04(第7～8学时) 1.5机电元件、电声元件、片状元器件等

1. 接插件的分类和几种常用接插件
低 通常是指适合在频率100MHz以
按照工 频 下工作的连接器
作频率 分类
高 频
适合在频率100MHz以上工作的 高频接插件，如同轴连接器
按照外 形结构 特征分 类
圆形接插件 矩形接插件 印制板接插件 带状电缆接插件
⑴ 圆形接插件 有插接和螺接两类连接方式 。
连点数多、电 流1~几百A、
⑼ 插拔力大的连接器，安装一定要牢固。
⑽ 电路通过电缆和接插件连通以后，不要为追 求美观而绷紧电缆，应该保留一定的长度裕量， 防止电缆在震动时受力拉断；选用没有锁定装置 的多线连接器（例如微型计算机系统中的总线插 座），应在确定整机的机械结构时采取锁定措施， 避免在运输、搬动过程中由于震动冲击引起接触 面磨损或脱落。
⑵ 为了保证连通，一般应该把多余的接触点并联 使用，并联的接触点数目越多，可靠性就越高。
⑶ 要特别注意接触面的清洁。 ⑷ 在焊接开关和接插件的连线时，应避免加热时
间过长、焊锡和焊剂使用过多。 ⑸ 接插件和开关的接线端要防止虚焊或连接不良，
为避免接线端上的导线从根部折断，在焊接后应 加装塑料热缩套管。 ⑹ 要注意开关及接插件在高频环境中的工作情况。
动 钮 直插
动
盘
式式式
式
式
式
开关 种类
旋 凸 刷拨 组 单 组 钮 波 拨 滑 钮 拨 推 杠 琴
转 轮 形盘 合 按 合 子 形 动 动 柄 动 拉 杆 键
片 开 开编 开 钮 按 开 开 开 开 开 开 开 开 开
式 关 关码 关 开 钮 关 关 关 关 关 关 关 关 关
开 关开
关
关
触薄 摸膜 开开 关关
▪ 工作寿命：在正常工作状态下使用的次数， 一般开关为5000~10000次，高可靠开关可达到 5×104~5×105次。
⑴ 旋转式开关
① 波段开关 旋转波段开关的中轴带动它各层的接触点联 动，同时接通或切断电路。
② 刷形开关
靠多层簧片实现接点的摩擦接触，额定工作 电流可达1A以上。
⑵ 按动式开关 ① 按钮开关
结构
实物
（2）电容式传声器
• 电容式传声器是音响系统中常用的传声器 ，优点频率响应好，固有噪声电平低，失 真小，是一种性能优良的传声器。它被广 泛应用在广播电台、电视台、电影制片厂 及厅堂扩声等各种场合。
• 电容式传声器结构及实物外型如图5-2 所示 。电容式传声器主要由振膜、后极板、极 化电源、前置放大器组成。电容传声器的 极头，实际上是一只平板电容器，只不过 两个电极中一个是固定电极板，一个是可 动电极板，可动电极就是极薄的振膜（约 25～30μm）,一般为金属化的塑料膜或金属 膜。
2.传声器的结构与工作原理
• (1)动圈式传声器 • 目前通用的电动式传声器绝大多数是动圈式传声
器。动圈式传声器采用了最基本的电磁换能原理 。动圈式传声器是历史最悠久的传声器，直到今 天仍有很强的生命力。这种传声器由于结构简单 ，稳定可靠，使用方便，固有噪声低，因此广泛 应用于语言广播和扩声中。动圈式传声器的不足 之处是灵敏度较低，容易产生磁感应噪声，频响 较窄等。动圈式传声器如图5-1。
但共振腔是它产生音频谐振的条件之一。假如 共振腔对振动膜起阻尼作用，就会极大降低振 动膜的电-声转换灵敏度。
扬声器安装在木箱或机壳内才能扩展音量、 改善音质；外壳还可以保护电声元件的结构部 件。 ⑶ 避免潮湿的环境：
纸盆式扬声器的纸盆会受潮变形，电容式传 声器会因为潮湿降低电容的品质。 ⑷ 避免撞击和振动：
号义号
符 意义 号
R 小功 S
率
J 继电 Z 中功 A
器
率
时X 间
舌C 簧
小型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
F 封闭
式
超小 数字 M 密封
型
式
Q 大功 M 脉 Y 微型
率
冲
C 电磁 J 特 种
V 温度
电磁式继电器的主要参数如下：
·额定工作电压：继电器正常工作时加在线圈 上的直流电压或交流电压有效值。它随型号 的不同而不同。
·吸合电压或吸合电流：继电器能够产生吸合 动作的最小电压或最小电流。实际工作电流 略大于吸合电流，实际工作电压不能超过额 定电压的1.5倍。 ·直流电阻：指线圈绕组的电阻值。
开关的主要技术参数
▪ 额定电压：正常工作状态下所能承受的最 大直流电压或交流电压有效值。
▪ 额定电流：正常工作状态下所允许通过的 最大直流电流或交流电流有效值。
▪ 接触电阻：一对接触点连通时的电阻，一 般要求≤20mΩ。
▪ 绝缘电阻：不连通的各导电部分之间的电阻， 一般要求≥100MΩ。
▪抗电强度（耐压）：不连通的各导电部分之 间所能承受的电压，一般开关要求≥100V，电 源开关要求≥500V。
当工作频率超过100kHz时，应该特别注意避免高、低电 平信号的相互串扰。高频同轴电缆与接插件连接时，电缆 的屏蔽层要均匀梳平，内外导体焊接后都要修光，焊点不 宜过大，不允许残留可能引起放电的毛刺。
⑺ 当信号电流小于几个微安时，应该选用密 封型或压力较大的滑动接触式开关。
⑻ 多数接插件一般都设有定位装置以免插错方向， 插接时应该特别注意；对于没有定位装置的接插件， 更应该在安装时做好永久性的接插标志，避免使用 者误操作。
继电器的型号命名与分类 P67
序号 形状特征 产品分类 主称
防护特性
按功率的大小可分为微功率、小功率、中 功率、大功率继电器。按用途的不同可分为 控制、保护、时间继电器等。
第一部分 第二部分
第三部分 第四 第五部分 部分
主称
产品分类
形状特征 序号 防护特性
符 意义 符 意义 符 意 符 意义
号
号
·释放电压或电流：继电器由吸合状态转换为释 放状态，所需的最大电压或电流值，一般为吸 合值的1/10至1/2。
·触点负荷：继电器触点允许的电压、电流值。
一般继电器的触点负荷
功率级别 微功率
触点负荷 <0.2A（接通电 压<28V）
小功率 中功 率
0.5~1A 2~5A
大功率 10~20A
正确选用机电元件
⑵ 特征参数和极限参数
•集电级亮电流ICh； •集电级暗电流ICd；
•最大光电灵敏度的波长λES；
•光电灵敏度E。
常用光电晶体管的典型特征参数如下：
防止磁体失去磁性、结构变形而损坏。 ⑸ 扬声器的长期输入功率不得超过其额定功率。
1.5.3光电器件
• 发光二极管：原理、构造、主要参数 • 数码管：构造原理、主要参数、 • 光电二、三极管：原理、主要参数 • 光电耦合器
1 .光电二极管（Photodiode）
⑴ 光电二极管的结构 和工作原理
电路符号
2、额定阻抗
扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻 抗是指音频为400Hz时，从扬声器输入端测 得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的 1.2~1.5倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗 有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。
3、频率响应
给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音 频信号时，其产生的声压将会产生变化。一般中 音频时产生的声压较大，而低音频和高音频时产 生的声压较小。当声压下降为中音频的某一数值 时的高、低音频率范围，叫该扬声器的频率响应 特性。
能否正确地选用开关及接插件，对于电子产品 可靠性的影响极大，下面是必须考虑的有关问题。
⑴ 应该严格按照使用和维护所需要的电气、 机械、环境要求来选择机电元件。例如，在大电流工作
的场合，选用接插件的额定电流必须比实际工作电流大很多； 在高电压下，要特别注意绝缘材料和触点间隙的耐压程度；插 拔次数多的接插件或开关频度高的开关，应注意其触点镀层的 耐磨情况和弹性元件的屈服限度。
机电元件是利用机械力或电信号实现电路接通、断开或转 接的元件。电子产品中常用的开关、继电器和接插件就属于机 电元件。
它的主要功能有： （1） 传输信号和输送电能； （2）通过金属接触点的闭合或开启，使其所联系的电路接 通或断开。
它的选用： （1） 工作频率 （2） 结构 （3）工作电压 （4）工作电流
理想的扬声器频率特性应为20~20KHz，这样 就能把全部音频均匀地重放出来，然而这是做不 到的。每一只扬声器只能较好地重放音频的某一 部分。
扬声器的测量P19
扬声器的选用
1、额定功率要合适 2、阻抗要匹配
二、传声器
常见的话筒种类有动圈式、晶体式、铝带式、 电容式等，以动圈式和驻极体电容式应用最广 泛。 ⑴ 动圈式传声器
结构
1、原理 2、主要参数 3、性能检测
传声器的原理
• 传声器又叫话筒、拾音器或MIC，是接收声 波并将其转变成对应电信号的声电转换器 件。传声器首先把声能变换成机械能，然 后再把机械能变换成电能，这种能量变换 特性，可以用传声器的灵敏度、频率响应 、指向性、信噪比及失真度等指标来衡量 其性能的优劣。
② 键盘开关
③ 直键开关
④ 波形开关
⑶ 拨动开关 ① 钮子开关
② 拨动开关
3. 其它连接元件 ⑴ 接线柱
⑵ 接线端子
4 . 继电器
继电器是根据输入电信号变化而接通或 断开控制电路、实现自动控制和保护的自动 电器。
从广义的角度说，继电器是一种由电、 磁、声、光等输入物理参量控制的开关。
实物
结
构
驻极体式传声器
3. 选用电声元件的注意事项
⑴ 电声元件应该远离热源: 因为电动式电声元件内大多有磁性材料，如
果长期受热，磁铁就会退磁，动圈与音膜的连 接就会损坏；压电陶瓷式、驻极体式电声元件 会因为受热而改变性能。
⑵ 扬声器应该安装在木箱或机壳内: 电声元件的振动膜是发声、传声的核心部件，
第1章 从工艺的角度认识电子元器 件
1.5电子产品中常用的元器件
教学目标
1．掌握机电元件、电声元件、光电器件的主要技术参数； 2．根据用途进行接插件、开关、继电器及元器件选用，建
立产品的成本、质量意识；
1.5.1 机电元件
1 ）接插件： 接插件的分类：按频率，按外形，按功率，
按使用方法 主要指标 2 ）开关件 主要指标 3 ）机电元件的选用
当处于磁场中的音圈有音频电流通过时， 就产生随音频电流变化的磁场，这一磁场 和永久磁铁的磁场发生相互作用，使音圈 沿着轴向振动
扬声器的主要性能指标
扬声器的主要性能指标有： • 灵敏度 • 频率响应 • 额定功率 • 额定阻抗 • 指向性 • 失真度等参数
1、额定功率
扬声器的标称功率称额定功率、不失真功率 。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大 输入功率，在扬声器的商标、技术说明书上标注 的功率即为该功率值。扬声器的输入功率一般为 额定功率的1／2~2／3倍。
头
⑸ 带状电缆接插件
用于低电压、小电流 场合、主板与硬盘、 软盘驱动器等的连接
⑹ 插针式接插件
民用：如电 视机电源
⑺ D形接插件
⑻ 条形接插件
印制板与导 线的连接
⑼ 音视频接插件
⑽ 直流电源接插件
2.开关
分类 方法
动作 方式 旋
或 结构 转
表1 按机械动作方式或结构分类
按 扳 双列
滑
键
实物
结构
电容式传声器结构及实物外型
（3）驻极体式传声器
驻极体式传声器又叫自极化电容传声
器或预极化电容传声器。这类传声器的构 造与一般的电容式传声器很相似。有所不 同的是它所使用的振动膜片和固定极板的 材料中存在着永久性电荷。这样可省去一 般的电容传声器所必需的极化电压，使传 声器的体积和重量明显减少。驻极体传声 器的结构和实物外观如图5-6所示。
反向电 流与入 射光线 的照度 之间的 关系曲 线
不同照度下 反向电压与 反向电流之 间的关系曲 线
⑵ 特征参数和极限参数
光电灵敏度E：它表示照度增加时，反向电 流增大了多少（单位：nA/lx）。
其他重要的特征参数 ： 最大光电灵敏度波长λES 截止频率fg 耗尽层电容CS
2. 光电晶体管
⑴ 结构和工作原理
工作电压
300~500V
插接
拔插次数较 多、连接点 数少、电流
<1A
螺接
⑵ 矩形接插件
把硬盘，光 驱和磁带驱 动器连接到 PC的硬件接
口
IDE接口
“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”
⑶ 印制板接插件
显卡、声卡 等与主板连
接
⑷ 同轴接插件
工作频率数千兆赫 以上如示波器的探
1.5.2 电声元件
扬声器、耳机 蜂鸣器 传声器
电声元件用于电信号和声音信号之间的 相互转换，常用的有扬声器、耳机、传声器 （送话器、受话器）等。
一、扬声器
扬声器结构和原理
三部分组成： ➢ 振动系统：包括锥形
纸盆、音圈和定心支 片等； ➢ 磁路系统：包括永义 磁铁、导磁板和场心 柱等； ➢ 辅助系统：包括盆架 、接线板、压边和防 尘盖等。