硬件工程师入门教程

1.欧姆定律

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• 测电压并联使用万用表
• 测电流串联使用万用表，红入黑出

2.电阻的阻值识别 

直插电阻

贴片电阻

 3.电阻的功率

 

4.电阻的限流作用 

 

 

限流电阻阻值的计算

 

单位换算关系

5.电阻的分流功能

 

6.电阻的分压功能

 

7.电容

电容简单来说是两块不连通的导体加上中间的绝缘材料

下图为拆开电容的内部结构

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如果超过电容所标注的耐压值，电流会逐渐变大，直至爆炸

使用电容注意事项：

1. 没有反接
2. 不能超过额定电压

常见电容特性

cbb电容，没有电压方向，耐压很高

固态电解电容，温度特性更好

贴片电解电容

8.电容两端电压不能突变

电容两端的相对电压不能突变，只要电容不充电或放点，电容两端的电压届不变

注意：电容两端的相对电压不能突变，但是两端的电压可以同时突变

9.电容的储能特性

电容可以简单理解成一个小电池

电容的充电速度与电容大小以及充电电流有关

10. 电容的储能特性实现断电延时

11.电容稳定电压的作用(滤波)

 

12. 电容的容抗计算公式

关于电容隔直通交的理解

• 直流时频率为0，容抗为无穷大，相当于断开
• 交流时频率不为零，容抗为有限值

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从电流角度理解

• 电容一定时，频率越大，容抗越小，电流越大 
• 频率一定时，电容越大，容抗越小，电流越大

13. 低通滤波电路原理及作用

低通滤波电路可以让“低频”的信号通过，衰减“高频”的信号

低通滤波电路有以上作用是利用了电容充放电特性实现的

当输入信号为截止频率时，输出电压就会衰减为-3dB，也就是0.707倍

低通滤波的作用

仿真演示

• 叠加100kHz的噪声（红色波形）
• 没有叠加高频噪声（白色波形）

•  加入低通滤波后（白色波形）
• 未加入低通滤波（红色波形）

 14.低通滤波电路的本质原理

从电压角度

• 输出电压等于两个元件的分压中，电容的分压
• 而当f增大时，容抗减小，分压减少

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从电容角度

• 电容有一定的充电速度，当信号输入过快，也就是频率过高时，电容充电速度跟不上信号输入速度，就会造成衰减

实物展示

15.高通滤波电路原理及作用 

 高通滤波电路可以让“高频”的信号通过，衰减“低频”的信号

仿真演示

• 叠加低频噪声（白）
• 没有叠加噪声（红）

• 滤波前（白）
• 滤波后（红）

高通滤波电路常见应用场景

50Hz市电工频干扰

实验室示波器上的此种波形可能是因为没有共地造成的

解决

16.电感

电感就是一根导线加一根磁性材料

生活中，所有由线圈组成的材料都是电感

磁性材料是为了增加电感量的

 

17.电感的基本特性

流过电感的电力院不能突变

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电感只能限制电流的变化速度，但是不能改变电路的电流最大值

电感回路的电阻突然变很大会怎样

电感流过电流时，如果电感回路的电阻突变变得很大，电感会感生出一个很高的电压，此时容易击穿器件，所以应用电感是，必须要考虑电感的续流回路

 

18.电感的感抗计算公式

电感在频率越高时，阻抗越大，频率越低时阻抗越小

19.电感的低通滤波原理

低通滤波电路可以让低频的信号流过，衰减高频信号

阻抗分压角度理解

• 频率越高，分压越少，衰减越多

20. LC RC低通滤波的应用场景

21.电感的高通滤波原理

 高通滤波电路可以让高频的信号流过，衰减低频信号

只能滤掉没有直流偏置的电路，有直流用电容的高通滤波

22.LC低通滤波原理

LC低通滤波电路比RC低通滤波、LR低通滤波电路的滤波效果更好

LC低通滤波电路要预留电阻限制谐振频率的增益