-6-7所示。

3．继电器

继电器是自动控制电路中的一种常用器件，种类、规格非常多，常见的是电磁继电器。其内部有电磁线圈，中间有电磁铁作为铁芯。当线圈通电以后，电磁铁的铁芯被磁化，产生一定的电磁吸力，吸动衔铁，衔铁带动常开触点吸合，或常闭触点断开，从而控制负载电气设备工作或停止。当线圈失电后，电磁吸合力消失，衔铁恢复初始状态，常开触点断开，常闭触点闭合。实际使用时只要将被控设备的电路连接在继电器相应的触点开关上，就能实现通过继电器来控制设备开关的目的。

继电器的线圈有交流、直流之分，我们实验所使用的继电器是直流的，外观见图1-6-8所示，属于超小型继电器，在本书中所使用的电路图形符号如图1-6-9所示，用字母K来表示，继电器的型号为4100，线圈额定电压是5V。在继电器上面还印有“3A 250VAC/3A30VDC”等字样，这表明该继电器触点所能承受的最大电流，也就是在交流250V时，或者直流30V时，触点所能承受的最大电流为3A。使用时均不能超过额定电流，还应留有余量，否则将可能导致触点烧蚀，出现粘连等现象，会直接导致被控设备失控。如果被控设备工作电流较大，则应换用触点额定电流更大的继电器。

这款继电器的线圈额定电压为直流5V，我们实验所用的电源为4节5号电池，额定电压为直流6V，虽然高出1V，但由于继电器都由三极管来驱动，而三极管本身还有V_ce压降，大约在0.3V左右，因此加载在继电器线圈上的电压仅比5V略高一点，因此也是可以安全使用的。

在后面的实验电路中，我们可以看到，继电器在实际使用时经常采用如图1-6-10所示的电路，继电器线圈两端接有1只二极管，这只二极管一般称为续流二极管，它的作用是保护驱动继电器的三极管。在继电器线圈刚通电时，线圈上电压是“上正下负”，此时续流二极管处于反偏状态而不起作用。当继电器线圈失电时，线圈两端要产生反向电动势，其极性是“下正上负”，该电动势瞬间比较大，假如没有续流二极管，该电动势只能通过驱动三极管释放，容易导致三极管击穿损坏。当加入这只续流二极管后，反向电动势的能量可以通过二极管迅速释放。从而达到保护驱动三极管的目的。这种接法在很多实际继电器的电路中都有应用。

图1-6-11是4100型继电器的内部连接关系的俯视图。第2脚和第5脚之间是线圈端，接5V直流电，继电器就能吸合。用万用表电阻挡可以测量出线圈阻值，不同生产厂家及不同批次产品其阻值会有一定的区别，大致为130Ω左右。第3脚和第4脚是内部相连接的公共端，用万用表通断挡测量这两脚电阻值显示为0。第1脚和第3脚（或第4脚）之间是常闭触点，在未接通线圈电源时，这两脚的电阻值为0，第6脚和第3脚（或第4脚）之间是常开触点，这两点间的电阻值为无穷大。在接通线圈电源，继电器吸合后，第1脚和第3脚（或第4脚）间电阻为无穷大，第6脚和第3脚（或第4脚）间电阻为0。

4．开关

机械开关是电路中常用的器件，品种规格众多。本书实验中一共仅涉及两种小开关，一种是微动开关，一种是拨动开关。

图1-6-12是微动开关实物外观图。它外形尺寸是5mm×5mm，有4个引脚，中间是键帽，键帽高低也分很多种，适用于不同高度场合的需要。图片中显示的键帽是2mm高的。所谓的微动，也就是按键的键程比较短，按下键帽就能感觉到“咯噔”一声，表明开关内部已接通。图1-6-13是微动开关在本书原理图中使用的符号，用字母S来表示。

如果我们给4个引脚编上号，如图1-6-14所示，那么第1脚和第3脚在开关内部是始终连通的，第2脚和第4脚之间也是连通的，但第1脚和第2脚之间不通、第3脚和第4脚也不通。当按下键帽时，第1脚和第2脚接通，第3脚和第4脚也接通，其实质上是4个引脚全都互通。简言之，就是纵向形成一个机械开关。

微动开关的检测也很简单，按照上述的连通关系，用数字万用表通断挡即可检测。

图1-6-15是拨动开关，它有3个引脚，中间是公共端，当黑色拨杆推向左边时，第1脚和第2脚接通，第2脚和第3脚断开；当黑色拨杆推向右边时，第2脚和第3脚接通，第1脚和第2脚断开。

此类拨动开关在市场上销售的规格、品种也是非常多的，仅拨杆长度就细分为很多种。我们的实验要求不严，只要引脚间距是2.54mm就可以。图1-6-16是拨动开关在本书中所使用的符号，用字母S来表示。

拨动开关的检测可用数字万用表通断挡测量，黑色拨杆推向左边时，第1脚和第2脚间电阻为0，第2脚与第3脚间电阻为无穷大。然后将黑色拨杆推向右侧，此时第1脚和第2脚间电阻为无穷大，第2脚与第3脚间电阻为0。

5．电感线圈

电感线圈的种类也是多种多样，应用广泛。所谓电感，就是用来表示自感应特性的一个量。当电感线圈流过电流，线圈周围就会产生磁场，线圈就有磁通量通过。通过的电流越大，磁场越强，通过线圈的磁通量就越大。电感的单位是亨利（H），简称“亨”。亨也是比较大的单位，常用的单位还有毫亨和微亨，它们之间的关系是：

1亨（H）=1000毫亨（mH）=1000000微亨（μH）

本书实验中仅在例21和例22的无线话筒制作中使用到了两种工作在高频的线圈。一种是空芯线圈，另一种是屏蔽线圈。

空芯线圈外观如图1-6-17所示。它是用ϕ0.69mm的漆包铜线在ϕ4mm的圆棒上密绕3圈而成，它在电路中用于高频振荡，与谐振电容相并联，可使高频电路谐振在所需的频率上。它电感量非常小，不足1μH。在装配前需要用刀片将引脚上的漆刮掉，并用烙铁镀锡，然后再焊接在印板上。

图1-6-18是空芯线圈在本书中所使用的电路图形符号，用L来表示。原理图上一般还用3T来表示线圈的圈数为3圈，也称为3匝。

屏蔽线圈外观如图1-6-19所示。这是一种定制型线圈，它有两个绕组，分为初级和次级，分别绕制在内部的骨架上，用于高频电路的前、后级耦合。根据实际电路需要，屏蔽线圈的初级还设有抽头。为了适应高频电路防干扰的需要，外部罩有金属壳用于屏蔽外界干扰。金属外壳两侧也有引脚，装配时两侧引脚也要焊接在印板上，印板设计布线时这两个引脚一般设计为地线，从而使金属外壳接地，这样才能起到防干扰的作用。

屏蔽线圈中间有一个磁芯，用于增加线圈的电感量。用窄一字改锥旋转磁芯，可调整磁芯在线圈骨架中的上下位置，从而改变线圈的谐振点，可使高频电路工作在最佳状态。

图1-6-20是屏蔽线圈的电路图形符号，用字母T表示。符号中间有一个竖线，即表明该线圈含有磁芯。此种高频电路用屏蔽线圈一般是根据电路设计需要而定制，事先计算好初、次级的电感量，选取适当规格的漆包铜线，配合磁芯，设计好所需的线圈匝数并绕制在骨架上。市场上不容易买到正合适的屏蔽线圈，这里我们只要简单了解一下即可。

本书实验中所使用的屏蔽线圈的检测也可以用数字万用表通断挡测量，初级线圈的3个引脚全互通，电阻几乎为0，且与次级线圈全不通，与金属外壳也不通，表明初级线圈完好。测量次级线圈的两个引脚之间应相通，且与初级线圈不通，与金属外壳也不通，表明次级线圈完好。

至于其他屏蔽线圈的检测，则需要根据实际线圈绕制关系来测量。

6．晶振

晶振是石英晶体振荡器的简称，在电路中主要用于选择和稳定频率，广泛应用在对频率稳定有较高要求的电路中。在例22晶振稳频无线话筒电路中就使用了1只30MHz的晶振。图1-6-21是晶振是实物外观图。

晶体一般封装在金属外壳里，外形封装的规格也分很多种，图1-6-21是MU49型封装，正面印有标称频率。

晶体的特点是具有压电效应，当有机械压力作用于晶体两侧时，晶体产生电压；当有电压作用于晶体两侧时，晶体会产生机械振动。当在晶体两侧加上交流电压时，晶体会产生周期性的机械振动。如果交流电的频率与晶体的固有谐振频率相一致，晶体的机械振动最强，在电路中的电流也最大，从而产生谐振。由于晶体的特性，它可以构成频率稳定度很高的振荡器。

图1-6-22是晶振的电路电路图形符号，用字母JT来表示。用数字万用表最高电阻挡测量晶振两引脚间的电阻，应为无穷大，且与外壳之间的电阻也应为无穷大。

7．耳机插座

在本书例28和例30中，使用到了耳机插座，实物外观如图1-6-23所示。

这是ϕ3.5mm的双声道耳机插座，共有5个引脚。图1-6-24是实物引脚排列图，图1-6-25是在本书中所使用的电路图形符号。这种耳机插座内含两组机械簧片开关，可自动切换扬声器和耳机输出。

从上面两张图中可以看出，第5脚为音频双声道的公共端，第1脚和第2脚之间、第3脚和第4脚之间均为一个机械簧片开关，左、右声道的音频信号接第1脚和第4脚，左、右声道的扬声器接第2脚和第3脚。平时这两组开关闭合，则左、右音频信号经两组开关与扬声器相通，扬声器可以正常发声。如果将耳机插头插入插座后，两组开关被耳机插头顶开，切断音频信号与扬声器的通路，并与耳机插头形成通路，此时耳机将发声，扬声器无声，从而实现耳机与扬声器的自动切换。

在本书电路中，均直接使用了耳机，因此，耳机插座仅用到了第1、4、5引脚，未使用内部的机械簧片开关。另外，这种插座所配耳机仅为双声道的普通耳机，与手机用耳机有所不同，手机用耳机一般还含有线控开关功能，比普通耳机增加了一根线，所配套使用的插座与上述的也不尽相同，不能直接替换。

8．电源接线座

为了实验方便，本书中所有电路均设置了电源接线座，用来与电池盒引线连接，其实物外观如图1-6-26所示。接线座顶部有螺钉，将电池盒引线从插孔中插入，如图1-6-27所示，用一字改锥旋紧顶部的螺钉，即可压紧导线。

电源接线座均采用2P（两引脚）规格，分别为电源的正极和负极，具体的正、负极定义，需要参看印板上的字符标识。使用电源接线座可以方便电路板与电池盒的连接，无需每个电路都配备电池盒，从而降低实验成本。

9．电池盒

本书实验所需电源为3V或6V直流电源，从既安全又方便的角度看，我们建议使用2节5号电池盒和4节5号电池盒作为电源，其外观分别如图1-6-28和图1-6-29所示。用户只需自备号电池即可，市售的电池盒一般都已压接好电源引线，线头已剥好并镀锡，可以直接压在电源接线座上。其中2节5号电池盒的引线较细，必要时需多剥出一些线头，并用烙铁镀锡后再使用。如果多次使用后，引线头因疲劳而折断，就需要自己重新加工一下，重新剥出线头并镀锡后再使用。

在本书的电路原理图中，对于电源的标注方法采用了电池符号，如图1-6-30所示，用字母BT表示。

有的电路资料中标注了电源符号，如“+6V”，如图1-6-31所示，也是常见的表示方法，在使用电池做电源时只需采用对应电压的电池节数即可。

图1-6-32是接地符号，在本书电路图中一般接电源负极。