1.2　消费类电子电气产品分类介绍

1.2.1　家用电器

1.2.1.1　概述

家用电器的产品种类很多，结构各异，用途、功能也不尽相同。随着生活水平的提高，新技术的推广运用，新产品还不断出现，其分类方式也呈现多样化的特点。本书从检测要求、结构特性、功能用途等方面对家用电器进行分类，以方便大家对家用电器的了解。

1.2.1.2　基本分类要求

从安全检测的角度来看，家用电器一般有两种分类方法。

（1）按家用电器电击防护分类

器具应属于下列各种类别之一：0类、0Ⅰ类、Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。

（2）按家用电器外壳防护等级分类

防护等级在GB 4208《外壳防护代码（IP等级）》（IEC 60529）中给出。

1.2.1.3　按检测条件分类

（1）按家用电器安装方式分类

驻立式器具：固定式器具或非便携式器具，如电冰箱、洗衣机和固定式电磁灶等。

固定式器具：紧固在一个支架上或固定在一个特定位置进行使用的器具，如空调器、抽油烟机等。

便携式器具：在工作时预计会发生移动的器具或质量少于18kg的非固定式器具，如室内加热器、电饭锅等。

手持式器具：在正常使用期间要手握持的便携式器具，如电熨斗、电吹风、电推剪等。

（2）按家用电器主要功能分类

电动器具：装有电动机而不带有电热元件的器具，如电风扇、电动按摩器等。

电热器具：装有电热元件而不带有电动机的器具，如电水壶、电饭锅等。

组合型器具：装有电动机和电热元件的器具，如暖风机、电吹风等。

（3）按家用电器的工作时间分类

连续工作器具：指无限期地在正常负载或充分放热条件下进行工作的器具，如吊扇、空调器等。

短时工作器具：指在正常负载或充分放热条件下，从冷态开始按一特定周期工作的器具，在每个工作周期的间隔时间要足以使器具冷却到近似室温，如电吹风、绞肉机等。

断续工作器具：指在一系列特定相同的周期工作的器具，每个周期包括在正常负载下或充分放热条件下的一段工作时间和随后让器具空转或关闭的一段时间，如洗衣机、面包机等。

1.2.1.4　按功能用途分类

①制冷空调器具。包括家用冰箱、冷饮机、房间空调器、冷热风器、空气去湿器等。

②通风器具。包括电扇、换气扇等。

③清洁器具。包括洗衣机、干衣机、吸尘器、地板打蜡机等。

④厨房器具。包括电灶，微波炉、电磁灶、电烤箱、电饭锅、洗碟机、电热水器、食物加工机等。

⑤取暖熨烫器具。包括电熨斗、室内加热器等。

⑥美容及其他器具。包括电动剃须刀、电吹风、整发器、超声波洗面器等。

⑦商用电气饮食加工服务设备。包括商用炸锅、商用煎锅、商用电烤炉、商用电烤架等。

⑧保健和类似器具。包括电动按摩器、按摩垫等。

⑨电热毯器具。包括电热毯、电热被、电热服等。

1.2.1.5　具体产品的分类

具体的产品也存在不同的分类方法。下面以电风扇为例，对具体的家用电器产品进行分类。

电风扇的分类见表1-2。

1.2.2　灯具

1.2.2.1　概述

随着照明行业的不断发展，新光源、新器件的涌现，灯具产品进入了一个高速发展的时期。灯具产品种类繁多，我们将从基本分类、安装方式、使用场所、光源类型等方面对灯具进行介绍，让大家对灯具产品有初步的认识。

1.2.2.2　基本分类要求

按照IEC 60598-1《灯具　第1部分：一般要求与试验》的要求，灯具可从以下几个方面进行分类。

（1）按防触电保护形式分类

灯具分为Ⅰ类、Ⅱ类或Ⅲ类。

（2）按防尘、防固体异物和防水等级分类

灯具按IEC 60529《外壳防护代码（IP等级）》中规定的“IP数字”方法进行分类，如IP20、IP44、IP65等。

（3）按灯具设计的安装表面材料分类

灯具分为仅适宜于安装在非可燃材料表面上，适宜于直接安装在普通可燃材料表面上或当隔热材料可能覆盖灯具时，适宜于直接安装在普通可燃材料表面上或表面内。

（4）按使用环境分类

灯具分为正常条件下使用的灯具和恶劣条件下使用的灯具。

1.2.2.3　按安装方式分类

（1）固定式灯具

固定式灯具是指由于灯具的固定方式使之只能借助于工具才能拆卸，或由于灯具在臂展范围之外的位置使用，使灯具不能轻易地从一处移到另一处，如：吸顶灯、吊灯、壁灯等。

（2）可移式灯具

可移式灯具是指正常使用时，连接电源后能够从一处移到另一处的灯具，如台灯、落地灯等。

（3）嵌入式灯具

嵌入式灯具是指制造商打算完全或部分嵌入安装表面的灯具，如筒灯、格栅灯盘、埋地灯等。

1.2.2.4　按使用场所分类

（1）室外照明灯具

室外照明灯具就是用于室外的灯具，要求满足室外视觉工作需要和取得装饰效果，如道路灯、庭院灯、地埋灯、护栏灯、交通灯、隧道灯、泛光灯等。

（2）室内照明灯具

通常用于室内照明和装饰的灯具，如台灯、小夜灯、吸顶灯、落地灯、吊灯等。

1.2.2.5　按使用的光源类型分类

（1）白炽灯灯具

白炽灯灯具是指使用白炽灯作为光源的灯具。白炽灯是一种将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源，如钨丝灯、卤钨灯等。

（2）荧光灯灯具

荧光灯灯具是指使用荧光灯作为光源的灯具。荧光灯是利用低压汞蒸气放电产生的紫外线激发涂在灯管内壁的荧光粉而发光的电光源，如荧光灯灯管。

（3）（其他）气体放电灯（荧光灯除外）灯具

气体放电灯灯具是指使用气体放电灯（荧光灯除外）作为光源的灯具。气体放电灯是灯内两个电极在电场作用下，电流通过一种或几种气体或金属蒸气而放电发光的电光源，如高压钠灯、HID灯等。

（4）LED灯具

LED灯具是指使LED作为光源的灯具。LED也称发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件，它可以直接把电转化为光。

（5）其他光源的灯具

如使用LEP等离子光源的灯具。

1.2.3　音视频电子产品

音视频电子产品按其总类归为音频产品、视频（多附带音频）产品及其他相关设备。

音视频产品的结构按处理流程来分，可以分为以下几个部分：信号的采集、信号的处理、信号的存储、信号的还原；还有在流程之外，与音视频相关的设备，如音视频信号发生器；以及音视频信号的应用，如游戏机类。

音视频产品配套用的电源，归入音视频电子产品的辅助设备。

现在的音视频产品大都是综合性的，包含如图1-1所示的多个功能块。

大致地，音视频产品主要包括以下类别。

1.2.3.1　音视频接收及相关设备

如收音机、电视接收机；天线信号转换器和放大器、天线定位器、民用频段设备等。

用于接收无线电广播、电视节目，或与接收机相关的天线信号放大设备及调谐设备，在家庭应用较常见。这些设备功能主要涉及一个频段的概念。在空中，无线电广播和电视台站，分开不同的频率发送信号，占用不同的频段。在接收端，收音机的接收机要通过调节天线及调谐器，取得空中需要的信号进行解调，还原成原始的音频、视频信号。收音机、电视机的典型外观见图1-2、图1-3。

民用收音机通常分为三种工作波段：中波（我国的中波频率为525～1605kHz，波长为200～600m）、短波（短波因为大部分为国际广播，其频段一般为3～30MHz，其波长为：10～100m）、调频（我国的调频广播频率为88～108MHz，波长为3～4m）。

中波一般采用调幅调制，发射和接收设备可以很简单，中波靠地面波和天空波两种方式进行传播。在传播过程中，地面波和天空波同时存在，有时会给接收造成困难，故传输距离不会很远；而且抗干扰能力差，容易湮没在空间噪声中。

短波的调制方式与中波段调制方式相同，但由于其频率更高，其传播主要靠天空波来进行，它能以很小的功率借助电离层天空波传送到很远的距离，所以主要用于远距离国际无线电广播。同中波广播一样，由于其调制方式简单，抗干扰能力差。

调频广播一般会采用更高的频率，其传播方式是直射波，其传播距离不远，一般是在视距内传播；但由于其特殊的频率调制方式，可以获得较好的抗干扰能力。

电视广播的工作频率范围一般为50～863MHz，分为三段：VHF1（50～85MHz）、VHF2（168～216MHz）、UHF（471～863MHz），俗称甚高频（VHF）、超高频（UHF）。一个频道的带宽占用约为8MHz。电视广播的频段也是直射波，所以电视广播也均是在一个城市的可视范围内，在城市建筑向高层化发展中，电视发射塔也向高空发展。现在也发展了有线同轴电缆分享技术，利用已安装到用户住房的同轴电缆，将电视信号分配到用户手中。而且同轴电缆能避免无线电波向空间辐射，与其他信号形成干扰，并且可以将原来不能在无线电视广播上用的频率，加以利用，容纳更多的频道，而且有线电视不会受传输距离的限制。

1.2.3.2　放大器

如音频功率放大器。

这里说的功率放大器，是指音频功率放大器，简称功放，以其主要用途来说，功放可以分为两个主要类别，即专业功率放大器与民用功率放大器。在体育场馆、剧场、歌舞厅、会议室、公共场所用的，以及录音监听等处用的功放，这类功放通常称为专业功放。而用于家庭的音乐欣赏，AV系统放音，以及卡拉OK娱乐的功放，通常称为民用功率放大器，其典型外观见图1-4。

功率放大器从放大器件来分，分为电子管功率放大器和晶体功率放大器。得益于集成电路技术的发展，现在比较多的是晶体功率放大器，但不是原来分立的晶体管功率放大器，现在用得更多的是集成电路。功率放大器的形式，通常有以下几类。

A类放大器：A类放大器的工作点设定在负载线的中点附近，晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，效率的理论最大值仅有25％，且有较大的非线性失真。

B类放大器：B类放大器一般会用两个对管分别放大音频信号的正负半周，两个晶体管推挽工作，放大器的静态点在对管的零位处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。其特点是效率较高（78％），但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是“交越失真”较大，即当信号低于晶体管的开启电压时，对管的两个晶体管都无法导通而引起。

D类放大器：D类放大器又称为数字音频功率放大器，它将音频信号数字化，再用数字化信号去推动大功率开关器件通/断音频功率放大器，这种放大器通常称为开关放大器。这种放大器由输入信号数字化电路、开关信号形成电路、大功率开关电路（半桥式和全桥式）和低通滤波器（LC）四部分组成。D类放大或数字式放大器，是利用极高频率的开关放大电路来放大音频信号的，具有效率高的突出优点。

1.2.3.3　音视频记录及回放设备

录音机、录像机、摄像机、光盘刻录机、电唱机、视频显示器、视频投影机，其典型外观见图1-5、图1-6。

音频记录和回放设备种类繁多，我们只简要介绍一下记录及回放机理。

记录的最早出现，是在19世纪末。最早的只能进行音频录制，是将音频所致的机械共振通过录制头，刻在黄蜡筒或唱盘上，这是最早的机械录音。在进行回放时，也是用一个机械探头，去拾取轨迹的变化，在共鸣腔中将音频还原，或直接转为电信号进行放大还原。这种方式记录的最大缺点是，在不断地回放中，机械损耗会越来越严重，造成信号的失真。

后来发明了磁性记录，曾产生了一度广泛大众化的磁带录音和录像方式。这种记录的方式是将声音信号转换成相应变化的磁场，以剩磁的形式记录在磁带上，称磁性录音。其原理是基于磁性材料被磁化后留有剩磁，以及一长条磁性材料可以分段磁化的现象。录音时，信号激励磁头，将磁性材料磁化，记录信号。回放时，同样是用磁头去拾取磁带上的剩磁，转为电信号再放大输出。在同时代也出现了磁带录像和放像机，为保证较宽带宽图像信号的记录，通常其磁带宽于录音磁带，并且磁头处于高速旋转状态，在同样长度的磁带上，能记录更多的信息。但磁记录的缺点也很明显，由于是剩磁，在存储一段时间后，剩磁越来越弱，信号就会无法还原。

现在流行的一种方式是激光记录的方式，这种方式的记录原理，是将要记录的音视频信号进行模数转换，再通过控制激光头所发出的激光束的通断，在介质上烧蚀出一个个光斑，从而记录数字化的信号。在回放时，也是通过激光束去感应介质上的光斑形状，还原“0”“1”数字信号，再进行反向的数模转换，回放音视频信号。这种方式的最大优点是，理论上，只要介质不老化，数据可以永久记录、不丢失，因为介质与录制和回放的激光没有接触磨损，也不会像剩磁记录一样，随时间弱化。

还有一种光学录制方式，那就是我们曾看过的胶片电影，这种记录方式，是将声音和图像信号直接晒在胶片上，声音模拟电信号，经过音频放大器，把它放大到足以使光-电调幅器起作用的程度，以形成可记录的模拟光信号，再利用胶片对不同曝光量产生不同感光密度的特性，把声音记录下来。在读取时，再将音频图还原为声音。这就是我们可以欣赏的有声电影胶片。

1.2.3.4　源换能器

如独立的话筒（麦克风）。

话筒又称传声器，是声-电转换的换能器，通过声波作用到电声元件上产生电压，再转为电能。话筒种类繁多，电路简单，其典型外观见图1-7。

话筒分动圈式话筒和电容式话筒。

动圈话筒的工作原理是：线圈装在振膜上，在感应声压时，线圈在磁场中运动，从而在线圈中产生与声压相关的感应电流信号。动圈话筒结构牢固，性能稳定，经久耐用，价格较低；频率特性良好，在50～15000Hz频率范围内幅频特性曲线平坦、指向性好、使用简便、噪声小。

电容话筒的振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和话筒本身所带的前置放大器一起产生与声音相关的信号电动势。电容话筒在整个音频范围内幅频特性曲线平坦，频率特性更好；电容话筒无方向性、灵敏度高、噪声小、音色柔和；输出信号电平比较大，失真小，瞬态响应性能好，这是动圈话筒所达不到的优点；但其工作特性不够稳定，低频段灵敏度随着使用时间的增加而下降，寿命比较短，工作时需要给电容极板施加直流电压，而且要配接前置放大器。

1.2.3.5　负载换能器

扬声器又称喇叭，是电-声转换的换能器，它通过换能器件，将电能转换为声波，扬声器加上箱体，就称为音箱。其典型外观见图1-8、图1-9。

由电到声的转换有以下几种模式。

①静电扬声器：静电扬声器的极薄振膜在静电力的作用下作前后移动，类似声带的振动，发出声音。静电扬声器的振膜重量极轻，不会类似电磁式扬声器的振膜的惯性，因而声音的还原能力较好，能捕捉音乐信号中极为细微的变化，充分表现音乐的神韵。其原理是一块处于两个电容极板中的金属振膜，在电容的静电作用下，金属振膜在电场中移动，发出声音。静电扬声器的高频还原度较好，但由于对于低频，容抗会加大，而且金属振膜本身的高频还原特性，所以静电扬声器主要用作与低频还原性好的其他类型扬声器配合使用。

②铁片扬声器：铁片扬声器的原理类似静电扬声器，但是用一块铁片振膜在一个U形电磁铁的电磁场作用下作前后移动，类似声带的振动，发出声音。铁片扬声器成本低廉，效果一般，主要用在电话筒或小型耳机上。

③电动扬声器：电动扬声器的构成是在一个恒定磁场中，安放一个固定在振膜上的音圈（电动线圈）。音圈中通以发声电流时，音圈会带动振膜振动，从而发出声音。电动式扬声器以结构简单、音质优秀、成本低、动态大已经成为目前市场主流。

④带式扬声器：用一条通以音频电流的金属带，置于恒定磁场中，音频电流所产生的磁场与恒定磁场相互作用，从而振动发出声音。带式扬声器也主要应用于中高频段，由于其频响曲线平直，高频上限极高，有着非常好的瞬态效果，因此可以方便地形成线性声源。

1.2.3.6　综合应用类的音视频设备

如教学场所用的音视频设备、公共会议系统，以及其他专业的音视频系统。

音视频产品在一些公共场所的综合应用，就分别构成了教学场所的音视频设备、会议系统以及专业的音视频系统。图1-10是公共会议系统组成。

按图1-10，也可以加入视频信号，形成视频会议系统。现在更进一步地与网络技术结合，系统可以进行网络扩展，保证多地同步会议或教学。

1.2.3.7　电子乐器及辅助设备

如电吉他、电钢琴等电子乐器；节拍发生器、音调发生器等类似设备。

电子乐器及辅助设备，是利用电子线路产生类似于各种乐器音乐的乐器。一般会用拾音器拾取乐器的弦发出的音频，或由音频振荡器产生类似于乐器产生的音频信号，再由功率放大器将其放大，然后送至扬声器而放出声音。电子乐器的操作方式与所模拟的传统乐器相比可能更方便，发出的乐声与传统乐器的乐声相似。其典型外观见图1-11、图1-12。

一般地，传统乐器不同程度地受自然气候条件的影响。如竹笛在不同温度的环境中会出现音高的差异；鼓类或弦类乐器受湿度影响，也会出现音色、音高的变化。电子乐器一般不受自然气候条件的影响，它只是受电压、电流或电子元件质量等因素的影响（正规的电子乐器产品出现这种现象的可能性极小）。

而且，电子乐器还可以通过改变音频输出波形，滤波、润色或调制，既可表现单一音色，也可以模拟表现复合音色。

1.2.3.8　应用类产品

如音视频游戏机及相关设备。

音视频信号在游戏机领域的应用，就构成了音视频游戏机。游戏机种类繁多，主要分家用游戏机和游乐场所用游戏机，其典型外观见图1-13。

游戏机是一种主要用于娱乐的音视频系统。在最初的游戏机中，只有一些较简单的逻辑电路去回应游戏使用者的指令，产生相应的反馈音视频信号。现在的游戏机更加大型化，会用大型的计算系统，储存更多的音频效果，且进行适当的编程，感观效果更动人。

1.2.3.9　音视频设备用电源

电源是所有的音视频电子产品的工作基础，为电子电路提供工作所用的电源功率。

为保证适用的工作电压，现在常见的电源有两种：一种是传统的变压器电源；另一种是开关电源。

传统的变压器电源，电路简单，只需要按参数绕制一个变压器，且在不过载的情况下，工作状态稳定。

开关变压器电源，电路较复杂，但由于摒弃了较重的铁芯变压器，而采用较轻量的电子元件，所以尺寸和重量都得到降低。但由于电子元件的不稳定性，开关变压器电源的寿命一直是电路设计者的努力方向。

1.2.3.10　其他与音视频设备相关的设备

如摄影用的电子闪光设备。

闪光灯也是音视频设备的相关设备，属辅助设备，其典型外观见图1-14。

闪光灯的主要作用是在光线不足的情况下照亮场景，获得正确曝光的影像。