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电气自动化专业英语（翻译
1-3
）
第一部分：电子技术
第一章电子测量仪表
电子技术人员使用许多不同类型的测量仪器。一些工作需要精
确测量面另一些工作只需粗略估计。有些
仪器被使用仅仅是确定线路是否完整。最常用的
测量测试仪表有：电压测试仪，电压表，欧姆表，连续性
测试仪，兆欧表，瓦特表还有瓦
特小时表。
所有测量电值的表基本上都是电流表。他们测量或是比较通过他们的电流值。这些仪表可以被
校准
并且设计了不同的量程，以便读出期望的数值。
1
．
1
安全预防
仪表的
正确连接对于使用者的安全预防和仪表的正确维护是非常重要的。仪表的结构和操作的基本
知识能帮助使用者按安全工作程序来对他们正确连接和维护。许多仪表被设计的只能用于直流或只能用于
交流，而其它的则可交替使用。注意：每种仪表只能用来测量符合设计要求的电流类型。如果用
在不正确
的电流类型中可能对仪表有危险并且可能对使用者引起伤害。
< br>
许多仪
表被设计成只能测量很低的数值，还有些能测量非常大的数值。
警告：仪表不允许超过它的额定最大值。不允许被测的实际数值超过仪表最大允许值的要求再强调也
不过分。超过最大值对指针有伤害，有害于正确校准，并且在某种情况下能引起仪表爆炸造成对作用 者的
伤害。许多仪表装备了过载保护。然而，通常情况下电流大于仪表设计的限定仍然是
危险的。
1
．
3
测量仪器的使用
电压表是设计来测量电路的电压或者通过元器件的压降。电压表必须与被测量的电路或元器件并联。<
/p>
1
．
3
．
1
压力检验计
<
/p>
交
-
直流电压检验计是一种相当粗糙但对
电工来说很有用的仪器。这种仪器指示电压的近似值。更常
见类型指示的电压值如下：<
/p>
AC
，
110
，
220
，
440
，
550V
，
DC
< br>，
125
，
250
，
600V
。许多这种仪器也指示直
流电的极性。那就是说
(i.e=that is)
电
路中的导体是阳性（正）的还是阴性（负）
。
电压检验计通常用来检验公共电压，识别接地导体，检查被炸毁的保险丝，区分
AC
和
DC
。电压检
< br>验计很小很坚固，比一般的电压表容易携带和保存。图
1
。
31
。
4
描
述了用电压检验计检查保险丝的用法。
为了确定电路或系统中
的导体接地，把测试仪连接在导体和已建立的地之间。如果测试仪指示了一个
电压值，导
体没有接地。对每一个导体重复这个步骤直到零电压出现（见图
1
。
5
）
。
为了确定任意两个导体间的近似电压值，把测试仪连接在导体之间。
警告：要认真读并遵守电压检验计提供的说明书。
Chap2
固体功率器件的基本原理
2
．
1
引言（
绪论）
本章将集中讨论固态功率器件或功率半导体器件，并且
只研究它们在采用相控（电压控制）或频率控
制（速度控制）的三相交流鼠笼式感应电机
的功率电路中的应用。
2
．
2
固态功率器件
有五种用于固体交流电机控制中的功率元器件：
（
1
）
二极管
（
2
）
晶闸管（例如：可控硅整流器
SCR
）
（
3
）
电子晶体管
（
4
）
门极可关断晶闸管（
GTO
）
（
5
）
双向可控硅
晶闸管
SCR
和双向可控硅一般用于相位控制（相控）
。各种二极管，晶闸管
SCR
，电子晶体管，
门极
可关断晶闸管的联合体用于频控。这些器件的共性是：利用硅晶体形成的薄片构成<
/p>
P-N
结的各种组合。对
二极管，
SCR
，
GTO<
/p>
一般
P
结叫正极
N
结叫负极；相应的电子晶体管叫集电极和发射极。这些器件的区
别在于导通和关断的方法及电流和电压的容量。
让我们根据他们的参数简单看一下这些元器件。
2
．
2
．
< br>2
晶闸管
图
< br>2
。
3
显示了晶闸管（一般也叫
可控硅）的
PN
结排列和它的原理图符号。注意这不同的结从正
到负
是
PNPN
，还有一个门极连到了
内部的
P
层。
如果没有连门极，并且阳极加反向电压，从正极到负极就没有电流通过。这是因为内部
P
结由于未通
电而工作在阻断电路。这种情况对于正向阻断状态
也是正确的。然而，当阳极是正的并且正信号作用到门
上，则电流将从正极一直流向负极
即使门极没有正信号。
换言之，门极能打开晶闸管但不能关断它。关断晶闸管的唯一方法是通过外部方式在正极强加
上一
个零电流。因此在前向导通只能通过强加零电流停止方面，晶闸管与二极管是相似的
。然而，晶闸管与二
极管在如何启动前向导通方面是不同的。
（
1
）
阳极是正
（
2
）
门时刻是正。
< br>这个特性暗指了术语“可控硅”。
图
< br>2
。
4
阐明了晶闸管的稳态伏安
特性。注意反向电压和反向泄漏电流的形状与二极管的很相似。反向
电压导通时比二极管
的高，通常有
1
。
4V
。阻断状态也有一个极小的前向泄漏电流。
在二极管
中，稳态电流值是由器件的性能和底座（散热器）散发的热量确定的。晶闸管的最大结温比
二极管要低，大约在
125C
。这意味着在同样的额定电流下
，加上
1
。
4V
的前向压降，晶闸管比二极管的前
向压降大的多。单晶闸管可用额定值在最大反向电压
2200V
超过
2000A
，在在最大反向电压
4000V
超过
1400A
。
模拟电子
3.1
介绍
3.1.1
模拟和数字电子学对照
我们已经研究
过三极管和二极管怎样作为开关器件用于处理以数字形式出现的信息。数字电子学中，三极
管用作电子控制开关：它不是饱和就是截止。
（三极管的）动态区域仅用于从一种状态
过渡到另一种状态。
与之相对的是，模拟电子学依赖于三极管
的动态区域和其它放大器的形式。希腊语词根
“
analog<
/p>
”
的意思是
“
以
一定的比例
”
，
在这里表示信息被编码
成为与表达量成正比的电信号。
在图
3.1
中，我们的信息是某种音乐，物理上由乐器的激励和共鸣产生。辐射的声波由空气
分子的有序运动
组成，准确的理解为声波，它使话筒的振动膜移动，依次产生电信号。电
信号的变化与声波成比例。电信
号被用电子的方法放大，
即利用
输入放大器的交流电能将信号的功率放大。
放大器的输出驱动一个记录头，
并且在一个圆盘上产生起伏的沟槽。如果整个系统正常，每一次声波振动都会记录在圆盘上，并且当该
记
录通过类似的系统重放，信号以声能的形式从扬声器辐射出来，所产生的声音能忠实地
重现原始音乐。
基于模拟原理的电子系统形成了一类重要的电
子仪器。收音机和电视机的播放是模拟系统的典型例子，许
多仪器也是模拟系统，它们的
应用领域包括偏差检测（应变计量器）运动控制（测速仪）和温度测量（热
电偶）
。许多电子仪器
——
电压表、电流计欧姆表、
和示波器应用或至少是部分应用了模拟技术。
模拟计算机在数
字计算机成熟之前就已存在。在模拟计算中，用电信号模拟微分方程的未知量。用电子的
方法对这些信号积分、比例运算和求和以获得方程的解，比起解析或数值求解方法要容易一些。
< br>
3.2
运算放大器电路
3.2.1
介绍
(1)
运
算放大器的重要性。运算放大器是一个在受负反馈控制的高增益的电子放大器，用来在模拟电
路中完成很多运算功能。这样的放大器最初被发展完成运算，例如在模拟计算机里为微分方程的求解的积
分和求和。
运算放大器的应用被增加了，
直
到目前为止，
大多数模拟电子电路基于运算放大器技术。
例如
,
你需要一个放大器获得
10
倍的增益，便利
,
可靠
性，费用考虑将确定使用一个运算放大器。因此，运算放大
器形成模拟电路的基本构件，
正如
NOR
或非和
NAND
与非门电路是数字电路的基本单元一样。
(2)
运
算放大器模型典型的特性。典型的运算放大器是利用十多个晶体管，几个二极管和很多电阻
器的一个复杂的晶体管放大器。
这样的放大器被在半导体芯片上批量生产并且售价少于
1
美元一个。
这些部
< br>件是可靠，耐用的，并且在他们的电子特性接近理想。
图
3.2
显示一台运算放大器的基本特性和符号。
有两个输入电压
u+
和
u _ ,
用
大的电压增益差分放大，
通常达
105 - 106.
输入电阻
R
也很大，
100 K -100 M
欧。输出电阻
Ro
< br>很小，
10-100
欧
.
放大器经常用正
极
(+
Ucc)
和负极
(-Ucc)
电源提
供直流电源。
对这个情况来说，
输出电压在供电电压之间，
- Ucc
。
有时一个电源接地
(
即
,
这样的话输出电压在
0
之间。电源连接很少被画进电路图，
可以认为运算放大器和合适的电源连结起来
。因此运算放大器接近一个理想的电压放大器，有高的输入电
阻，低的输出抵抗和高的增
益。
高增益通过使用强大的负反馈变为
其他有用的特征。负反馈的全部好处被运算放大器电路利用了。对
那些早在这章里列举，
我们将为运算放大器电路还增加
3
个好处：低扩张性，便于设计
，和简单的构造。
(3)
这节的内容。我们首先分析两个普通运算放大器应用，反相和
同相放大器。我们通过一个简单而
有效对任何运算放大器电路使用的一种方法，推导出这
些放大器的增益。
我们然后讨论有源滤波器。这是
有（带了）增加了频率响应的电容器的运算放大器。然后我们简单讨论模拟计算机，以讨论运算放大
器的
一些非线性的应用来结束。
4
数字电子
4.1
数字的概念
4.1.1
什么是数字信号
(1)
一个历史例子。
听，我的孩子们，你们将会听到保罗·瑞维尔午夜策马飞奔的传奇，
根据朗费
罗的诗，
保罗
·瑞维尔
通过波士顿老北教堂的钟楼那里给新英格兰农民发信号。
（
如果英军今晚无论是从陆
地还是从海上来犯，在老北教堂钟
楼的拱门上高挂一盏灯笼作为信号）
一盏灯笼表示从陆地来，两
盏灯笼
表示从海上来
。
那就是说，
如果英国军队从波士顿陆地向康科德前进
，
展示一盏灯，
如果他们穿过
Myst
ie
河走间接航线，两盏灯将被展示。
爱国者们收到的消息就是数字形式的编码。我们今天将说这两
个
位
的信息通
过代码运传送
(
严格地
说，
二位能表明
4
个可能消
息，并且要求可分辨的灯，一个红灯和一个白色的灯
)
.
第一个灯光通知英国军
队正前进，
第
2
盏灯指示他们通过什么路线来。<
/p>
因为想象只有两条路，信息的第二位能被解释为表明两条
路线之一。
如果信
息能被一系列的
YES/NO
所定义，
信息就能以数字形式确定。
每个变量只可能有两种状态在传
送信
息方面使用。
这种方法把信息简化为一系列是
/
不看起来有局限性，
但是这种方法实际上十分有用。
数
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