分析一个群友发来的电路，很基础，但好多人可能不会

硬件笔记本

zeevi3pkcwt64040979014.gif

点击上方名片关注了解更多
1 s9 A6 L4 b/ P5 m

3 U+ e8 _, N& _, N5 {7 |! J/ v
) N& H; D% {! [) W- z$ j3 ^大家好，我是王工。做硬件的大多数人都喜欢玩电路，就像大多数男生都喜欢玩游戏一样。最近群里的小伙伴太活跃了，每天未读消息都是几百+，偶然点开看到这个电路图，觉得有点意思，分享给大家。

! b: H/ e4 W0 f$ Y* W$ m) o  ]

zdwgho4vgx364040979114.png

* G1 W5 _, F& Z3 f' h8 t
其实这电路图并不难，可能很多做硬件的一看就知道。我之所以想要分享出来，原因是之前有很多基础不太好的同学问我，还有一些转行的同学，这里主要想照顾一下他们。关注公众号硬件笔记本
, I7 ^: i* b# i: O! Z4 v

话题不多，进入正题，电路图如下：
' O) `2 n! j% @

f0wzm3oaesn64040979214.png

咱先不管这图的实用性，拿到电路图首先应该想到的是，这电路图主要想实现一个什么样的功能，然后再逐一分析。功能要求：
# c! o: ^. _" E  W假设VCC为12V，
* d/ q" u7 j. O8 P. V; O" M# p$ L$ m当R6输入为高电平，则TX 输出为12V，RX输出为0。
当R6输入为低电平，则TX输出为0V， RX输出为12V。简单说，就是想实现一个IO口控制数据的收发，且将数据扩大为其它电压VCC（可调），为什么用IO口不直接去控呢？因为单片机IO口一般都是3.3V，要想控制12V，只有通过电平转换电路的方式。关注公众号硬件笔记本收的时候不能发，发的时候也不能收。于是乎，加一个NPN三极管就可以实现反向。
好，功能搞清楚了，下面咱们来一步步分析一下：
1、芯片U1芯片U1不影响整个电路的分析，可以先不管它，它是个达林顿管，就是多个三极管复合而成，你也可以看成是个三极管，用法都一样，不过达林顿管的驱动能力比三极管强多了，在这里的主要作用就是增强驱动能力。
& E2 \  y8 M4 u' X- x

nr3bfk2dr5k64040979315.png

$ B1 H7 g' d: @, A$ Q1 N% Q5 J9 v$ c2、当R6输入为低电平时2.1 U1-3脚为低电平时，U1-6脚被外部电阻R1，R2拉高，拉高后的电压为：

k4os0fjfpky64040979415.png

2.2 Q5三极管分析

bqewsgut3wu64040979515.png

Q5 基极电压为：
8 B9 R. F* f/ R8 A* ]. a) W. W- ~

eelvfvgeynx64040979615.png

0 n7 B) ^- _; m* ]+ HQ5的Vbe=12V-8.7V=3.3V ，大于0.7V 所以Q5导通。此时,TX=12V，为高；
2.3 Q6，Q7 三极管分析：
0 r; p& T0 k% P

lkxdbm51vnm64040979715.png

0 j! F9 c! c+ P/ e9 Y8 F; {由2.1得知，Q6的基极电压为7.67V，大于0.7V，所以Q6导通。Q6集电极电压接近0V，同理 Q7的Vbe大于0.7V，Q7导通，则RX输出为12V，为高。关注公众号硬件笔记本
7 y- g+ ]: D4 q& i: d综上所述：当输入为低时，输出TX为高，RX为高。跟要求的功能相反，此处电路有问题。
+ O  w, q) [& Z1 U
; I6 d! t2 S3 ^$ K3、当R6输入为高电平时

mncjd125jba64040979816.png

3.1 U1-3脚为高电平时，U1-6脚被拉低，拉低后的电压为0，
: R$ p( f1 g9 F# }' I) D' o即：U1-6=0V

& W8 C% W" @1 n9 g/ J3.2 Q5的Vbe＞0.7V（这里简单，大家自己算），Q5导通，TX=12V，为高。
7 y  k, S4 m& ^/ U
3.3由于U1-6=0V，所以Q6截止，那么Q7也就截止，RX输出为0V。
9 g  B7 U" |' Q3 K1 K& p5 r
' i  n6 K/ p! ?, `0 z) Y# F$ `1 Z综上所述，当输入为高时，输出TX为高，RX为低，满足要求。关注公众号硬件笔记本
0 A  a% Y" _: G- O' P所以本电路就只有一个问题：当输入为低时，输出TX为高，RX为高。即：那么当输入为低时，怎么让输出TX也为低？

tgkk0ctqheq64040979916.png

: Z* N  q% {2 `  a2 v王工仔细观察，不需要删减任何电路，通过更改电阻R1的阻值就可以解决问题。有兄弟问我是怎么想的，授人以鱼，不如授人以渔。请大家看红色箭头所示回路，为什么要看这条回路呢？你想啊，你的目地是改变三极管Q5的开关，但是你发现没，无论输入电平怎么变化，三极管Q5完全没受控制，一直导通。那为什么不受控呢？那是因为三极管基极电压再怎么变化，Vbe压差始终＞0.7V，你让他压差＜0.7V不就行了，通过计算＜300R可实现功能。
+ |9 u, K0 a6 M% g
( }* |9 S; |$ t小结:  王工只是粗浅的分析本电路，实现了产品的基本功能，真正用在产品上考虑的会更多，比如上下电，三极管的温漂，功耗，还有就算一个没问题，小批量甚至量产是否都OK呢。软件BUG可以升级，硬件BUG只能改板，试错成本高，所以硬件需谨慎。

6 o& O/ x( x" G: o" E# a/ u以上是王工的一点拙见，如果你有更好的思路，欢迎探讨。投稿/招聘/推广/宣传/技术咨询 请加微信：woniu26a

40hzur5nv3o64040980016.jpg

6 G. w" [) ]) ~1 r" h0 G8 U: e* m

yu0viccaamw64040980116.jpg

声明：
; Z) d: _1 `; s  L! V声明：原创文章，转载请注明出处。本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立，推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有，如有侵权，联系删除。推荐阅读▼
; @4 g% ^4 Z3 |; r- G. `电路设计-电路分析
7 `8 O( |7 N+ R6 qemc相关文章
电子元器件
; F5 K( o; r& v后台回复“加群”，管理员拉你加入同行技术交流群。