電子元器件的認識

第四章：基本工具

第一節 萬(wàn)用表

目前的萬(wàn)用表分為指針式和數字式，它們各有方便之處，很難說(shuō)誰(shuí)好誰(shuí)壞，最好是能夠備有指針和數字式的各一個(gè)。業(yè)余電子制作有一個(gè)指針式的MF30型萬(wàn)用表也就可以了，這可是一種經(jīng)典型號。還有元老級的MF500型萬(wàn)用表，廉價(jià)的MF50萬(wàn)用表，一般都可以在電訊商店買(mǎi)到。

萬(wàn)用表的三個(gè)基本功能是測量電阻、電壓、電流，所以老前輩們叫它三用表�，F在的萬(wàn)用表添加了好多新功能，尤其是數字式萬(wàn)用表，如測量電容值，三極管放大倍數，二極管壓降等，更有一種會(huì )說(shuō)話(huà)的數字萬(wàn)用表，能把測量結果用語(yǔ)言播報出來(lái)。（其實(shí)不是很難，Bitbaby曾有一度很想用單片機和語(yǔ)音電路做一個(gè)：-）

數字式萬(wàn)用表也有許多經(jīng)典型號，如DT830C，DT830C，DT890D等，后面的后綴表示功能上的區別，其中DT830C已經(jīng)買(mǎi)到了三十多元一個(gè)，夠便宜的。 Bitbaby在學(xué)校里裝過(guò)一個(gè)MF50的萬(wàn)用表，電路原理并不復雜，只是那么多的元件沒(méi)有印刷板來(lái)固定，而是直接焊在接線(xiàn)板上，自己裝對初學(xué)者來(lái)說(shuō)還是麻煩了點(diǎn)。

萬(wàn)用表最大的特點(diǎn)是有一個(gè)量程轉換開(kāi)關(guān)，各中功能就是靠這個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)切換的�；�本上，用A-來(lái)表示測直流電流，一般毫安檔和安培檔各又分幾檔。V-表示測直流電壓，高級點(diǎn)的萬(wàn)用表有毫伏檔，電壓檔也分幾檔。V~是用來(lái)測交流電壓的。A~測交流電流。

Ω歐姆檔測電阻，對于指針式萬(wàn)用表，每換一次電阻檔還要做一次調零。調零就是把萬(wàn)用表的紅表筆和黑表筆搭在一起，然后轉動(dòng)調零鈕，使指針指向零的位置。hFE是測量三極管的電流放大系數的，只要把三極管的三個(gè)管腳插入萬(wàn)用表面板上對應的孔中，就能測出hFE值。注意PNP、NPN是不同的。

以下以MF30型萬(wàn)用表為例，說(shuō)明萬(wàn)用表的讀數。第一條刻度線(xiàn)是電阻值指示，最左端是無(wú)窮大，右端為零，當中刻度不均勻。電阻檔有R×1、R×10、R×100、R×1K、R×10K各檔，分別說(shuō)明刻度的指示再要乘上的倍數，才得到實(shí)際的電阻值（單位為歐姆）。

例如用R×100檔測一電阻，指針指示為"10"，那么它的電阻值為10×100=1000，即1K。第二條刻度線(xiàn)是500V檔和500mA檔共用，需要注意的是電壓檔、電流檔的指示原理不同于電阻檔，例如5V檔表示該檔只能測量5V以下的電壓，500mA檔只能測量500mA以下的電流，若是超過(guò)量程，就會(huì )損壞萬(wàn)用表。

注意事項： 萬(wàn)用表使用時(shí)應該水平著(zhù)放。紅表筆插在+孔內，黑表筆插入-孔內。 測試電流就用電流檔，而不能誤用電壓檔、電阻擋，其他同理，否則輕則燒萬(wàn)用表內的保險絲，重則損壞表頭。事先不知道量程，就選用最大量程嘗試著(zhù)測量，然后斷開(kāi)測量電路再換檔，切不可在線(xiàn)的情況下轉換量程。有表針迅速偏轉到底的情況，應該立即斷開(kāi)電路，進(jìn)行檢查。

最后還有一個(gè)規矩，就是約定用完后的萬(wàn)用表要把量程開(kāi)關(guān)撥到交流電壓最高檔，以防別人不慎測量220V市電電壓而損壞。記住這個(gè)老前輩們留下的優(yōu)良傳統呦！

第二節 電烙鐵

電烙鐵分為外熱式和內熱式兩種，外熱式的一般功率都較大。

內熱式的電烙鐵體積較小，而且價(jià)格便宜。一般電子制作都用20W-30W的內熱式電烙鐵。當然有一把50W的外熱式電烙鐵能夠有備無(wú)患。內熱式的電烙鐵發(fā)熱效率較高，而且更換烙鐵頭也較方便。

電烙鐵是用來(lái)焊錫的，為方便使用，通常做成"焊錫絲"，焊錫絲內一般都含有助焊的松香。 焊錫絲使用約60%的錫和40%的鉛合成，熔點(diǎn)較低。（Bitbaby有個(gè)好習慣，就是每次做完事后都去洗手，鉛可不是什么好東西，松香倒是蠻聞得慣的：-）

松香是一種助焊劑，可以幫助焊接，拉二胡的人肯定有吧，聽(tīng)說(shuō)也可到藥店購買(mǎi)。松香可以直接用，也可以配置成松香溶液，就是把松香碾碎，放入小瓶中，再加入酒精攪勻。注意酒精易揮發(fā)，用完后記得把瓶蓋擰緊。瓶里可以放一小塊棉花，用時(shí)就用鑷子夾出來(lái)涂在印刷板上或元器件上。

注意市面上有一種焊錫膏（有稱(chēng)焊油），這可是一種帶有腐蝕性的東西，是用在工業(yè)上的，不適合電子制作使用。還有市面上的松香水，并不是我們這里用的松香溶液。

電烙鐵是捏在手里的，使用時(shí)千萬(wàn)注意安全。新買(mǎi)的電烙鐵先要用萬(wàn)用表電阻檔檢查一下插頭與金屬外殼之間的電阻值，萬(wàn)用表指針應該不動(dòng)。否則應該徹底檢查。

最近生產(chǎn)的內熱式電烙鐵，廠(chǎng)家為了節約成本，電源線(xiàn)都不用橡皮花線(xiàn)了，而是直接用塑料電線(xiàn)，比較不安全。強烈建議換用橡皮花線(xiàn)，因為它不像塑料電線(xiàn)那樣容易被燙傷、破損，以至短路或觸電。

新的電烙鐵在使用前用銼刀銼一下烙鐵的尖頭，接通電源后等一會(huì )兒烙鐵頭的顏色會(huì )變，證明烙鐵發(fā)熱了，然后用焊錫絲放在烙鐵尖頭上鍍上錫，使烙鐵不易被氧化。在使用中，應使烙鐵頭保持清潔，并保證烙鐵的尖頭上始終有焊錫。

使用烙鐵時(shí)，烙鐵的溫度太低則熔化不了焊錫，或者使焊點(diǎn)未完全熔化而成不好看、不可靠的樣子。太高又會(huì )使烙鐵"燒死"（盡管溫度很高，卻不能蘸上錫）。 另外也要控制好焊接的時(shí)間，電烙鐵停留的時(shí)間太短，焊錫不易完全熔化、接觸好，形成"虛焊"，而焊接時(shí)間太長(cháng)又容易損壞元器件，或使印刷電路板的銅箔翹起。

一般一兩秒內要焊好一個(gè)焊點(diǎn)，若沒(méi)完成，寧愿等一會(huì )兒再焊一次。焊接時(shí)電烙鐵不能移動(dòng)，應該先選好接觸焊點(diǎn)的位置，再用烙鐵頭的搪錫面去接觸焊點(diǎn)。

第三節 印刷電路板

印刷電路板是電子制作中的一個(gè)大頭，也是最能體現電子愛(ài)好者制作水平的技術(shù)了。印刷電路板簡(jiǎn)稱(chēng)印制板，工廠(chǎng)制作與業(yè)余制作有很大的不同。工廠(chǎng)一般根據客戶(hù)提供的電路原理圖用計算機設計出印刷板圖，然后經(jīng)過(guò)照相制版等技術(shù)做出印制板，然后上阻焊、印字等形成成品，需要一系列設備。
而傳統的業(yè)余制作中只能采用敷銅板加腐蝕液的土方法制作印制板。近年來(lái)推出了萬(wàn)用試驗板、感光電路板等新型技術(shù)，解放了廣大的電子 愛(ài)好者和電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者。加之PC機的普及，用CAD軟件設計電路、自動(dòng)生成PCB（印刷電路板）已經(jīng)不算難事了。甚至直接打印在膠片上配合感光電路板做印刷板更是方便極了。

Bitbaby在學(xué)校的課程中學(xué)過(guò)ORCAD軟件，用它設計了一個(gè)8031單片機的典型應用電路，感覺(jué)還真不錯。老師還不準用ORCAD的自動(dòng)布線(xiàn)功能，那張圖Bitbaby的手工布線(xiàn)可漂亮了，走線(xiàn)的轉角都是平滑過(guò)渡，充分考慮這樣的設計使印板更牢固，以至于老師以為是自動(dòng)布線(xiàn)的呢（不自吹了：-）�？上М敃r(shí)沒(méi)有打印機打印出PCB來(lái)。

PROTEL更是為廣大電子愛(ài)好者所熟知，只可惜Bitbaby對它沒(méi)有很深的研究。一般的電子制作電路均不復雜，對老手來(lái)說(shuō)，也只要用腦子就能設計出印刷電路板圖來(lái)，所以還是講講傳統的印制板的制作方法吧。

首先要在紙上根據電路原理圖設計出印刷電路板圖，各元器件之間的正確連接是重要的，還要注意元器件的大小、排列位置、干擾等。（Bitbaby以后將寫(xiě)一篇專(zhuān)門(mén)的文章 講述如何設計印制板。） 設計完成后要反復校對原理圖，并找出元器件實(shí)物放到各自的位置，在調整孔距、走線(xiàn)等。注意正反面，有時(shí)不小心設計了反面，可以把原圖放在復寫(xiě)紙上描一次，那么在紙的背面就有了所需要的。

Bitbaby制作印制板的方法，是把設計好的1：1圖紙剪下來(lái)，用透明膠貼在單面敷銅板的銅面上，然后用沖子在需要鉆孔的地方敲一下，形成凹進(jìn)去的小坑，這樣再用小電鉆鉆孔就不會(huì )打滑了。然后用自制的小電鉆（收錄機電動(dòng)機改裝）打孔，全部打完后撕下圖紙，直接用毛筆蘸油漆描線(xiàn)路。

由于已經(jīng)有孔的定位，畫(huà)起來(lái)不困難，只要記住那幾個(gè)孔是連在一起的就好了。一般不復雜的電路用這樣的方法制作電路板極快（連復寫(xiě)紙都省了：－），若是復雜的電路可以在圖紙和敷銅板之間夾一張復寫(xiě)紙，然后把印刷板圖描一遍，打孔的地方描得深些，然后用毛筆蘸油漆描線(xiàn)路。

如果沒(méi)有油漆，可以用質(zhì)量較好的記號筆描線(xiàn)路，或用修正液描，只是修正液描的電路板不太美觀(guān)，需干后修正寬度一致。指甲油也可以用，干得較快，比修正液好用些。描的時(shí)候注意線(xiàn)條之間保持距離，孔的周?chē)�要形成包圍，以利于焊接�?/font>

油漆要好長(cháng)時(shí)間才能干，等油漆干后就可以投入腐蝕液中，腐蝕液一般用三氯化鐵加水配置而成，三氯化鐵為土黃SE固體，也易于吸收空氣中的水份，所以應密封保存。配置三氯化鐵溶液時(shí)一般是用40%的三氯化鐵和60%的水，當然三氯化鐵多些，或者用溫水（不是熱水，以防油漆脫落）可使反應速度快些。

注意三氯化鐵具有一定的腐蝕性，最好不要弄在皮膚上和衣服上（很難洗：-（ 反應的容器用廉價(jià)的塑料盆，放得下電路板的就好。腐蝕是從邊緣開(kāi)始的，當未描油漆的銅箔被腐蝕完后應該及時(shí)取出電路板，以防油漆脫落后腐蝕掉有用的線(xiàn)路。

這時(shí)用清水沖洗，順便用竹片等物刮去油漆（這時(shí)油漆從液體里出來(lái)，比較容易去除）。若不易刮，用熱水沖一下就好了。然后擦干，用砂紙打磨干凈，就露出了閃亮的銅箔，一張印刷電路板就做好了。為了保存成果，Bitbaby通常會(huì )用松香溶液涂一遍打磨好的電路板，既可以助焊，又可以防止氧化。

第五章：其他元器件

第一節 揚聲器、話(huà)筒等

揚聲器俗稱(chēng)為喇叭，應該是大家熟悉不過(guò)的器件了，它是收音機、錄音機、音響設備中的重要元件。常見(jiàn)的揚聲器有動(dòng)圈式、舌簧式、壓電式等好幾種，但最常用的是動(dòng)圈式揚聲器（又稱(chēng)電動(dòng)式）。而動(dòng)圈式揚聲器又分為內磁式和外磁式，因為外磁式便宜，通常外磁式用得多。當音頻電流通過(guò)音圈時(shí)，音圈產(chǎn)生隨音頻電流而變化的磁場(chǎng)，在永久磁鐵的磁場(chǎng)中時(shí)而吸引時(shí)而排斥，帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)出聲音。

揚聲器在電路圖中的符號很形象。音響用的揚聲器大多要求大功率、高保真。為完美再現聲響，揚聲器又被分為專(zhuān)用的低音、中音、高音，以各司其職。低音揚聲器的紙盆不再由單一的材料構成，出現了布邊、尼龍邊和橡皮邊等揚聲器，使紙盆更有彈性，低音更加豐富。號筒式揚聲器、球頂高音揚聲器使高音更加清晰。另外還有一種全頻揚聲器，它將高、低音揚聲器做在了一起。

揚聲器上一般都標有標稱(chēng)功率和標稱(chēng)阻抗值，例如0．25W8Ω。一般認為揚聲器的口徑大，標稱(chēng)功率也大。 在使用時(shí)，輸入功率最好不要超過(guò)標稱(chēng)功率太多，以防損壞。萬(wàn)用表R1電阻檔測試揚聲器，若有咯咯聲發(fā)出說(shuō)明基本上能用。測出的電阻值是直流電阻值，比標稱(chēng)阻抗值要小，是正�，F象。

還有一種壓電陶瓷片，也是一種發(fā)聲元件，它利用壓電效應工作，既可以作發(fā)聲元件又可以作接收聲音的元件。而且它很便宜，生日卡上的發(fā)聲元件就是它。壓電陶瓷片是在園形銅底板上涂覆了一層厚約1mm的壓電陶瓷，再在陶瓷表面沉積一層涂銀層，涂銀層和銅底板就是它的兩個(gè)電極。壓電陶瓷有一個(gè)奇妙的特性－壓電效應：如將它彎曲，它的表面就會(huì )出現異種電荷，如反向彎曲，電荷的極性也會(huì )相反。奇妙的是如果在壓電陶瓷片的兩個(gè)電極上施加一定的電壓，它就會(huì )發(fā)生彎曲，當電壓方向改變時(shí)，彎曲的方向也隨之改變。

利用壓電效應，有了一種聲－電，電聲轉換的兩用器件，可以當話(huà)筒用：對壓電陶瓷片講話(huà)，使它受到聲波的振動(dòng)而發(fā)生前后彎曲，當然人的眼睛分辨不出這種彎曲，在壓電陶瓷片的兩電極就會(huì )有音頻電壓輸出。相反地，把一定的音頻電壓加在壓電陶瓷片的兩極，由于音頻電壓的極性和大小不斷變化，壓電陶瓷片就會(huì )產(chǎn)生相應的彎曲運動(dòng)，推動(dòng)空氣形成聲音，這時(shí)候，它又成了喇叭。

壓電陶瓷片作為一種電子元件，在新買(mǎi)來(lái)的時(shí)候，是不帶引線(xiàn)的，需要自己焊接。一般采用多股軟線(xiàn)，先剝頭搪錫，焊接是要求速度快，焊點(diǎn)小，否則容易損壞壓電陶瓷片嬌嫩的鍍銀層。

還有一種在BP機、小鬧鐘里廣泛應用的訊響器實(shí)質(zhì)上也是電磁式的。

話(huà)筒有電容式的、動(dòng)圈式的等等，常用的卡拉OK話(huà)筒一般都是動(dòng)圈式的，其實(shí)它是動(dòng)圈式揚聲器的反應用，不信你可以把動(dòng)圈話(huà)筒接到WALKMAN的耳機輸出端試試能不能發(fā)聲。（開(kāi)小音量，別燒了：－）

電子制作中常用的話(huà)筒是駐極體電容話(huà)筒，價(jià)錢(qián)很便宜（約一元一個(gè)），音質(zhì)也不算差，體積很小。其實(shí)大多數的電腦多媒體話(huà)筒里邊業(yè)就是這東西。（早知道自己做一個(gè)：－）說(shuō)它體積小，我們要做的微型無(wú)線(xiàn)[違禁關(guān)鍵詞]也用這種話(huà)筒，Bitbaby有一個(gè)駐極體話(huà)筒只有米粒那么大（花大價(jià)錢(qián)買(mǎi)來(lái)的：－（

第二節 電 池

據說(shuō)電池的歷史非常悠久，世界上最古老的電池起源于大約2000年前，這個(gè)被叫做"巴格達"的電池，還保存在伊拉克首都的博物館內（現在呢？有沒(méi)有被炸掉？）。

電池有兩個(gè)常用的參數，分別為電壓和容量。電壓主要取決于正負極的材料。一般的干電池，電壓均為1.5V，而充電電池的電壓為1.2V。容量就是容納多少電量吧，用放電電流和放電時(shí)間的乘積表示。例如容量為 500mAh的電池，是指該電池用500mA的電流放電，能使用1個(gè)小時(shí)。顯然，如果用 250mA的電流放電，就能使用2個(gè)小時(shí)，以此類(lèi)推。

常用常見(jiàn)的電池有錳干電池，堿性電池，鎳鎘電池，疊層電池，鈕扣電池等。錳鋅干電池，標稱(chēng)電壓1.5V，便宜，但是連續放電性差，不適合大電流放電，而且不能充電，只適用于一些小電流的電子電路。錳干電池有一個(gè)奇怪的特性，間歇放電的時(shí)間和比連續放電的時(shí)間要長(cháng)，這是一個(gè)使用普通干電池的訣竅啊。

堿性電池，標稱(chēng)電壓也是1.5V，其電解液是水溶氫氧化鉀液，容量大，能大電流放電，各方面特性均優(yōu)于錳干電池。在實(shí)際中，越是需要大電流的電路，堿性電池越能發(fā)揮作用。堿性干電池在WALKMAN中聽(tīng)磁帶使用，其壽命比普通電池長(cháng)許多，在照相機閃光燈中不能使用鎳隔電池，堿性電池就是最好的選擇。只是堿性電池價(jià)格較貴。

大多數的堿性電池外殼上，標有"不準充電"的中文或是英文，但事實(shí)上，堿性電池是可以充電的，最多可以充電幾十次。只是對堿性電池只能采取小電流充電的方法，以50mA的充電電流為宜，而大多數的充電器的充電電流都比較大，結果使電池內的液體流出，腐蝕電器。LR20代表一號堿性電池，LR6代表五號。

普通的錳干電池，單以R為型號，常見(jiàn)的R6P是五號高容量電池。Bitbaby喜歡用"白象"牌堿性電池裝備電器。

許多計算器上都使用了太陽(yáng)能硅光電池，有光照的時(shí)候給鈕扣電池充電。太陽(yáng)能電池有長(cháng)方形片狀的，也有晶體管狀扁圓形的。一般每片能產(chǎn)生0.5V的電壓，需多片串聯(lián)以提高電壓，多組并聯(lián)以增大輸出電流。 而且一般都和鈕扣電池并聯(lián)，以隨時(shí)把電能存儲起來(lái)，再向小負載供電。

鎳隔電池也為大家所熟知，不再羅嗦。據Bitbaby所知，小***早在90年代初就禁止在本土生產(chǎn)鎳隔電池了，以保護他們的環(huán)境。而現在市面上那么多的MADE IN JAPAN 的鎳隔電池是哪來(lái)的？ 現在提倡用鎳氫電池，容量又大，又沒(méi)有記憶效應，而且環(huán)保些。鎘對人體有害��！

第三節 特殊器件

在電阻這一節中，介紹了常用的光敏電阻和熱敏電阻，這里再介紹一些不太常用的特殊電阻。

力敏電阻
通常電子秤中就有力敏電阻，常用的壓力傳感器有金屬應變片和半導體力敏電阻。力敏電阻一般以橋式連接，受力后就破壞了電橋的平衡，使之輸出電信號。

氣敏電阻
有一種煤氣泄漏報警器，在瓦斯泄漏后會(huì )報警，甚至啟動(dòng)脫排油煙機通風(fēng)。這種報警器內就是裝置了一種氣敏電阻。這種半導體在表面吸收了某種自身敏感的氣體之后會(huì )發(fā)生反應，而使自身的電阻值改變。它一般有四個(gè)電極，兩個(gè)為加熱電極，另兩個(gè)為測量電極。氣敏電阻根據型號對不同的氣體敏感。有的是對汽油，有的是對一氧化碳，有的是對酒精敏感。

濕敏電阻
濕敏電阻對環(huán)境濕度敏感，它吸收環(huán)境中的水分，直接把濕度變成電阻值的變化。

壓敏電阻
壓敏電阻用作電路的過(guò)壓保護。將壓敏電阻和電路并聯(lián)，其兩端電壓正常時(shí)電阻值很大，不起作用。一旦超過(guò)保護電壓，它的電阻值迅速變小，使電流盡量從自己身上流過(guò)（很有犧牲精神�。�，從而保護了電路。正規的電話(huà)機中少不了壓敏電阻，其實(shí)你的MODEM中也有這東西。

霍爾器件
霍爾器件幾乎是每臺錄相機中都用的器件，另外在各種精密的工業(yè)設備中也有它的身影。它主要用來(lái)檢測磁力，而且基本上都是以"集成霍爾傳感器"的形式出現。用高靈敏的霍爾器件還可以制作電子羅盤(pán)呢。

數碼管
許多電子產(chǎn)品上都有跳動(dòng)的數碼來(lái)指示電器的工作狀態(tài)，其實(shí)數碼管顯示的數碼均是由七個(gè)發(fā)光二極管構成的。每段上加上合適的電壓，該段就點(diǎn)亮。為方便連接，數碼管分為共陽(yáng)型和共陰型，共陽(yáng)型就是七個(gè)發(fā)光管的正極都連在一起，作為一條引線(xiàn)。

干簧管
初聽(tīng)這個(gè)名字很怪，（習慣了就好），干簧管是一種磁敏的特殊開(kāi)關(guān)。它的兩個(gè)觸點(diǎn)由特殊材料制成，被封裝在真空
的玻璃管里。只要用磁鐵接近它，干簧管兩個(gè)節點(diǎn)就會(huì )吸合在一起，使電路導通。因此可以作為傳感器用，用于計數，限位等等。有一種自行車(chē)公里計，就是在輪胎上粘上磁鐵，在一旁固定上干簧管構成的。裝在門(mén)上，可作為開(kāi)門(mén)時(shí)的報警、問(wèn)候等。在"斷線(xiàn)報警器"的制作中，也會(huì )用到干簧管。