电子元件知识和无线电波知识
当你打开收音机、录音机或电视时,你可以看到很多密密麻麻的电子元件。其中数量最多的是一种带有引线的小型仿圆柱棒。其中,细的像火柴杆,粗的像小鞭炮。这就是电子电路的主要元件——电阻。
电阻,英文名称resistance,通常缩写为R,是导体的基本性能,与导体的尺寸、材料和温度有关。欧姆定律规定,I=U/R,则R=U/I。电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“”表示。它有这样的定义:当一伏特的电压施加到导体上时,会产生一安培的电流。相应的电阻值。
1.电阻的作用
电阻器的主要功能是阻止电流流动。其实“电阻”是指一种性质,电子产品中通常所说的电阻是指电阻器等元件。师傅对徒弟说:“找一个100欧姆的电阻!”他指的是“阻值”为100欧姆的电阻器,而欧姆通常简称为欧姆。表示电阻器阻值的常用单位包括千欧姆(k)和兆欧姆(M)。电阻在电路中用“R”加数字表示。例如:R15代表编号为15的电阻。电阻在电路中的主要作用是分流、限流、分压、偏置、滤波(与电容配合使用)和阻抗匹配。
2、电阻器的种类
电阻器的种类很多,通常分为三类:固定电阻器、可变电阻器、特殊电阻器。在电子产品中,固定电阻器应用最为广泛。固定电阻器根据其制造材料可以分为很多类别,但常用和常见的是RT型碳膜电阻器、RJ型金属膜电阻器、RX型线绕电阻器以及已广泛使用的贴片电阻器最近几年。型号命名很有规律,R代表电阻,T——碳膜,J——金属,X——线绕,是拼音的第一个字母。在老式的国产电子产品中,经常可以看到涂有绿色油漆的电阻器,即RT型。红色电阻为RJ型。一般老式电子产品中,多采用绿色电阻。为什么?这就涉及到产品成本的问题,因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好,但制造成本也很高,而碳膜电阻特别便宜,可以满足民用产品的要求。
当然,电阻器也有额定功率。最常见的是1/8瓦“色环碳膜电阻”,在电子产品和电子生产中最常用。当然,在一些微型产品中,使用的是1/16瓦的电阻,这个电阻要小得多。然后是微型片式电阻器,它是片式元件家族的一员。以前多见于进口微型产品,但现在电子爱好者也可以购买它们并将其用作无线窃听器。
三、电阻器主要技术参数
电阻的参数标识:电阻的单位为欧姆(),放大倍数单位为:千欧(K)、兆欧(M)等。
换算方法为:1兆欧=1,000千欧=1,000,000欧姆
电阻器参数的标注方法有直接标注法、颜色标注法和数字标注法三种。
数字缩放法主要用于贴片等小体积电路,例如:
472表示47102(即4.7K); 104表示10104=100K·
色环标记法是最常用的。举例如下: 四色环电阻和五色环电阻(精密电阻)
这些直接标记的电阻器可以让您在购买新电阻器时轻松识别规格。但在组装电子产品时,必须考虑到日后维修的方便性,并将标记面放置在容易看到的地方。所以弯曲脚的时候要特别注意。在手工组装中,这个额外的工序并不是什么大问题,但自动生产线上的机器就没有那么智能了。而且,电阻元件变得越来越小,使得直接标记变得难以看到。因此国际上普遍采用“色环标注法”。事实上,“色环电阻”占据了电阻元件的主流地位。 “色环电阻”,顾名思义,就是利用电阻器上不同颜色的环来代表电阻规格。有的用4个色环来表示,有的用5个色环来表示,有什么区别吗?是的。 4环电阻器,通常是碳膜电阻器,用3个色环代表阻值,1个色环代表误差。五环电阻一般为金属膜电阻。为了更好的表达精度,用4个色环代表电阻值,另一个色环也代表误差。
色环电阻的规则是最后一个环代表错误。对于四环电阻来说,前两环代表有效值,第三环代表功率乘以。不要害怕,只要记住颜色和数字,就可以了。这里有一个秘密:面对色轮电阻,找到金色或银色的一端,将其指向下方,然后从头开始读取色轮。比如第一环是棕色,第二环是黑色,第三环是红色,第四环是金色,那么它的电阻值为1、0,第三环就是加零的个数。这给电阻器加了2个零,所以它的实际电阻是1000,即1k。
4、可变电阻
可变电阻器也称为电位器。电子设备上的音量电位器是一个可变电阻。但一般认为电位器可以手动调节,而可变电阻一般较小,安装在电路板上,不经常调节。可变电阻器有三个引脚,其中两个引脚之间的电阻值是固定的,这个电阻值称为可变电阻器的阻值。第三个引脚与任意两个引脚之间的电阻值会随着轴臂的旋转而变化。这样就可以调节电路中的电压或电流,从而达到调节的效果。
5、特殊电阻器
光敏电阻:是一种电阻值随外界光线强度(明暗)而变化的元件。光线越强,电阻值越小,光线越弱,电阻值越大。如果将光敏电阻的两个引脚连接到万用表的表笔上,用万用表的R1k挡测量不同光照条件下光敏电阻的阻值:将光敏电阻从黑暗的抽屉移到阳光或灯光下,万用表读数将会改变。在完全黑暗的情况下,光敏电阻的阻值可达几兆欧以上(万用表指示阻值无穷大,即指针不动),而在强光照射下,阻值可降至几千欧甚至1千欧以下。利用这一特性,可以制作各种光控小电路。事实上,街上的大多数路灯都是由光控开关自动控制的。其中重要元件之一是光敏电阻(或光电晶体管,一种具有类似功能和放大作用的半导体元件)。光敏电阻是通过在陶瓷基体上沉积一层硫化镉(CdS)薄膜制成的。它实际上是一个半导体元件。新村的声控楼道灯白天不会亮,因为光敏电阻在工作。我们可以用它来制作在黎明时分鸣叫的电子鸡。
热敏电阻:是一种特殊的半导体器件,其电阻值随其表面温度的变化而变化。最初是为了使电子设备在不同的环境温度下正常工作,称为温度补偿。新的电脑主板具有CPU温度测量和超温报警功能,这些功能都使用热敏电阻。
电阻器
镊子中的电阻
第2节电容器
在我们周围的物质世界中,每个人都可以看到很多容器,比如粮仓、油缸、杯子等。在无线电设备中,有一种独特的容器可以存储电荷,我们称之为电容器。
电容器是电子生产中的主要元件之一。电子生产中会用到各种各样的电容器,它们在电路中发挥着不同的作用。与电阻器类似,它通常被称为电容器,用字母C表示。顾名思义,电容器是“存储电荷的容器”。电容器的种类虽然很多,但其基本结构和原理是相同的。当两块非常靠近的金属被某种物质(固体、气体或液体)隔开时,就形成了电容器。两块金属称为板材,中间的材料称为介质。电容器也分为固定容量和可变容量。但最常见的是定容量电容器,最常见的是电解电容器和陶瓷电容器。
一、电容器的作用
电容器的主要特性是阻断直流和交流。电容器是由两片靠得很近并由绝缘材料隔开的金属膜组成的元件。在电子电路中,电容器用于通过交流来阻挡直流,还用于存储和释放电荷,以充当滤波器并平滑脉动信号的输出。小容量电容器通常用于高频电路,例如收音机、发射机和振荡器。大容量电容器通常用于过滤和存储电荷。还有另一个特点。一般1F以上的电容为电解电容,1F以下的电容多为陶瓷电容。当然还有其他的,比如独石电容、涤纶电容、小容量云母电容等。电解电容有一个铝壳,里面充满电解液,引出两个电极,分别为正极(+)和负极( -) 两极。与其他电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他电容器则没有极性。
将电容器的两个电极分别连接到电源的正极和负极。即使一段时间后断开电源,两个引脚之间仍然会有残余电压(您可以按照教程使用万用表观察)。我们说电容器存储了电荷。电容器极板之间建立电压并积累电能。这个过程称为电容器的充电。充电的电容器两端具有一定的电压。将电容器中存储的电荷释放到电路的过程称为电容器的放电。
举个现实生活中的例子,我们看到市售的整流电源拔掉后,上面的发光二极管会持续亮一段时间,然后逐渐熄灭,因为里面的电容已经储存了电能提前然后释放它。当然,这个电容原本是用来滤波的。至于电容滤波,不知道大家有没有用整流电源听随身听的经历。一般劣质电源出于节省成本的考虑,会使用较小容量的滤波电容,从而导致耳机出现嗡嗡声。这时可以在电源两端接一个较大容量的电解电容(1000F,注意正极对正极),一般可以提高效果。滤波电容越大,输出电压波形越接近直流,而大电容的储能作用可以让电路有足够的能量将突然的大信号转换成强大的音频输出。这时,大电容的作用有点像水库,让原本湍急的水流顺利输出,保证了下游大量水的供应。
在电子电路中,电流仅在电容器充电过程中流动。充电过程完成后,电容器不能通过直流电,在电路中起到“直流隔离”的作用。在电路中,电容器常用于耦合、旁路、滤波等,都是利用其“通交流、阻直流”的特性。那么为什么交流电可以通过电容器呢?我们先来看看交流电的特性。交流电不仅来回改变方向,而且其大小也有规律地变化。电容器与交流电源相连,电容器不断地充电和放电,电路中就会流过与交流电源变化规律一致的充电电流和放电电流。
电容器的大小代表了可以存储的电能的大小。电容器对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。
2、电容器的分类
电容器有多种类型。按其结构分为固定电容器、可变电容器和微调电容器。电容器的电性能和用途在很大程度上取决于所使用的电介质。按介质分类有:电解电容器、陶瓷电容器、纸质电容器、油浸电容器、薄膜电容器、贴片电容器、独石电容器、钽电容器等。以及涤纶电容等
三、电容器主要技术参数
1、电容器在电路中一般用“C”加数字表示(例如C25代表编号为25的电容器)。
2、识别方法:电容器的识别方法与电阻器基本相同,分为直接标记法、颜色标记法和数字标记法三种。电容的基本单位以法拉(F)表示,其他单位包括:毫法拉(mF)、微法拉(uF)、纳法拉(nF)和皮法拉(pF)。
其中:1F=103mF=106uF=109nF=1012pF。大容量的电容的容量值直接标注在电容上,如10uF/16V。小容量的电容器的电容值是用电容器上的字母或数字来表示的。
字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF
数值表示:用三位数字表示容量,前两位表示有效数字,第三位数字为放大倍数,单位一般为pF。例如:102表示10102PF=1000PF 224表示22104PF=0.22 uF
3、故障特征
在实际维护中,电容器故障主要表现为:
(1)引脚腐蚀造成开路故障。
(2)由于脱焊、虚焊造成的开路故障。
(3)漏液可能导致容量小或开路故障。
(4)漏电、严重漏电、击穿故障。
5、耐压问题
电容器的选择涉及很多问题。首先是抗压问题。如果施加在电容器两端的电压超过其额定电压,电容器就会被击穿而损坏。一般电解电容的耐压分为6.3V、10V、16V、25V、50V等。
贴片电容
白色背景上的电容器
第三节电感器
电感器是指电感线圈和各种变压器,在电路中能产生电磁转换,是电子电路中的重要元件之一。它可以与电阻、电容、晶体管等元件适当组合,构成放大器、振荡器等功能电路。
虽然电感器在电子制造中使用不多,但在电路中同样重要。我们认为,电感和电容一样,也是一种储能元件,可以将电能转化为磁场能量,并将能量储存在磁场中。电感器用符号L表示,其基本单位为亨利(H),常用单位为毫亨(mH)。它常与电容器配合构成LC滤波器、LC振荡器等。此外,人们还利用电感器的特性来制造扼流圈、变压器、继电器等。
电感器在电路中常用“L”加数字来表示。例如,L6代表编号为6的电感。
电感线圈是通过将绝缘线绕在绝缘框架上一定匝数而制成的。
直流电可以通过线圈,直流电阻就是导线本身的电阻,电压降很小;当交流信号通过线圈时,线圈两端会产生自感电动势。自感电动势的方向与外部电压的方向相反,阻碍通信。通,所以电感的特性是通直流,阻交流。频率越高,线圈阻抗越大。电感器可以与电路中的电容器组成振荡电路。
电感器一般有直接标记法和颜色标记法。颜色标记方法与电阻器类似。例如:棕色、黑色、金色、金色代表1uH的电感(误差5%)。
电感的基本单位是:亨利(H)。换算单位为:1H=103mH=106uH。
1、电感器的作用
电感器的特性与电容器正好相反。具有阻止交流电通过、允许直流电通过的功能。
特征。
小型收音机上有很多电感线圈,几乎都是用漆包线绕制的空心线圈或绕在骨架磁芯或铁芯上制成。有天线线圈(用漆包线绕在磁棒上制成)、中频变压器(俗称中频变压器)、输入输出变压器等。
变压器:由铁芯和绕在绝缘框架上的铜线圈组成。绝缘铜线缠绕在塑料框架上,每个框架需要缠绕两组输入和输出线圈。线圈之间用绝缘纸隔开。绕完后,将许多芯片插入塑料框架的中间。这可以显着增加线圈的电感。变压器利用电磁感应原理将电能从一个绕组传输到另一个绕组。变压器在电路中具有重要的作用:耦合交流信号,阻断直流信号,并能改变输入输出电压比;利用变压器很好地匹配电路两端的阻抗,以获得最大的传输信号功率。
电源变压器将高压电转换成民用市电,我们很多电器都是采用低压直流电源。需要电源变压器将220V交流市电变换为低压交流电,再经二极管整流、电容滤波,形成直流供电工作。电视显像管工作需要几万伏电压,由“行输出变压器”提供。
当然,电力变压器也有很多缺点,如功率与体积成正比、笨重、效率低等,现在正被新型“电子变压器”所取代。电子变压器一般都是“开关电源”。计算机运行所需的多组电压由开关电源提供。开关电源无一例外地应用于彩电和显示器中。
继电器:是一种电子机械开关。它采用漆包铜线在圆形铁芯上缠绕数百至数千圈。当电流流过线圈时,圆形铁芯产生磁场,磁场拉动圆形铁芯上的带子。带有接触片的铁板被吸住,使其断开第一个触点并接通第二个开关触点。当线圈断电时,铁芯失去磁性。由于接触铜片的弹性作用,铁片离开铁芯并恢复与第一触点的连接。因此,可以用很小的电流来控制其他电路的开关。整个继电器有塑料或有机玻璃防尘罩保护,有的还采用全密封,防止触电和氧化。
环形电感线圈
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第四节电声器件
简单来说,电声器件就是将电信号转换为声信号或将声信号转换为电信号的器件。也可以说它可以将电能和声能相互转换,因此电声器件也常被称为“换能器”。常见的电声器件包括扬声器、耳机和驻极体麦克风。
1. 扬声器
扬声器,俗称喇叭,是收音机、录音机和音响设备的重要部件。常见的扬声器有动圈式、簧片式和压电式扬声器,但最常用的扬声器是动圈式扬声器(也称为电动扬声器)。动圈式扬声器分为内磁式和外磁式。由于外磁式较便宜,因此通常使用外磁式较多。当音频电流通过音圈时,音圈产生随音频电流变化的磁场。它在永磁体的磁场中时而吸引,时而排斥,使纸盆振动并发出声音。
电路图中扬声器的符号非常直观。大多数音频扬声器需要高功率和高保真度。为了完美再现声音,扬声器分为专用的低音、中音和高音,各司其职。低音扬声器的纸盆不再由单一材料制成。布边、尼龙边、橡胶边等音箱出现,使纸盆更有弹性,低音更丰富。号角扬声器和球顶高音扬声器使高音更加清晰。还有一种将高低音扬声器结合在一起的全频扬声器。
音箱一般都标有标称功率和标称阻抗值,如0.25W 8。一般认为,扬声器的直径越大,标称功率就越大。使用时最好不要超过标称功率太多,以免损坏。用万用表R1电阻档测试扬声器。如果有嘎嘎声,则说明基本工作正常。测得的电阻值为直流电阻值,比标称阻抗值小,属于正常现象。
还有一种压电陶瓷片,它也是一种发声元件。它利用压电效应进行工作,既可用作发声组件,又可用作受声组件。而且它很便宜,是生日贺卡上的发声部件。压电陶瓷片是在圆形铜基板上涂覆一层约1mm厚的压电陶瓷,然后在陶瓷表面沉积一层银涂层。银涂层和铜基板是它的两个电极。压电陶瓷有一个奇妙的特性——压电效应:如果将其弯曲,其表面就会出现不同类型的电荷。如果向相反方向弯曲,则电荷的极性将相反。奇妙的是,如果对压电陶瓷片的两个电极施加一定的电压,它就会弯曲。当电压方向改变时,弯曲方向也会改变。
利用压电效应,有声电和电声转换两用装置,可用作麦克风:对压电陶瓷片说话,受声波振动而前后弯曲。当然,人眼是可以辨别的,如果没有这种弯曲,压电陶瓷片的两个电极处就会有音频电压输出。相反,当一定的音频电压加在压电陶瓷片的两极上时,随着音频电压的极性和大小不断变化,压电陶瓷片就会产生相应的弯曲运动,推动空气形成声音。这时,它就会变成喇叭。
压电陶瓷片作为电子元件,新买的时候是不带引线的,需要自己焊接。一般采用多股软线,端部先剥皮、镀锡。焊接要求速度快、焊点小,否则容易损坏压电陶瓷片娇嫩的镀银层。
还有一种广泛应用于BP机和小闹钟的蜂鸣器,本质上是电磁式的。
麦克风有电容式、动圈式等。常用的卡拉OK麦克风一般都是动圈式。事实上,它们是动态扬声器的响应。电子制作中常用的麦克风是驻极体电容麦克风。价格很便宜(一元左右一个),音质还不错,体积也小。
第五节晶体二极管
1、晶体二极管的特性
半导体是一种具有特殊性质的物质。它不像导体那样完全导电,但也不能像绝缘体那样导电。它介于两者之间,因此被称为半导体。半导体中最重要的两种元素是硅(发音为“gui”)和锗(发音为“zhe”)。我们经常听说美国硅谷,因为那里最初有很多半导体制造商。
二极管应该算是半导体器件家族中最古老的成员。很久以前,人们热衷于组装一种矿物收音机来收听无线电广播。这种矿物后来被制成晶体二极管。
二极管最明显的特性是其单向导电性,这意味着电流只能从一侧通过,而不能从另一侧(从正极到负极)通过。我们用万用表测量常见的1N4001硅整流二极管。当红表笔接到二极管的阳极,黑表笔接到二极管的阴极时,表针会移动,表明可以导电。然后将黑表笔连接到二极管的正极,红表笔连接到二极管的负极。此时万用表的指针根本不动或仅偏转一点,说明导电不良。
晶体二极管在电路中常用“D”加数字来表示,如:D5代表编号为5的二极管。主要有玻璃封装、塑料封装和金属封装。二极管有两个电极,分为正极和负极。极性通常标注在二极管的外壳上。大多数时候用不同颜色的圆环来代表负极,有的直接标上“-”号。高功率二极管通常采用金属封装,并有一个螺母将其固定在散热器上。
利用二极管的单向导电性,二极管常被用作整流器,将交流电转变为直流电,即只允许交流电的正半周(或负半周)通过,然后接一个电容用来对其进行滤波,形成平滑的直流电。其实很多电器的供电部分都是这样的。二极管还用作检测器来“检测”高频信号中的有用信号。老式收音机中会有一个“检波二极管”,通常采用2AP9型锗管。
2、二极管的种类
二极管有多种类型。在电子生产中,经常使用以下二极管:用于稳压的齐纳二极管、用于数字电路的开关二极管、用于调谐的变容二极管以及光电二极管等,最常见的是发光二极管。
发光二极管在日常电器中随处可见。它们可以发出红、绿、黄三种颜色的光,有直径为3mm、5mm和25mm的矩形。与普通二极管一样,发光二极管也是由半导体材料制成,具有单向导电的特性,即只有连接到相反的极性时才能发光。发光二极管符号比普通二极管多了两个箭头,表明它可以发光。通常采用发光二极管来指示电路的工作状态。它们比小灯泡消耗的电力少得多,并且使用寿命更长。发光二极管还可用于形成电子显示器。证券交易所的显示屏都是由LED点阵组成的,只是因为各种颜色都是由红、绿、蓝组成的,而蓝色发光二极管之前还没有大量使用。它的产生,所以普通的电子显示屏无法显示真实的色彩。
发光二极管的发光颜色一般与其本身的颜色相同,但近年来出现了透明发光管,它还可以发出红、黄、绿等多种颜色的光,可以只有通电后才知道。识别发光二极管正负极的方法有实验法和目视法。实验方法是通电,看是否能发光。如果不发光,则极性错误或发光管损坏。
注意,发光二极管是电流型器件。虽然其两端直接接3V电压时可以发光,但很容易损坏。实际使用时,必须串联限流电阻。根据型号不同,工作电流一般为1mA。至3OmA。另外,由于发光二极管的导通电压一般在1.7V以上,1.5V的电池无法点亮发光二极管。同样,一般万用表的R1量程至R1K量程无法测试发光二极管,而R10K量程可以点亮部分LED,因为它使用15V电池。
用眼睛观察发光二极管,可以发现里面有一大一小两个电极。一般来说,较小且较短的电极是发光二极管的正极,较大的电极是其负极。如果是新买的发光管,较长的引脚就是正极。
LED二极管
二极管
白色背景上的功率二极管
3、二极管的作用
二极管的主要特点是单向导电,即在正向电压作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下,导通电阻极大或无穷大。常用于整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、FM调制和噪声抑制等电路中。电话机中使用的晶体二极管按功能可分为:整流二极管(如1N4004)、隔离二极管(如1N4148)、肖特基二极管(如BAT85)、发光二极管、稳压二极管等。
4、使用二极管时的注意事项
1、识别方法:二极管的识别非常简单。小功率二极管的N极(负极)大多在二极管表面用色环标记。有些二极管还使用特殊的二极管符号来表示P极(正极)或N极。 (负极),还有标记为“P”和“N”的符号来确定二极管的极性。发光二极管的正负极可以通过引脚的长度来识别。长针为正极,短针为负极。
2、测试注意事项:用数字万用表测量二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极。此时测得的电阻是二极管的正向导通电阻,与指针式不同。万用表表笔的连接方法正好相反。
5. 齐纳二极管
齐纳二极管在电路中常用“ZD”加数字来表示。例如:ZD5 表示编号为5 的齐纳二极管。
1、稳压二极管的稳压原理:电路中稳压二极管的正负极反接。特点是击穿后两端电压基本保持不变。这样,当稳压管接入电路时,如果由于电源电压波动或其他原因导致电路中各点电压发生变化,则负载两端的电压将基本保持不变。
2、故障特征:稳压二极管的故障主要表现为开路、短路、电压值不稳定。这三类故障中,前者表现为电源电压升高;后者表现为电源电压升高。后两种故障表现为电源电压低至零伏或输出不稳定。
6.变容二极管
变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容可随外加反向电压的变化而变化的原理而专门设计的特殊二极管。变容二极管主要应用于移动电话或无绳电话中固定电话的高频调制电路中,将低频信号调制为高频信号然后进行传输。工作状态下,变容二极管的调制电压一般加在负极,使得变容二极管的内部结电容随着调制电压的变化而变化。
变容二极管失效时,主要表现为漏电或性能不良:
(1)当发生泄漏时,高频调制电路将无法工作或调制性能恶化。
(2)当变容二极管性能恶化时,高频调制电路工作不稳定,导致调制后的高频信号发送到对方后被对方接收后失真。当出现上述情况之一时,应更换同型号的变容二极管。
第六节晶体管
半导体晶体管也称为晶体晶体管。可以说它是电子电路中最重要的器件。其主要功能是电流放大和开关。三极管,顾名思义,有三个电极。二极管由一个PN结构制成,而三极管由两个PN结构制成,公共电极成为三极管的基极(用字母b表示)。另外两个电极成为集电极(由字母c表示)和发射极(由字母e表示)。由于组合方式不同,一种是NPN型晶体管,另一种是PNP型晶体管。
1、晶体管的分类
晶体管有多种分类。按结构可分为点接触式和面接触式;按生产工艺可分为合金型、扩散型和平面型。然而,最常用的分类是从应用的角度。按工作频率分为低频三极管、高频三极管和开关三极管;按工作频率可分为小功率三极管、中功率三极管和大功率三极管;按其导电类型可分为PNP型和NPN型;按组成材料可分为锗管和硅管。
不同型号的三极管有不同的用途。晶体管大多采用塑料或金属封装。大的就很大,小的就很小。晶体管有两种电路符号:带箭头的电极为发射极,箭头朝外的是NPN型晶体管,箭头朝内的是PNP型。事实上,箭头所指的方向就是电流的方向。 NPN型和PNP型这两种类型的晶体管在工作特性方面可以互补。 OTL电路中所谓的一对晶体管就是PNP型和NPN型的一对。电话机常用的PNP晶体管有:A92、9015等型号; NPN晶体管包括:A42、9014、9018、901
3、9012等型号。 晶体三极管在电路中常用“VT”加数字表示,如:VT17表示编号为17的三极管。 二、三极管的作用 三极管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是基极电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。 三极管还可以作电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器。 晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用,三、三极管的标识 电子制作中常用的三极管有90××系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。 我国生产的晶体管有一套命名规则,我们最好还是了解一下: 第一部分的3表示为三极管。 第二部分表示器件的材料和结构,A:PNP型锗材料 B:NPN型锗材料 C:PNP型硅材料 D:NPN型硅材料 第三部分表示功能,U:光电管 K:开关管 X:低频小功率管 G:高频小功率管 D:低频大功率管 A:高频大功率管。 另外,3DJ型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。 四、在线工作测量 在实际维修中,三极管都已经安装在线路板上,要每只拆下来测量实在是一件麻烦事,并且很容易损坏电路板 在白色背景上的功率晶体管的集 第七节 场效应晶体管放大器 1、场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点,因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效应管做整个电子设备的输入级,可以获得一般晶体管很难达到的性能。 2、场效应管分成结型和绝缘栅型两大类,其控制原理都是一样的。 3、场效应管与晶体管的比较 (1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。 (2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是既有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。 (3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。 (4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。 第八节 可控硅 可控硅也称作晶闸管,它是由PNPN四层半导体构成的元件,有三个电极,阳极A,阴极K和控制极G 。 可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。 可控硅分为单向的和双向的,符号也不同。单向可控硅有三个PN结,由最外层的P极和N极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的P极引出一个控制极。 单向可控硅有其独特的特性:当阳极接反向电压,或者阳极接正向电压但控制极不加电压时,它都不导通,而阳极和控制极同时接正向电压时,它就会变成导通状态。一旦导通,控制电压便失去了对它的控制作用,不论有没有控制电压,也不论控制电压的极性如何,将一直处于导通状态。要想关断,只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。 双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列(电极引脚向下,面对有字符的一面时)。加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时,就能改变其导通电流的大小。 与单向可控硅的区别是,双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时,其导通方向就随着极性的变化而改变,从而能够控制交流电负载。而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通,所以可控硅有单双向之分。 电子制作中常用可控硅,单向的有MCR-100等,双向的有TLC336等。 第九节 集成电路 集成电路是一种采用特殊工艺,将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件,英文缩写为IC,也俗称芯片。集成电路是六十年代出现的,当时只集成了十几个元器件。 后来集成度越来越高,也有了今天的P-Ⅳ。 集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派别,而具体功能更是数不胜数,其应用遍及人类生活的方方面面。集成电路根据内部的集成度分为大规模中规模小规模三类。其封装又有许多形式。“双列直插”和“单列直插”的最为常见。消费类电子产品中用软封装的IC,精密产品中用贴片封装的IC等。 对于CMOS型IC,特别要注意防止静电击穿IC,最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用IC也要注意其参数,如工作电压,散热等。数字IC多用+5V的工作电压,模拟IC工作电压各异。 集成电路有各种型号,其命名也有一定规律。一般是由前缀、数字编号、后缀组成。前缀表示集成电路的生产厂家及类别,后缀一般用来表示集成电路的封装形式、版本代号等。常用的集成电路如小功率音频放大器LM386就因为后缀不同而有许多种。LM386N是美国国家半导体公司的产品,LM代表线性电路,N代表塑料双列直插。 集成电路型号众多,随着技术的发展,又有更多的功能更强、集成度更高的集成电路涌现,为电子产品的生产制作带来了方便。在设计制作时,若没有专用的集成电路可以应用,就应该尽量选用应用广泛的通用集成电路,同时考虑集成电路的价格和制作的复杂度。在电子制作中,有许多常用的集成电路,如NE555(时基电路)、LM324(四个集成的运算放大器)、TDA2822(双声道小功率放大器)、KD9300(单曲音乐集成电路)、LM317(三端可调稳压器)等。 DIP IC [Dual Inline Package Integrated Circuit]. 第十节 三端稳压IC 电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。故名思义,三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管,TO-220的标准封装,也有9013样子的TO-92封装。 用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。 78/79系列三端稳压IC有很多电子厂家生产,80年代就有了,通常前缀为生产厂家的代号,如TA7805是东芝的产品,AN7909是松下的产品。有时在数字78或79后面还有一个M或L,如78M12或79L24,用来区别输出电流和封装形式等,其中78L系列的最大输出电流为100mA, 78M系列最大输出电流为1A,78系列最大输出电流为1.5A。塑料封装的稳压电路具有安装容易、价格低廉等优点,因此用得比较多。 79系列除了输出电压为负,引出脚排列不同以外,命名方法、外形等均与78系列的相同。 因为三端固定集成稳压电路使用方便,电子制作中经常采用,可以用来改装分立元件的稳压电源,也经常用作电子设备的工作电源。 注意三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错,不然容易烧坏。一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为2V,否则不能输出稳定的电压,一般应使电压差保持在4-5V,即经变压器变压,二极管整流,电容器滤波后的电压应比稳压值高一些。 在实际应用中,应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器(当然小功率的条件下不用)。当稳压管温度过高时,稳压性能将变差,甚至损坏。 当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源,通常采用几块三端稳压电路并联起来,使其最大输出电流为N个1.5A,但应用时需注意:并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品,以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的余量,以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。 第十一节 语音集成电路 电子制作中经常用到音乐集成电路和语言集成电路,一般称为语言片和音乐片。它们一般都是软包封,即芯片直接用黑胶封装在一小块电路板上。语音IC一般还需要少量外围元件才能工作,它们可直接焊到这块电路板上。 别看语音IC应用电路很简单,但是它确确实实是一片含有成千上万个晶体管芯的集成电路。其内部含有振荡器、节拍器、音色发生器、ROM、地址计算器和控制输出电路等。音乐片内可存储一首或多首世界名曲,价格很便宜,几角钱一片。音乐门铃都是用这种音乐片装的,其实成本很低。 不同的语言片内存储了各种动物的叫声,简短语言等,价格要比音乐片贵些。但因为有趣,其应用越来越多。会说话的计算器、倒车告警器、报时钟表等。语音电路尽管品种不少,但不能根据用户随时的要求发出声音, 因为商品化的语音产品采用掩膜工艺,发声的语音是做死的,使成本得到了控制。 一般语音集成电路的生产厂家都可以特别定制语音的内容,但因为要掩模,要求数量千片以上。近年来出现的OTP语音电路解决了这一问题。OTP就是一次性可编程的意思,就是厂家生产出来的芯片,里面是空的,内容由用户写入(需开发设备),一旦固化好,再也不能擦除,信息也就不会丢失。它的出现为开发人员试制样机提供了方便,特别适合于小批量生产。 业余制作采用可录放的语言电路是十分方便的,UM5506、ISD1400、ISD2500等,外围元件极少。我第一次知道可录放语音集成电路,是在九几年的无线电杂志上,记得那时是UM5101和T6668,都是用41256等DRAM的。那时多想有那么一套,不用磁带就可以录音的怪物,还能在放音时随意变调呢。早期的数码留言机也用它们,由于使用DRAM,如果没有后备电池,一旦断电后,所有的信息都会丢失。 现在采用EEPROM的语音电路大大方便了电子爱好者,它随录随放,不怕掉电,使用方便,外围元件少。只是价格较贵些,每秒钟成本约1元人民币。这类语音录放集成电路首推(美国)ISD公司的ISD系列。国内、台湾都有厂家生产兼容的芯片及软包封的芯片、模块,但从结构来看,猜想来自于ISD。 t-grid-mode:char'>集成电路型号众多,随着技术的发展,又有更多的功能更强、集成度更高的集成电路涌现,为电子产品的生产制作带来了方便。在设计制作时,若没有专用的集成电路可以应用,就应该尽量选用应用广泛的通用集成电路,同时考虑集成电路的价格和制作的复杂度。在电子制作中,有许多常用的集成电路,如NE555(时基电路)、LM324(四个集成的运算放大器)、TDA2822(双声道小功率放大器)、KD9300(单曲音乐集成电路)、LM317(三端可调稳压器)等。 第十二节 数字集成电路 数字集成电路产品的种类很多种。数字集成电路构成了各种逻辑电路,如各种门电路、编译码器、触发器、计数器、寄存器等。它们广泛地应用在生活中的方方面面,小至电子表,大至计算机,都是有数字集成电路的身影。 结构上,可分成TTL型和CMOS型两类。74LS/HC等系列是最常见的TTL电路,它们使用5V的电压,逻辑“0”输出电压为小于等于0.2V,逻辑“1”输出电压约为3V。CMOS数字集成电路的工作电压范围宽,静态功耗低,抗干扰能力强,更具优点。数字集成电路有个特点,就是它们的供电引脚,如16脚的集成电路,其第8脚是电源负极,16脚是电源正极;14脚的,它的第7脚是电源的正极。 通常CMOS集成电路工作电压范围为3-18V,所以不必像TTL集成电路那样,要用正正好好的5V电压。CMOS集成电路的输入阻抗很高,这意味着驱动CMOS集成电路时,所消耗的驱动功率几乎可以不计。同时CMOS集成电路的耗电也非常的省,用CMOS集成电路制作的电子产品,通常都可以用干电池供电。 CMOS集成电路的输出电流不是很大,大概为10mA左右,但是在一般的电子制作中,驱动一个LED发光二极管还是没有问题的。此外,CMOS集成电路的抗干扰能力也较强,即行话(专业术语)所说的噪声容限较大,且电源电压越高,抗干扰能力越强。 电子制作中常用的数字集成电路有4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066等型号,建议多买些备用。市场上的数字集成电路进口的较多,产品型号的前缀代表生产公司,常见的有MC1XXXX(摩托罗拉)、CDXXXX(美国无线电RCA)、HEFXXXX(飞利普)、TCXXXX(东芝)、HCXXXX(日立)等。一般来说,只要型号相同,不同公司的产品可以互换。 需要注意的是,CMOS集成电路容易被静电击穿,因此需要妥善保存。一般要放在防静电原包装条中,或用锡箔纸包好。另外焊接的时候,要用接地良好的电烙铁焊,或者索性拔掉插头,利用余热焊接。不过说实话,现在的CMOS集成电路因为改进了生产工艺,防静电能力都有很大提高,不少人都不太注意为CMOS集成电路防静电,IC却也活着。 第十三节 模拟集成电路 模拟集成电路被广泛地应用在各种视听设备中。收录机、电视机、音响设备等,即使冠上了“数码设备”的好名声,却也离不开模拟集成电路。 实际上,模拟集成电路在应用上比数字集成电路复杂些。每个数字集成电路只要元器件良好,一般都能按预定的功能工作,即使电路工作不正常,检修起来也比较方便,1是1,0是0,不含糊。模拟集成电路就不一样了,一般需要一定数量的外围元件配合它工作。那么,既然是“集成电路”,为什么不把外围元件都做进去呢?这是因为集成电路制作工艺上的限制,也是为了让集成电路更多地适应于不同的应用电路。 对于模拟集成电路的参数、在线各管脚电压,家电维修人员是很关注的,它们就是凭借这些判断故障的。对业余电子爱好者来说,只要掌握常用的集成电路是做什么用的就行了,不常用的集成电路要用时去查找相关的资料。 许多电子爱好者都是从装收音机、音响放大器开始的,用集成电路装,确实是一种乐趣。相信大家对这两者也都感兴趣。装的收音机有两种,一是AM中波的,通常用CIC7642、TA7641集成块装。另一种是FM调频的,通常要求具有一定的水平,用TDA7010、TDA7021、TDA7088,CXA1019(CXA1191)、CXA1238等。这些集成块也是收音机厂商所采用的经典IC。 CIC7642外形象一个9013,仅三个引脚,工作于1.5V下,其内部集成了多个三极管,用于组装直放式收音机,而且极易成功,因此许多电子入门套件少不了它。其兼容型号为MK484、YS414,许多进口的微型收音机、电子表收音机都用。 TA7641P装出来的收音机为超外差式,性能要好,但是因为有中周,制作调试都有点复杂,如果能买到套件组装,那也不算麻烦(照着指示把元件焊到电路板上就行啦)。TDA7000系列是飞利普公司的产品。TDA7010T,TDA7021T,TDA7088T三者有个后缀T,表示是微型贴片封装的。TDA7088T是可以用变容管和电位器实现电调谐的。 CXA1019是索尼公司生产的, CXA1191是它的改进型号,它们被称为单片AM/FM收音集成电路,因为一片IC包含了从高频放大、本振到中频放大、低频(音频)放大的所有功能。CXA1238是AM/FM立体声收音集成电路,它不包括音频放大器,但有立体声解码功能,通常用于WALKMAN收放机等。这里有个知识,就是CXA的收音IC同一型号有三种不同的大小(即后缀M型为贴片封装,S型为小型封装,P型为DIP封装)。 傻瓜功放是一种厚膜集成电路,其实不过是把各分立元件封装在一起,只有输入引脚用来接音源,输出引脚接音箱,以及电源引脚,方便了使用。此外,还有TDA2822、LM386等的小功率音频放大器,在电池供电的产品中作功放。用它们也可做有源音箱,廉价的有源音箱就用它们。 第十四节 电 池 电池的历史非常悠久,世界上最古老的电池起源于大约2000年前,这个被叫做“巴格达”的电池,还保存在伊拉克首都的博物馆内。 电池有两个常用的参数,分别为电压和容量。电压主要取决于正负极的材料。一般的干电池,电压均为1.5V,而充电电池的电压为1.2V。容量就是容纳多少电量,用放电电流和放电时间的乘积表示。例如容量为 500mAh的电池,是指该电池用500mA的电流放电,能使用1个小时。 显然,如果用 250mA的电流放电,就能使用2个小时,以此类推。 常用常见的电池有锰干电池,碱性电池,镍镉电池,叠层电池,钮扣电池等。锰锌干电池,标称电压1.5V,便宜,但是连续放电性差,不适合大电流放电,而且不能充电,只适用于一些小电流的电子电路。锰干电池有一个奇怪的特性,间歇放电的时间和比连续放电的时间要长,这是一个使用普通干电池的诀窍。 碱性电池,标称电压也是1.5V,其电解液是水溶氢氧化钾液,容量大,能大电流放电,各方面特性均优于锰干电池。在实际中,越是需要大电流的电路,碱性电池越能发挥作用。碱性干电池在WALKMAN中听磁带使用,其寿命比普通电池长许多,在照相机闪光灯中不能使用镍隔电池,碱性电池就是最好的选择。只是碱性电池价格较贵。 大多数的碱性电池外壳上,标有“不准充电”的中文或是英文,但事实上,碱性电池是可以充电的,最多可以充电几十次。只是对碱性电池只能采取小电流充电的方法,以50mA的充电电流为宜,而大多数的充电器的充电电流都比较大,结果使电池内的液体流出,腐蚀电器。LR20代表一号碱性电池,LR6代表五号。 许多计算器上都使用了太阳能硅光电池,有光照的时候给钮扣电池充电。太阳能电池有长方形片状的,也有晶体管状扁圆形的。一般每片能产生0.5V的电压,需多片串联以提高电压,多组并联以增大输出电流。 而且一般都和钮扣电池并联,以随时把电能存储起来,再向小负载供电。 日本早在90年代初就禁止在本土生产镍隔电池了,以保护他们的环境。而现在市面上那么多的MADE IN JAPAN 的镍隔电池又是哪来的? 现在提倡用镍氢电池,容量又大,又没有记忆效应,而且环保些。镉对人体有害! 第十五节 特殊器件 在电阻这一节中,介绍了常用的光敏电阻和热敏电阻,这里再介绍一些不太常用的特殊电阻。 力敏电阻:通常电子秤中就有力敏电阻,常用的压力传感器有金属应变片和半导体力敏电阻。力敏电阻一般以桥式连接,受力后就破坏了电桥的平衡,使之输出电信号。 气敏电阻:有一种煤气泄漏报警器,在瓦斯泄漏后会报警,甚至启动脱排油烟机通风。这种报警器内就是装置了一种气敏电阻。这种半导体在表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生反应,而使自身的电阻值改变。它一般有四个电极,两个为加热电极,另两个为测量电极。气敏电阻根据型号对不同的气体敏感。有的是对汽油,有的是对一氧化碳,有的是对酒精敏感。 湿敏电阻:湿敏电阻对环境湿度敏感,它吸收环境中的水分,直接把湿度变成电阻值的变化。 压敏电阻:压敏电阻用作电路的过压保护。将压敏电阻和电路并联,其两端电压正常时电阻值很大,不起作用。一旦超过保护电压,它的电阻值迅速变小,使电流尽量从自己身上流过(很有牺牲精神!),从而保护了电路。 霍尔器件:霍尔器件几乎是每台录相机中都用的器件,另外在各种精密的工业设备中也有它的身影。它主要用来检测磁力,而且基本上都是以“集成霍尔传感器”的形式出现。用高灵敏的霍尔器件还可以制作电子罗盘。 数码管:许多电子产品上都有跳动的数码来指示电器的工作状态,其实数码管显示的数码均是由七个发光二极管构成的。每段上加上合适的电压,该段就点亮。为方便连接,数码管分为共阳型和共阴型,共阳型就是七个发光管的正极都连在一起,作为一条引线。 干簧管:干簧管是一种磁敏的特殊开关。它的两个触点由特殊材料制成,被封装在真空的玻璃管里。只要用磁铁接近它,干簧管两个节点就会吸合在一起,使电路导通。因此可以作为传感器用,用于计数,限位等等。有一种自行车公里计,就是在轮胎上粘上磁铁,在一旁固定上干簧管构成的。装在门上,可作为开门时的报警、问候等。在“断线报警器”的制作中,也会用到干簧管。
用户评论
这款电子元气件知识及电波知识的游戏真是个技术宅的大脑修炼场!它完美地将理论知识和实际操作结合,让人沉浸在游戏中学习。
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通过玩游戏,我不仅深入理解了电子元气件的工作原理,还能动手设计电路,感觉自己就像一个真正的工程师。
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这款游戏的电波知识部分超级有挑战性,但是我每次失败后都有收获。它帮助我理解无线电传输的实际应用。
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游戏中的虚拟实验真的很逼真!让我能用安全的方式尝试那些可能在现实生活中危险的动作,比如修复电路板。
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"电子元气件知识及电波知识" 真的教会了如何独立解决电路问题。每解锁一个新元件或理论,我都充满成就感。
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这个应用的视觉和交互设计超级棒!通过动画和互动元素使学习过程既专业又有趣,一点都不会感到枯燥乏味。
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我爱这个游戏的部分就是它能让我在娱乐中复习基础知识,并且还能学到一些课本上没有的新技能。
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玩过这个游戏后,发现电子元气件的知识并没那么深不可测了。它把复杂的概念化简,让人快速上手。
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"电子元气件知识及电波知识" 确实是个强大的工具。作为自学的补充材料,它大大提升了我的学习效率和兴趣。
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这款游戏不仅帮我理解理论知识,还能教会一些调试电路的小技巧。非常实用!
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在这款游戏中,我最喜欢的环节是搭建自己的通信系统。看着无线电波通过天线发射出来,感觉真的很有趣。
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无论是对于编程初学者还是对电子工程感兴趣的人来说,这款游戏都是非常好的学习资源和娱乐方式的结合体。
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"电子元气件知识及电波知识" 让电子学不仅是一门学科,更像是一种可以随时实践的艺术。
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我经常在闲暇时用这个应用来回顾一下之前学到的知识点。游戏设计得很好,让人越玩越上瘾。
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这款游戏不仅巩固了我的电子技术基础,还激发了我对未来的创新思维,真的非常推荐给所有对这个领域感兴趣的人们!
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对于希望加深对无线电通讯兴趣的人来说,这款游戏提供了非常实用的教学途径,并且能随时挑战自我,提高能力。
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