面向航空电子设备的电子线路识图方法探究

海军航空大学航空基础学院 刘晓娣 孙艳丽 毕敬腾

电路图是电子工程界共同的技术语言，是指导设备使用、维修的重要技术资料。阅读电子电路图是电子设备维护人员的一种基本能力，只有看懂了电路图，才能进一步对电路进行测试、维修和分析。因此，具有一定的读图能力，是分析和解决航空电子设备实际问题的基础。

航空电子设备包括通信设备、导航设备、飞行控制设备、雷达设备等，各种电子设备的功能各异，相应的电路图也差别较大。为有效识读航空电子设备电路图，开展面向航空电子设备的电子线路识图方法探究，分析电子线路识图的规律方法，提高电子设备维护人员的识图能力。

1 航空电子设备中主要的电路图种类

电路图的类型主要有示意图、方框图、等效电路图、电原理图、印制电路板图、装配图等，而对于航空电子设备维护人员来说，接触比较多的是示意图、方框图、电原理图。

示意图用于表示各种电子元件在设备中的装配次序、元件之间的正确位置等，又叫分布图，一般在设备维修之后调整与校正时使用。为了便于查询，各个元件和接头的位置一般使用字母或者数字表示。

方框图是将电子设备的各个单元电路用方框的形式表示，并用线段、箭头等将这些方框连接起来，表示电子设备中各个部分之间的相互关系。带箭头的线段一般表示电信号的走向，由此可了解信号在整个系统的传输途径。

电路原理图用于表示电子设备的工作原理，通过元件符号、代号来表示元件实物。它表明了整个电路的结构、各个单元电路的具体情况以及单元电路之间的连接方式。在部分电路原理图中，给出了各个元件的型号、标称值、工作电压等参数。

2 四个步骤把握识图要领

航空电子设备的电路图往往非常庞大且复杂，在识图时应把握要领，循序渐进，否则会困难重重。根据对已有识图方法的分析，面向航空电子设备的电子线路识图通常可从以下四个步骤着手：

（1）辨清出入，明确信号流向。要识读一个电路图，首先得辨清该电路的输入和输出，信号沿电路由输入传输至输出。在电路的方框图中，方框之间用带有箭头的连线连接，通过箭头的方向可以确定信号的流向。如果没有方框图，则可根据以下方法来判断：一般来说，电路的输入在左、输出在右，信号的走向由左到右、由上到下。如果电路中引入反馈，由于反馈电路是将输出信号的一部分或全部引回输入端，反馈电路中信号的走向与主电路相反。

（2）化整为零，分解电路模块。航空电子设备的电路图非常复杂庞大，直接从输入到输出进行识读，难度很大。通常按照电路所实现的功能，以信号的流通方向为线索，把电路分解成若干模块，以降低分析难度。如果电路有方框图，在方框图中每一个方框表示电路的一个模块，根据方框可以将电路划分为若干功能模块；对照方框图中的各功能模块，可将原理图分成若干个功能电路。如果功能电路仍然过于复杂，再对各功能电路按照实现方式划分为若干单元电路。如果仅有原理图，电路分解难度则会增大，需要利用已有的电子技术知识和电路识图经验，根据电路功能实现的基本原理、各类电路的典型特征，将一个复杂的系统电路进行解体分块，比如放大电路中带有晶体管、正弦波振荡器无输入信号、电源电路包含整流变压器和整流二极管等。而电子线路通常利用直流稳压电源供电，若熟悉电源电路模块，将其从电路整体中分离，可大大简化电路。

（3）剖析单元电路，确定功能原理。利用已有的电子线路知识，分析各个单元电路的工作原理和主要功能。虽然电子电路的形式千变万化，所采用的电子元器件有较大差异，但基本电路的组成原则是不变的。掌握具有某类功能的基本电路的结构特征及其特点，会大大提高分析复杂电路的效率。当然，这需要识图者掌握基本的电子技术知识，熟悉典型单元电路组成及功能特点。

（4）统观整体，确定系统的功能与特点。在确定各个单元电路的功能之后，分析各部分电路之间的联系，理解整个电路所实现的功能和性能特点。

在上述四个步骤中，明确信号流向是导引，分解电路模块是关键，剖析单元电路是核心。而要有效对电路进行分解、剖析单元电路，需要识图者掌握元器件主要特性，熟识基本单元电路，才能在实践基础上加深对电路识图方法的理解并融会贯通。

3 三个环节培养识图能力

3.1 基本元器件筑牢基础

电子元器件是组成电子线路的基础。基本元器件包括各类型电阻、电容、电感、二极管、三极管等。由于各类元器件的类型多样，功能特性复杂，适用场合多变，死记硬背易弄混。为帮助理解掌握元器件的符号、特性及典型应用，归纳两种主要方法：

图1 二极管认知电路模块

图2 音频放大电路原理图

（1）兴趣法。基于认知心理学，研制元器件认知板，把元器件实物与符号、基本特性与应用相对应，由具象到抽象再到具象，由特性理论到实用电路，建立完整的电子元器件认知体系。例如，对于二极管，研制二极管认知电路模块（如图1所示），使学生在学习二极管符号的同时能直观看到实物，建立直观认知：由Ⅰ区的半导体数码管使学生看到二极管的应用；由Ⅲ区的红绿蓝三色发光二极管，学生很快能联想到日用的LED灯、五颜六色的节日彩灯等；运用Ⅱ区的电路可分析二极管的单向导电性，电路中两个蜂鸣器分别正反连接两个二极管，通电后一个蜂鸣器发声、另一个不发声，使学生理解二极管在外加正向电压时导通、外加反向电压时截止，同时观察普通二极管外壳上阴阳两极的差异，从而使学生学会通过外形识别二极管的极性。

（2）对比法。对于符号、特性相近或相对的元器件，利用对比法归纳特点。例如三极管的NPN型和PNP型两种类型，符号中箭头指向、静态偏置电压的异，与特性的同；电阻串联阻值变大、并联阻值变小，而电容则恰好相反。

3.2 基本单元电路突破核心

单元电路是由若干电子元器件构成的、具备某一特定功能的基本电路，是组成各类电子线路的核心。要识读电路图，必须熟练掌握基本单元电路的典型结构、基本原理和分析方法。

基本单元电路主要包括基本电压放大电路、运算电路、滤波电路、正弦波振荡器、功率放大电路、直流稳压电源等。在基本单元电路中，元器件的变换、连接方式的改变以及不同基本单元电路的组合，都会实现不同的功能。由于电路的形式多变、功能多样，不可能也没有必要记住所有的电路。在分析基本单元电路时，要抓住关键——每类基本单元电路的典型特征。例如，对于基本放大电路，抓住具有放大功能的核心元件——三极管，对于放大电路的三种组态——共射、共集和共基，则要抓住电路连接的主要特征——共谁谁接交流地。

3.3 实用电路识图训练技能

在掌握基本单元电路的基础上，通过实用电路识图，熟悉基本单元电路在实用电路中的应用、实用电路中元器件连接与布局特征，训练识图实践技能。对于电子设备维护人员来说，实践经验很重要。实际搭接电路或阅读电路图越多，经验越丰富，电路识图能力越强。在实践中，常选用模拟电路系统中的音频放大电路作为初学者电路识图训练的一类电路，如图2所示。在图2中，MIC与R1、RP构成输入级，输入音频信号；Q1、Q2两个三极管构成两级放大电路，作为中间级，实现电压放大；Q3、Q4两个三极管构成互补功率放大电路，作为输出级，驱动扬声器。该类电路包含内容全面、单元电路划分清晰、分析相对容易，对初学者运用识图方法进行识图训练有很大帮助。

通过上述三个阶段，由浅入深、由表及里的层层推进，不断促进电子设备维护人员电路识图能力的提升。

结语：面对复杂的航空电子设备，读懂电路图是电子设备维护人员开展工作的基本前期。只有通过电路图，分析电路的结构与特性，找到个元器件之间的关系与连接方式，才能更好地开展测试、维修和分析等工作。