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1、PCB 印制电路板印制电路板 PCB 新手初学必 备 新手初学必 备 50 个经典应用电路实例分析报 告 个经典应用电路实例分析报 告 DOC71 页页 电路 1 简单电感量测量装置 在电子制作和设计，经常会用到不同参数的电感线圈，这些线圈的电感量不像电阻那么 容易测量，有些数字万用表虽有电感测量挡，但测量范围很有限。该电路以谐振方法测量电感 值，测量下限可达 10nH，测量范围很宽，能满足正常情况下的电感量测量，电路结构简 单，工作可靠稳定，适合于爱好者制作。 一、电路工作原理 电路原理如图1（a）所示。 图 1 简单电感测量装置电路图 该电路的核心器件是集成压控振荡器芯片MC1648， 利
2、用其压控特性在输出 3 脚产生频率信 号，可间接测量待测电感 LX值，测量精度极高。 BB809 是变容二极管，图中电位器VR1对+15V 进行分压，调节该电位器可获得不同的 电压输出， 该电压通过 R1 加到变容二极管 BB809 上可获得不同的电容量。 测量被测电感LX 时，只需将 LX接到图中 A、B 两点中，然后调节电位器VR1使电路谐振，在MC1648的 3 脚 会输出一定频率的振荡信号，用频率计测量C点的频率值，就可通过计算得出 LX值。 电路谐振频率：f0=1/2Lx C 所以 LX=1/42f2C 式中谐振频率 f0即为MC1648的 3 脚输出频率值，C 是电位器 VR1 调
3、定的变容二极管 的电容值，可见要计算 LX的值还需先知道 C 值。为此需要对电位器 VR1 刻度与变容二极管的 对应值作出校准。 为了校准变容二极管与电位器之间的电容量，我们要再自制一个标准的方形RF（射频）电感线 圈 L0。如图67(b)所示，该标准线圈电感量为 0.44H。校准时，将 RF线圈 L0接在图（a） 的 A、B 两端，调节电位器 VR1 至不同的刻度位置，在 C 点可测量出相对应的测量值，再根 据上面谐振公式可算出变容二极管在电位器VR1刻度盘不同刻度的电容量。附表 给出了实测取样对应关系。 振荡频率（MHz）834 变容二极管C值 5 二、元器件选择 集成电路 IC 可选择M
4、otoroia公司的VCO（压控振荡器）芯片。VR1选择多圈高精度电位 器。其它元器件按电路图所示选择即可。 三、制作与调试方法 制作时，需在多圈电位器轴上自制一个刻度盘，并带上指针。RF 标准线圈按图（b）所给尺寸 自制。电路安装正确即可正常工作，调节电位器VR1取滑动的多个点与变容二极管 的对应关系，可保证测量方便。该测量方法属于间接测量，但测量范围宽，测量准确，所以对 电子爱好者和实验室检测电感量有可取之处。 该装置若固定电感可变成一个可调频率的信号发 生器。 电路 2 三位数字显示电容测试表 广大电子爱好者都有这样的体会，中、高档数字万用表虽有电容测试挡位，但测量范围 一般仅为 1pF
5、20F，往往不能满足使用者的需要，给电容测量带来不便。本电路介绍的三位 数显示电容测试表采用四块集成电路，电路简洁、容易制作、数字显示直观、精度较高，测量 范围可达 1nF104F。特别适合爱好者和电气维修人员自制和使用。 一、电路工作原理 电路原理如图2所示。 图 2 三位数字显示电容测试表电路图 该电容表电路由基准脉冲发生器、待测电容容量时间转换器、闸门控制器、译码器和显示器等 部分组成。 待测电容容量时间转换器把所测电容的容量转换成与其容量值成正比的单稳时间 td。基 准脉冲发生器产生标准的周期计数脉冲。闸门控制器的开通时间就是单稳时间 td。在 td时间 内，周期计数脉冲通过闸门送到后
6、面计数器计数，译码器译码后驱动显示器显示数值。计数脉 冲的周期 T 乘以显示器显示的计数值 N 就是单稳时间 td，由于 td与被测电容的容量成正比， 所以也就知道了被测电容的容量。 图2中，集成电路 IC1B 电阻R7R9和电容 C3 构成基准脉冲发生器（实质上是一个无稳多谐 振荡器） ，其输出的脉冲信号周期 T 与R7R9和 C3 有关，在 C3 固定的情况下通过 量程开关K1b对R7、R8、R9的不同选择，可得到周期为11s、1.1ms和11ms的三个脉冲信 号。 IC1A、IC2、R1R6、按钮AN 及 C1 构成待测电容容量时间转换器（实质上是一个单稳电 路） 。按动一次 AN，IC
7、2B 的10脚就产生一个负向窄脉冲触发 IC1A，其 5 脚输出一次 单高电平信号。R3R6和待测电容 CX 为单稳定时元件，单稳时间 td=1.1（R3R6）CX。 IC4、IC2C、C5、C6、R10 构成闸门控制器和计数器，IC4为CD4553，其 12脚是计数脉冲 输入端，10脚是计数使能端，低电位时CD4553 执行计数，13脚是计数清零端，上升沿有效。 当按动一下 AN 后，IC4 的13脚得到一个上升脉冲，计数器清零同时IC2C的 4 脚输出一个单 稳低电平信号加到IC4的10脚， 于是IC4对从其12脚输入的基准计数脉冲进行计数。 当单稳时间结束后，IC4的10脚变为高电平，I
8、C4 停止计数，最后 IC4 通过分时传递方式把 计数结果的个位、十位、百位由它的9脚、7脚、6脚和5脚循环输出对应的 BCD 码。 IC3 构成译码器驱动器，它把IC4送来的 BCD 码译成十进制数字笔段码，经R11R17限流后 直接驱动七段数码管。集成电路CD4553的15脚、1 脚、2 脚为数字选择输出端，经R18R20 选择脉冲送到三极管 T1T3的基极使其轮流导通，这两部分电路配合就完成了三 位十进制数字显示。 C7 的作用是当电源开启时在R10上产生一个上升脉冲，对计数器自动清零。二、元器件选择 电路中，IC1选用 NE556；IC2选用CD4001；IC3选用CD4543；IC4
9、选用 CD4553。七 段数码管可选用三字共阴极数码管。T1T3选用8550（或其它 PNP型三极管）。C1 不应大于 0.01F，C3 选用小型金属化电容。R3R9选用1/8W金属膜电阻。其他元器件没有特殊 要求，按电路标注选择即可。三、制作与调试方法 整个电路安装好后可装在一个塑料盒内，将数码管和量程转换开关装在面板上。在制作 和调试时，关键是要调出11s、1.1ms和11ms的三种标准脉冲信号，调试时需要借助一台示 波器，通过调整分别R7、R8和 R9 等三个电阻的阻值，就可方便地得到这三个脉冲信号， 电路中的R7、R8、R9的阻值是实验数据仅供参考。电路其余部分无需调试，只要选择良好器
10、 件，安装正确无误，并在量程转换开关处标注相应倍率，就可得到一个经济实用、准确可靠的 数字电容表。 四、使用方法在测试电容时， 把计数结果乘以所用量程的倍率得到的数值就是被测电容的容 量。 例如， 当基准脉冲周期为1.1ms， 定时电阻为10K时，量程倍率为 0.1F， 若测一个标称容量为 4.7F 的电容，按动一下 AN 后结果显示为49，该电容的容量就为 490.1F=4.9F。需要说明的是， 在使用1pF999pF量程时，由于分布电容的影响，测量结果减去分布 电容值才是被测电容的准确值。可以这样测出该电容表的量程分布电容值，把量程打在 1pF999pF档，在不接被测电容的情况下，按动一下
11、 AN 按钮，测的计数结果就是该挡的分 布电容值，经实验该数值一般为10pF左右。附表列出了各挡量程的组成关系。 附表 基准脉冲周期定时电阻 R测量范围倍率 11s10M1pF999pF1pF 11s100K1nF9.99nF0.1nF 11s10K10nF999nF1nF 1.1ms10K1F99.9F0.1F 11ms1K100F9990F10F 电路 3 市电电压双向越限报警保护器 该报警保护器能在市电电压高于或低于规定值时，进行声光报警，同时自动切断电器电 源，保护用电器不被损坏。该装置体积小、功能全、制作简单、实用性强。一、电路工作原理 电路原理如图3所示。 图 3 市电电压双向越限
12、报警保护器电路图 市电电压一路由 C3 降压，DW 稳压，VD6、VD7、C2整流滤波输出 12V 稳定的直流电压供给 电路。另一路由 VD1 整流、R1 降压、C1 滤波，在RP1、RP2上产生约10.5V电压检测市电 电压变化输入信号。门 IC1A、IC1B 组成过压检测电路， IC1C为欠压检测，IC1D为开关， IC1E、IC1F及压电陶瓷片 YD 等组成音频脉冲振荡器。三极管 VT 和继电器J等组成保护动作 电路。红色 LED1 作市电过压指示，绿色管 LED2 作市电欠压指示。 市电正常时，非 IC1A输出高电平，IC1B、IC1C输出低电平，LED1、LED2 均截止不发光，VT
13、 截止，J不动作，电器正常供电，此时 B点为高电平，F4输出低电平，VD5导通，C 点为低电平， 音频脉冲振荡器停振，YD 不发声。当市电过压或欠压时，IC1B、IC1C其中有一个输出高电 平，使 A 点变为高电位，VT 饱和导通，J通电吸合，断开电器电源，此时 B点变为低电位， IC1D输出高电平，VD5 截止，反向电阻很大，相当于开路，音频脉冲振荡器起振，YD 发出报 警声，同时相应的发光二极管发光指示。 二、元器件的选择 集成芯片 IC 可选用CD74HC04 六反相器，二极管VD1VD6选择IN4007，电容C1C6 均选 择铝电解电容，耐压400V，稳压管选用12V 稳压，继电器J选
14、用一般 6V 直流继电器即可，电 阻选用普通1/8或1/4W碳膜电阻器，大小可按图示。 三、制作和调试方法 调试时，用一台调压器供电，调节电压为正常值（220V） ，用一白炽灯作负载，使LED1、LED2 均熄灭， 白炽灯亮， 然后将调压器调至上限值或下限值， 调RP1或RP2使LED1或 LED2 刚好发 光，白炽灯熄灭，即调试成功。 全部元件可安装于一个小塑料盒中，将盒盖上打两个孔固定发光二极管，打一个较大一点的圆 孔固定压电陶瓷片，并用一个合适的瓶盖给压电片作一个助声腔，使其有较响的鸣叫 声。 电路 4 红外线探测防盗报警器 该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即
15、可发出报警声， 适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。一、电路工作原理 电路原理如图4所示。该装置由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响 报警电路等组成。红外线探测传感器IC1探测到前方人体辐射出的红外线信号时， 由 IC1 的 脚输出微弱的电信号，经三极管 VT1 等组成第一级放大电路放大，再通过 C2 输入到运算放大 器 IC2 中进行高 增益、低噪声放大，此时由IC2脚输出的信号已足够强。IC3作电压比较器，它的第脚 由R10、VD1提供基准电压，当 IC2脚输出的信号电压到达IC3的脚时，两个输入端的电压 进行比较，此时 IC3的脚由原来的高电平变为
16、低电平。IC4 为报警延时电路，R14和 C6 组成 延时电路，其时间约为 1 分钟。当 IC3 的脚变为低电平时，C6 通过 VD2放电，此时IC4的 脚变为低电平，它与IC4的脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时， IC4 的脚变为高电平， VT2 导通，讯响器 BL 通电发出报警声。人体的红外线信号消失后， 图 4 红外线探测防盗报警器电路图 IC3 的脚又恢复高电平输出，此时 VD2 截止。由于 C6 两端的电压不能突变，故通过R14 向 C6 缓慢充电，当 C6 两端的电压高于其基准电压时，IC4的脚才变为低电平，时间约为1分 钟，即持续1分钟报警。 由VT3、R20、C8组成开机延时电路，时间也约为1分钟，它的设置主要是防止使用者开机 后立即报警，好让使用者有足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产生误报。 该装置采用912V直流电源供电，由 T 降压，全桥 U整流，C10滤波，检测电路采用 IC578L06供电，交直流两用，自动无间断转换。 二、元器件选择 IC1 采用进口器件Q74，波长为 910um。IC2采用运放LM358，具有高增益、低
