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1、理论 技能电子技能训练Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望理论 技能目录 第1章 电气元件 第2章 电子技术基础 第3章 电子仪器 第4章 焊接和元器件装配 第5章 印刷电路板的设计和制作 第6章 电子电路实验 第7章 课程设计 第8章 实训理论 技能 1.1 电阻器 1.3 电感器 1.6 集成运放和稳压器 1.2 电容器 1.4 变压器和继电器 1.7 接插件 1.5 半导体二极管和三极管第第1章章 元元 件件理论 技能第第1章章 元元 件件1.1 电阻器1.1.1
2、概述概述电阻器在所有的电子设备中是必不可少的，在电路中常用来进行电压、电流的控制和传送。电阻器通常按如下方法进行分类：按材料分：主要有碳质电阻、碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。按结构分：主要分为固定电阻和可变电阻。按用途分：有精密电阻、高频电阻、高压电阻、大功率电阻、热敏电阻等。1.1.2 电阻器的参数电阻器的参数电阻器的参数主要包括标称阻值、额定功率、精度、最高工作温度、最高工作电压、噪声系数及高频特性等，在挑选电阻器的时候主要考虑其阻值、额定功率及精度。至于其他参数，如最高工作温度、高频特性等只在特定的电气条件下才予以考虑。1标称阻值电阻器的标称阻值通常在电阻的表面标出。标称阻值包括阻值
3、及阻值的最大偏差两部分，通常所说的电阻值即标称电阻中的阻值，这是一个近似值。它与实际的阻值是有一定偏差的。标称值按误差等级分类，国家规定有E24、E12、E6系列，如表1.1所示。 理论 技能第第1章章 元元 件件阻值系列最大误差偏差等级标 称 值E245%1.0,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,2.0,2.4,2.7,3.0,3.3,3.6,3.9,4.3,5.1,5.6,6.2,6.8,7.5,8.2,9.1E1210%1.0,1.2,1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2E620%1.0,1.5,2.2,3.3,3.9,4.7,5.
4、6,6.8,8.2表1.1 E24、E12、E6系列的具体规定理论 技能第第1章章 元元 件件标称值一般用色标法、直标法和文字符号描述法来表示。 色标法：用不同的颜色表示不同的数值和误差，详见表1.2所示，电阻器有三环表示和四环表示两种表示方法。 表1.2 电阻色环与数值的对应关系颜 色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银无色表示数值012345678910-110-2表示误差（%）123451020理论 技能第第1章章 元元 件件下面以四环表示法为例来具体说明电阻是如何用色环表示的：第一色环（从电阻器上看是离端头最近的一环）、第二色环、第三色环分别表示数值X、Y、Z则电阻阻值为R=XY10Z，第四色环仅
5、表示该电阻的误差。三环表示的时候只有第一环表示基数，第二环表示十的指数，第三环表示误差。 直标法和文字符号表示法：直标法就是在电阻上直接标出电阻的数值。文字符号表示法是把文字、数字有规律的结合起来表示电阻的阻值和误差。符号规定如下：欧姆用“”来表示，千欧姆用“k”来表示，兆欧姆用“M”来表示。2电阻器的额定功率表示符号电阻器有电流流过时会发热，如果温度过高就会被烧毁。图1.1表示在常温、常压下电阻器长期工作所能承受最大功率的表示方法。图1.1 电阻器额定功率与对应符号理论 技能第第1章章 元元 件件1.1.3 常用电阻器介绍常用电阻器介绍1碳质电阻碳质电阻由碳粉、填充剂等压制而成，价格便宜但性
6、能较差，现在已不常用。2线绕电阻线绕电阻由电阻率较大、性能稳定的锰铜、康铜等合金线涂上绝缘层，在绝缘棒上绕制而成。阻值R= l/s，其中为合金线的电阻率，l为合金线长，s为合金线的截面积。当、s为定值时电阻值和长度具有很好的线性关系，精度高，稳定性好，但具有较大的分布电容，较多用在需要精密电阻的仪器仪表中。3碳膜电阻器碳膜电阻器是由结晶碳沉积在磁棒或瓷管骨架上制成的，稳定性好、高频特性较好、并能工作在较高的温度下（70C），目前在电子产品中得到广泛的应用。其涂层多为绿色。理论 技能第第1章章 元元 件件4金属膜电阻与碳膜电阻相比，金属膜电阻只是用合金粉替代了结晶碳，除具有碳膜电阻的特性外，能耐
7、更高的工作温度。其涂层多为红色。5热敏电阻热敏电阻的电阻值随着温度的变化而变化，一般用做温度补偿和限流保护等。从特性上可分为两类：正温度系数电阻和负温度系数电阻。正温度系数的阻值随温度升高而增大，负温度系数的电阻则相反。热敏电阻在结构上分为直热式和旁热式两种。直热式是利用电阻体本身通过电流产生热量，使其电阻值发生变化，旁热式热敏电阻器由两个电阻组成，一个电阻为热源电阻，另一个为热敏电阻。理论 技能第第1章章 元元 件件6贴片电阻该类电阻目前常用在高集成度的电路板上，它体积很小，分布电感、分布电容都较小，适合在高频电路中使用。一般用自动安装机安装，对电路板的设计精度有很高的要求，是新一代电路板设
8、计的首选组件。1.1.4 电位器电位器电位器实际上是一种可变电阻器，可采用上述各种材料制成。电位器通常由两个固定输出端和一个滑动抽头组成。按结构电位器可分为单圈、多圈；单联、双联；带开关；锁紧和非锁紧电位器。按调节方式可分为旋转式电位器、直滑式电位器。在旋转式电位器中，按照电位器的阻值与旋转角度的关系可分为直线式、指数式、对数式。具体常用电位器形状如图1.2所示。表1.3是电位器使用材料与标志符号。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.2 常用电位器的外形和符号理论 技能第第1章章 元元 件件类 别碳膜电位器合成碳膜电位器线绕电位器有机实心电位器玻璃釉电位器标志符号WTWTH(WH)WXWSW
9、T表1.3 电位器使用材料与标志符号1.1.5 用万用表测量电阻器、电位器的阻值用万用表测量电阻器、电位器的阻值电阻器的测量电阻器在使用时要进行测量，看其阻值与标称值是否相符。用万用表测量电阻时，应用万用表中的欧姆档进行测量，测量电阻时应根据电阻值的大小选择合适的量程，以提高测量精度。同时在测量时应注意手不能同时接触被测电阻的两根引线以避免人体电阻的影响。理论 技能第第1章章 元元 件件电位器的测量如图1.2所式，电位器的引线脚分别为A、B、C，开关引线脚为K和S。首先用万用表测电位器的标称值。然后再测量A、B两端或B、C两端的电阻值。并慢慢地旋转轴，若这时表针平稳的朝一个方向移动没有跳跃现象
10、，表明滑动触点与电阻体接触良好，最后再测量K与S之间开关功能。理论 技能第第1章章 元元 件件1.2 电容器1.2.1 概述概述电容就是用来存储电荷的容器。比较简单的模型是两个金属板中间夹上一层绝缘材料，这层绝缘材料也可以是空气。图1.3为几种常用电容器的图形符号。电容器在电路中通常用来隔直流、级间耦合及滤波等，在调谐电路中和电感一起构成谐振回路。在电子设备中，电容是不可缺少的组件。电容器的种类很多，其分类如下：按结构分：分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器。按介质材料分：分为气体介质电容器、液体介质电容器、无机固质电容器、电解电容器（又分液式和干式）。按阳极材料分：分为铝、钽、铌、钛电解
11、电容等。按极性分：分为有极性、无极性。理论 技能第第1章章 元元 件件新国标旧国标新国标旧国标图1.3 电容器常用符号理论 技能第第1章章 元元 件件1.2.2 电容器主要参数容器主要参数1电容器型号命名例如，某电容器标注为CZD-250-0.47-10%，其含义如下：名称：电容器纸介质低压额定工作电压标称电容量：0.47F允许误差：10% C Z D 250 0.47 10%理论 技能第第1章章 元元 件件2电容量电容量是指电容器储存电荷的能力。常用单位：法（F）、微法（F）、皮法（pF）。三者的关系为：1pF=10-6F=10-12 pF。 通常，容量在微法级的电容器直接在上面标注其容量，
12、如47F，但皮法级的电容用数字标注其容量，如332即表明容量为3 300pF，即最后位为十的指数，这和用数字表示电阻值的方法是一样的。3其他参数 额定直流工作电压：即电容器在常温常压下，能长期可靠工作在所能承受的最大直流电压下，如果电容器工作在交流电路中，交流电压的幅值不能超过电容额定直流工作电压。 绝缘电阻：电容器的绝缘电阻是指电容器两极之间的电阻，或称漏电阻。漏电流与漏电阻的乘积为电容器两端所加的电压。绝缘电阻的大小决定了一个电容器介质性能的好坏。 国家规定了一系列容量值作为产品标称。固定电容器的标称容量系列如表1.4所示。 理论 技能第第1章章 元元 件件2电容量电容量是指电容器储存电荷
13、的能力。常用单位：法（F）、微法（F）、皮法（pF）。三者的关系为：1pF=10-6F=10-12 pF。 通常，容量在微法级的电容器直接在上面标注其容量，如47F，但皮法级的电容用数字标注其容量，如332即表明容量为3 300pF，即最后位为十的指数，这和用数字表示电阻值的方法是一样的。3其他参数 额定直流工作电压：即电容器在常温常压下，能长期可靠工作在所能承受的最大直流电压下，如果电容器工作在交流电路中，交流电压的幅值不能超过电容额定直流工作电压。 绝缘电阻：电容器的绝缘电阻是指电容器两极之间的电阻，或称漏电阻。漏电流与漏电阻的乘积为电容器两端所加的电压。绝缘电阻的大小决定了一个电容器介质
14、性能的好坏。 国家规定了一系列容量值作为产品标称。固定电容器的标称容量系列如表1.4所示。 理论 技能第第1章章 元元 件件标 称 值最 大 误 差偏 差 等 级标 称 值E245%1.0,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,2.0,2.2,2.4,2.7,3.0,3.3,3.9,4.3,4.7,5.1,5.6,6.2,6.8,7.5,8.2,9.1E1210%1.0,1.2,1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2E620%1.0,1.5,2.2,3.3,4.7,6.8表1.4 固定式标称容量系列E24、E12、E6理论 技能第第1章章 元元
15、 件件1.2.3 常用电容器常用电容器1电解电容器电解电容器是目前用得较多的大容量电容器，它体积小、耐压高（一般耐压越高体积也就越大），其介质为正极金属片表面上形成的一层氧化膜。负极为液体、半液体或胶状的电解液。因其有正负极之分，故只能工作在直流状态下，如果极性用反，将使漏电流剧增，在此情况下电容器将会急剧变热而损坏，甚至会引起爆炸。一般厂家会在电容器的表面上标出正极或负极，新买来的电容器引脚长的一端为正极。目前铝电容用的较多，钽、铌、钛电容相比之下漏电流小，体积小，但成本高，通常用在性能要求较高的电路中。2云母电容用云母片做介质的电容器，高频性能稳定，耐压高（几百伏几千伏），漏电流小，但容量
16、小，体积大。理论 技能第第1章章 元元 件件3瓷质电容采用高介电常数、低损耗的陶瓷材料作介质，电容器的体积小、损耗小、绝缘电阻大、漏电流小、性能稳定，可工作在超高频段，但耐压低，机械强度较差。4玻璃釉电容玻璃釉电容具有瓷质电容的优点，但比同容量的瓷质电容体积小，工作频带较宽，可在125C下工作。5纸介电容纸介电容的电极用铝箔、锡箔做成，绝缘介质是浸醋的纸，锡箔或铝箔与纸相叠后卷成圆柱体，外包防潮物质。体积小、容量大，但性能不稳定，高频性能差。6聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器是一种有机薄膜电容器。以聚苯乙烯为介质，用铝箔或直接在聚苯乙烯薄膜上蒸上一层金属膜为电极。绝缘电阻大、耐压高、漏电流小、精度
17、高，但耐热性差，焊接时，过热会损坏电容。理论 技能第第1章章 元元 件件7片状电容器目前，片状电容器广泛用在混合集成电路、电子手表电路和计算机中。有片状陶瓷电容、片状钽电容、片状陶瓷微调电容等。其体积小、容量大。8独石电容独石电容器是以钛酸钡为主的陶瓷材料烧结而成的一种瓷介质电容器，体积小、耐高温、绝缘性能好、成本低，多用于小型和超小型电子设备中。9可变电容器可变电容器种类很多，按结构可分为单连（一组定片，一组动片）、双连（二组动片，二组定片）、三连 、四连等。按介质可分为空气介质、薄膜介质电容器等。其中空气介质电容器使用寿命长，但体积大。一般单连用于直放式收音机的调谐电路，双连用于超外差式收
18、音机。薄膜介质电容器在动片和定片之间以云母或塑料片做介质，其体积小，重量轻。图1.4所示为空气单连、双连可变电容器及其在电路中的符号。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.4 空气单连、双连可变电容器及在电路中的符号表示理论 技能第第1章章 元元 件件10半可调电容器（微调电容器）半可调电容器在电路中主要用做补偿和校正。调节范围为几十皮法。常用的半可调电容器有：有机薄膜介质微调电容器、瓷介质微调电容器、拉线微调电容器和云母微调电容器等。图1.5为几种微调电容的外形图及其在电路中的符号。理论 技能第第1章章 电气元件电气元件图1.5 各种微调电容的外形和电路中的符号理论 技能第第1章章 元元 件
19、件1.2.4 用万用表检测电容器用万用表检测电容器在电容器使用前，必须对电容器进行测量，对于电容器的测量应用专用仪器，如电容测量仪。在某些情况下，对电容量大于0.1F的电容器，可用万用表进行检测。其检测方法是：首先根据电容器容量的大小选择合适的量程，通常为：0.1-10F选用R*K档，10-300F选用R*10K档。然后用表笔分别接触电容器的两根引线，表针若先朝顺时针方向转动，然后又慢慢地向反方向退回到R=的位置（零点位置）。当指针不能回到零点时说明电容器漏电，如果表针距零点位置较远，表示电容器漏电严重，不能使用。1.3 电感器1.3.1 概述概述电感器有存储电磁能的作用，在电路中表现为阻碍电
20、流的变化。多用漆包线、纱包线绕在铁心、磁心上构成，圈与圈之间相互绝缘。电路中用L表示。图1.6为几种电感器的符号。电感按形式可分为固定电感、可变电感和微调电感。按磁体的性质可分为空心线圈、磁心线圈。按结构分为单层线圈、多层线圈。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.6 各种电感器符号理论 技能第第1章章 元元 件件1.3.2 电感器的主要参数电感器的主要参数1电感量电感量的单位有亨利（H）、毫亨（mH）、微亨（H）。换算关系为1H=103mH=106H。2品质因数（Q值）品质因数是电感的主要参数，如果线圈的损耗小则Q值就高，反之Q值低。3分布电容由于绝缘的线圈相当于电容器的两极，则电感上就会分
21、布有许多的小电容，称为分布电容。分布电容的存在是导致品质因数下降的主要因素。所以一般通过各种方法来减小分布电容。4额定电流额定电流主要对高频电感器和大功率调谐电感器而言，要求正常工作时通过电感器的电流小于其额定电流。理论 技能第第1章章 元元 件件1.3.3 常用电感介绍常用电感介绍1固定电感线圈固定电感线圈一般是将绝缘铜线绕在磁心上，外层包上环氧树脂或塑料。固定电感线圈体积小、重量轻、结构牢固，广泛应用在电视机、收录机中。 有立式和卧式两种。工作频率在10kHz200MHz。2可变电感线圈通过改变插入线圈中的磁心的位置来改变电感量。磁棒式天线线圈是可变电感线圈，在收音机中与可变电容器组成调谐
22、回路，用于接收无线电波信号。3微调电感器微调电感器用于小范围的改变电感量，调整局部电路的参数。4阻流圈阻流圈亦称为扼流圈。分为高频扼流圈和低频扼流圈两种。高频扼流圈用来阻止高频分量的通过；低频扼流圈又叫做滤波线圈，它可与电容器组成滤波电路。理论 技能第第1章章 元元 件件1.4 变压器和继电器1.4.1 变压器变压器1概述变压器一般用绝缘铜线绕在磁心或铁心外制成。主要用于改变交流电压和交流电流的大小，也作阻抗变换和隔直流用。有电源变压器、线间变压器、音频变压器、中频变压器和高频变压器等。图1.7为变压器外形和它在电路中的符号。图1.7 变压器外形和电路中的符号 理论 技能第第1章章 元元 件件
23、2常用变压器 音频变压器。这类变压器主要用来对音频（小于3400Hz）信号进行处理。用做阻抗匹配、耦合、倒相等。一般有两组或两组以上的线圈，输入线圈的阻值较高，输出线圈的阻值较低。 中频变压器。中频变压器又叫做中周，与电容器组成谐振回路，在超外差式（机内产生一个与外部输入信号有一个固定差值的信号，经调制产生一个中频的有用信号）收音机和电视机中使用。有单调谐和双调谐两种，双调谐即指有两组谐振回路。 行输出变压器。行输出变压器又称逆行程变压器，用在电视机扫描输出级，为显像管提供阳极高压、加速极电压、聚焦极电压和其他电路所需的直流电压。有高压线圈、低压线圈、U形磁心及骨架组成。 电源变压器。电压变压
24、器用做电压的变换，产生各种电路所需的电压。理论 技能第第1章章 元元 件件1.4.2 继电器继电器1概述继电器起控制和转换电路的作用。在大电流、高压等危险地方的自动控制设备中经常采用。继电器种类很多，按用途可分为启动继电器、限时继电器和延时继电器等。2继电器的主要参数 额定工作电压。继电器正常工作所需电压。有交、直流之分。 触点的切换电压和电流。继电器允许加载的最大电压和电流，决定继电器能控制的电压和电流的大小。 吸合电流。使继电器产生吸合动作而需要的最小电流，这是保证继电器正常工作的最低电流，当继电器的输入电阻已知时，也可以在说明中给出其最小电压。 释放电流。释放电流是使继电器无法保持吸合状
25、态的最大电流，这个电流要比吸合电流小得多。理论 技能第第1章章 元元 件件3继电器触点继电器的触点有三种形式，常开触点（用H表示）、常闭触点（用D表示）、转换触点（用Z表示）。常开触点的继电器在不通电的时候两个触点是断开的，常闭触点则相反。转换触点继电器有三组触点，线圈不通电的时候中间触点与其中的一组闭合，与另一组分开。通电后使原来闭合的变成断开，断开的变成闭合。其名称和符号如图1.8所示。名 称符 号继电器在吸合时名 称符 号继电器吸合时接点接点闭合双转换接点两组常闭接点断开接点接点断开双常闭（动断）接点同时断开双常开（动合）接点同时闭合转换接点常闭接点断开图1.8 触点名称和符号理论 技能
26、第第1章章 元元 件件1.5 半导体二极管和三极管1.5.1 二极管二极管1概述半导体二极管和三极管的出现代表着晶体管时代的到来，晶体管的大量应用使得电子设备的体积大大缩小，速度也越来越快。半导体二极管有许多种类。按材料分为锗管、硅管和砷化镓管等。按结构分为点接触型和面接触型。面接触型能通过较大的电流，但结电容较大。点接触型则相反。按用途分为整流、检波、变容、稳压、开关、发光二极管等。图1.9是常用二极管的符号。图1.9 常用二极管符号理论 技能第第1章章 元元 件件所有的半导体二极管都有这样的特性：施加一个大于开启电压的正向电压的时候，其电阻很小，正向压降硅管在0.7 V左右、锗管0.3 V
27、左右，也被称为开启电压；施加一定范围的反向电压时，其电阻很大，但当反向电压大于一定值的时候，反向电流迅速增加，这个电压叫做反向击穿电压，一般二极管正常工作时要求反向电压小于其反向击穿电压。但有些特殊的二极管如稳压二极管就是工作在反向击穿电压区的。2常用二极管介绍（1）整流二极管整流二极管用于整流电路，把交流电换成脉动的直流电。采用面接触型，结电容较大，故一般工作在3kHz以下。有把4个二极管做成桥式整流封装起来使用的。也有专门用于高压、高频整流电路的高压整流堆。（2）稳压二极管稳压二极管是利用二极管反向击穿时其两端电压基本保持不变的特性制成的。稳压二极管正常工作时要求输入电压应在一定范围内变化
28、，当输入电压超过一定值，使流过稳压管的电流超过其上限值时，将会使稳压管损坏，而当输入电压小于稳压管的稳压范围时，电路将得不到预期的稳定电压。理论 技能第第1章章 元元 件件（3）变容二极管变容二极管一般工作于反偏状态，其势垒电容会随着外加电压的变化而变化。电压变大电容就变小，在高频自动调谐电路中，用电压去控制变容二极管从而控制电路的谐振频率。自动选台的电视机就要用到这种电容。（4）发光二极管发光二极管能把电能转化为光能，发光二极管正向导通时能发出红、绿、蓝、黄及红外光，可用做指示灯和微光照明。可以用直流、交流（要考虑反向峰值电压是否会超过反向击穿电压）、脉动电流驱动。一般发光二极管的正向电阻较
29、小，图1.10所示为几种发光二极管和驱动电路，改变R的大小就可改变发光二极管的亮度。表1.5给出了几种发光二极管的参数。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.10 发光二极管和驱动电路 参数型号最大工作电流/mA反向击穿电压/V正向电压/V正向工作电流/mA发光波长/m光颜色2EF217531.5500.54绿2EF31305210.660.68红2EF3220520.80.660.68红2EF3315520.50.660.68红表1.5 几种发光二极管的参数理论 技能第第1章章 元元 件件（5）光电二极管光电二极管和发光二极管一样是由一个PN结构成，但它的结面积较大，可接收入射光。其PN结接
30、反向电压时，在一定频率光的照射下，反向电阻会随光强度的增大而变小，反向电流增大。光电二极管在光通信中可作为光电转换器件。它总是工作在反向偏置状态。光电二极管的主要参数有：暗电流（无光照射时的反向电流）、光电流（有光照射时的反向电流）、最高工作电压（指暗电流不超过允许值的最高反向电压）。光学参数： 灵敏度：给定波长的入射光产生的光电流与光照强度的比值。 频谱范围：指光电二极管所能接受的光的频谱范围，锗管的光谱范围比硅管宽。 峰值波长：光电二极管达到最大灵敏度时入射光的波长。锗管为1.465m、硅管为0.9m。 响应时间：光电二极管将光信号转化为电信号所需要的时间 理论 技能第第1章章 元元 件件
31、3.用万用表测试半导体二极管通常可用可用万用表来检测万用表的好坏。当使用指针式万用表测量二极管时，万用表的红表笔接二极管的阴极，黑表笔接二极管的阳极，测量的是二极管的正向电阻。将红、黑表笔对调测得的是反向电阻。对于锗小功率二极管，其正向电阻一般为100-1000欧姆之间，而硅二极管的正向电阻一般为几百到几千欧姆之间。它们的反向电阻都在几百千欧姆以上。当使用数字式万用表时，万用表的红表笔接二极管的阳极，黑表笔接二极管的阴极，测得的是二极管的正向电阻。将红、黑表笔对调测得的是反向电阻。理论 技能第第1章章 元元 件件1.5.2 三极管三极管半导体三极管可分为双极型（BJT）、场效应管（FET）和光
32、电三极管。1双极型半导体三极管（1）概述双极型三极管的三个引脚命名为基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。双极型三极管有多种分类方法。按材料分可分为锗管和硅管；按结构分可分为点接触型和面接触型；按工作频率分可分为高频管、低频管、开关管；按功率分可分为大、中、小型三极管；按PN结的不同可分为PNP、NPN型。（2）主要参数双极型三极管有直流参数（三极管在正常工作时需要的直流偏置，亦称直流工作点）。交流参数（放大倍数）和工作频率f等。通常三极管的外壳上会有不同的色标来表明该三极管放大倍数所处的范围。 理论 技能第第1章章 元元 件件硅、锗开关管，高低频小功率管，硅低频大功率管D系列，DD系列，3
33、CD系列的标记为：015152525404055558080120120180180270270400400600棕红橙黄绿蓝紫灰白黑锗低频大功率3AD系列的标记为：203030404060609090140棕红橙黄绿理论 技能第第1章章 元元 件件（3）双极型三极管的使用选用三极管时，需要考虑它的特征频率、电流放大倍数、集电极耗散功率、反向击穿电压等参数，三极管的生产厂家会给出这类参数。选择三极管时，应考虑以下几点。 特征频率应高于工作电路频率的35倍，以保证三极管放大倍数在工作频率范围内的稳定性，但不可太高，否则易引起高频振荡。 三极管电流放大倍数应根据具体电路加以选择，目前有些数字万用表
34、可直接测得值，但会有一定的误差。三极管的集电极最大耗散功率要大于它工作时的功耗（输入电压与输入电流的乘积）。反向击穿电压应大于电源电压。用新三极管替换原来的三极管时，一般遵循就高不就低的原则，即所选管子的各种性能不能低于原来的管子。 大功率管使用时散热器要和管子的底部接触良好，必要时中间可涂导热有机硅胶。理论 技能第第1章章 元元 件件2场效应管（1）概述场效应管因具有很高的输入电阻（109 1014 ）、小的输出电阻并且本身的功耗很小，噪声低、抗辐射能力强、便于集成而得到广泛应用。在超大规模集成电路中最小单位往往是场效应管。数字电路中常用的与门、或门等简单门电路也常用场效应管构成。场效应管的
35、三个极分别为门极（G），也叫栅极，漏极（D）和源极(S)。场效应管按沟道注入离子的不同分为P型和N型，按其栅极的不同生成方式分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。绝缘栅型按工作状态又可分为增强型和耗尽型。图1.11为结型场效应管和绝缘栅型场效应管的电路符号。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.11 场效应管理论 技能第第1章章 元元 件件（2）场效应管的主要参数及注意事项 场效应管的主要参数：夹断电压（开启电压）U、饱和漏电流I、直流输入电阻、跨导和击穿电压等。除耗尽型场效应管外，其他的类型都需要一个开启电压V才能正常工作。表1.6所示为两种常用场效应管的参数。表1.6 常用场效应管的参数参数
36、MOS管N沟道结型MOS管N沟道耗尽型3DJ23DJ43DJ63DJ73DJ013DJ023DJ04饱和电流0.3100.3100.3100.351.80.35100.35250.3510.5夹断电流191191191191191191191正向跨导2000200010003000100040002000最大漏源电压2020202020122020最大耗散功率10010010010010025100100栅源绝缘电阻108109108108108108109理论 技能第第1章章 元元 件件 注意事项。a. 由于场效应管的输入电阻很高，容易造成栅极上电荷积累而导致感应电压过高而被击穿。焊接、保存
37、及运送过程要保证场效应管有着很好的释放电荷的途径，现在好多的场效应管本身就具有保护放电电路，这样使用起来会方便些。b. 结型场效应管的源极和漏极是对称的，源极和漏极互换使用不影响效果 理论 技能第第1章章 元元 件件1.6 集成运算放大器和集成稳压器1.6.1 概述概述集成电路是指把能实现一定功能的电路做在一块硅芯片上。按功能可划分为数字集成电路、模拟集成电路和微波集成电路等。图1.12 运算放大器电路符号在模拟集成电路方面主要有集成运算放大器、集成稳压电源及一些音像、图像专用集成电路。1集成运算放大器集成运算放大器按用途分为通用性和专用性。通用性有低、中、高增益三类。其功耗、精度、输入阻抗等
38、各项指标比较均匀，适合通用型电子线路。专用型一般在某些指标上比较突出，适用于专用领域。理论 技能第第1章章 元元 件件（1）集成运算放大器的分类专用型运算放大器主要有以下几种： 高精度型。高精度型运算放大器具有低温漂、低噪声的优点。一般用于精密测量、自控仪表等信号量为毫伏级或微伏级的信号处理电路中。 低功耗型。这类运算放大器的功耗很小，一般采用有源负载（即用一些场效应管或三极管构成一个需要静态偏置电流但又具有很高的交流电阻的电路）替代高阻电阻，以此来保证小的静态偏置电流和小的功耗。 高速型。高速型运算放大器一般具有大的工作频带和高的转换速率，国产型号有：F715、F722、F318、4E321
39、。国外型号有A207，它的 500V/s。高速型主要用于快速A/D、D/A转换、有源滤波、高速采样保持电路及锁相环等高速电路中。 大功率型。大功率型的输出电流可达到安培级，功率在几十瓦。一般集成运算放大器的输出电流在毫安级。大功率运算放大器一般可直接向负载输出信号电流。 程控型。程控型运算放大器的参数会随外部偏置电流的改变而改变。可用在要求电参数变化的电路中。理论 技能第第1章章 元元 件件（2）集成运算放大器的测试集成运算放大器的具体性能及参数需采用相应的测试电路来确定，现在介绍用万用表粗测LM324各引脚的电阻值。图1.13为LM324的管脚排列和内部的简化电路。图中VCC+、GND分别为
40、正电源端和地，IN、IN分别为同相输入端和反相输入端，OUT为输出端。 图1.13 LM324管脚排列理论 技能第第1章章 元元 件件表1.7是用R1k挡测得的各引脚电阻值的典型资料。（万用表的正极所在）（万用表的负极所在）正常电阻/k不正常电阻V CC+GND1617GNDV CC+56VCC+IN+500或续表（万用表的正极所在）（万用表的负极所在）正常电阻/k不正常电阻V CC+IN-55OUTV CC+20OUTGND6065表1.7 LM324各引脚电阻值的典型值理论 技能第第1章章 元元 件件1.6.2 集成稳压电源集成稳压电源集成稳压电源常用在电子设备的电源电路中，当输入电压在一
41、定范围内变化时集成稳压电源可输出一个稳定的电压。集成稳压电源有三端固定式、三端可调式和单片开关电源等。1三端固定式三端固定式是一种串联调整式稳压器，把取样、补偿、保护电路做在一个片子上，有三个引脚。根据不同电路要求可选择具有不同输出电压的三端固定式稳压器。三端固定式稳压器使用非常方便，因此获得广泛应用。其典型产品有输出正电压的W7800系列和输出负电压的W7900系列。每个系列按其输出电压值的大小分为5V、6V、7V、8V、9V、10V、11V、12V、15V、18V、24V等11种。2三端可调式与三端固定式相比，三端可调式的输出电压为可调，且输出电压纹波小，只需变换两只外接电阻的阻值就可获得
42、不同的输出电压。理论 技能第第1章章 元元 件件3开关式集成稳压电源开关式集成稳压电源的效率特别高，工作时先把直流变成高频交流再变回直流。这样做并非多此一举，开关电源内部的各个管子工作于开关状态，使得片子本身损耗的功率很小。开关式集成稳压电源的控制方式有脉宽调制和脉冲控制两种方式。1.7 接插件接插件俗称插座又称连接器。在现代电子系统中为了便于组装、维修、置换、扩充而设计了许多类型的接插件，用在集成电路、印制电路板与分立元器件、基板与面板等之间。接插件主要用于传输信号和电流及控制所连接的电路的接通和断开。在具体应用中要求接插件接触可靠、好的导电性、高的绝缘性、足够的机械强度和适当的插拔力。1.
43、7.1 接插件介绍接插件介绍1矩形连接器矩形连接器如图1.14所示，矩形排列能充分利用空间，所以广泛用于机内互联，当带有外壳或锁紧装置时也可用于机外电缆的连接，我们可以看到计算机的显示器和显示卡相连的部位就采用带有锁紧螺丝的矩形连接器。理论 技能第第1章章 元元 件件2带状扁平电缆接插头带状电缆是一种由多条导线做成的扁平电缆，如图1.15所示。它占用空间小容易实现跳线和模块互联，在高密度的印制电路板中用得很多，带状电缆连接器的断头靠刀头刺破绝缘层来实现接点连接。目前广泛应用的有D型9心、25心、37心；用于计算机系统的10、20等偶数引脚的矩形插头和插座。图1.14 矩形连接器 理论 技能第第
44、1章章 元元 件件 图1.15 带状电缆接插头 图1.16 圆形连接器理论 技能第第1章章 元元 件件3圆形连接器圆形连接器如图1.16所示。它有一个标准的旋转锁紧机构，具有防水、密封及电磁场的屏蔽功能。故在恶劣的环境下这种连接器用得较多。4印制板连接器印制板连接器的结构形式有直接型、绕接型、间接型和铰链型，如图1.17所示。图1.17 印制板连接器理论 技能第第1章章 元元 件件1.7.2 接插件注意事项接插件注意事项（1）选用接插件应根据具体使用环境和电气、机械要求，留有一定余量。比如一个地方的环境温度为-3040，那么最好使用工作温度在-5050的接插件。（2）接插件接触表面要保持干净，
45、避免不必要的插拔。（3）在一些对安全性要求较高的互联电路中，可并联多个接插件以提高可靠性。（4）应尽量减少使用接插件的数量。理论 技能第第6章章 电子电路基础实验电子电路基础实验4实验内容和步骤（1）按图6.49接好电路，通电后观察，记录R4=2k、10k时的Uo波形，并测量周期及幅值。（2）观察并记录R1= 4.7k及15k 时的波形变化情况。5实验报告要求（1）自拟实验表格，并将整理好的实验数据和波形填入表中。（2）总结运放非线性应用及波形发生电路的安装、调试方法。（3）总结试验中出现的故障及分析排除方法。理论 技能第第6章章 电子电路基础实验电子电路基础实验6思考题（1）在图6.49中，
46、双向稳压管起什么作用？如将其去掉，输出电压将如何变化？（2）若在实验中将运放的同相输入端和反相输入端接错，输出将如何变化？说明原因。（3）说明集成运放输出端与双向稳压管之间所接电阻R3的作用。（4）在图6.49电路中，若改变输出的三角波频率，可采取什么措施？理论 技能第第7章章 课程设计课程设计第第7章章 课课 程程 设设 计计7.1 综合性实验和课程设计总论7.1.1 概述概述综合性实验和课程设计的教学任务是使学生通过一、两个实际问题，巩固和加深在“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般分析和设计方法，提高对电子电路的分析、设计和实
47、验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。实践证明，经过此实践性环节训练的学生，对毕业设计和毕业后从事电子技术方面的工作有很大帮助。通常所说的电子电路设计，一般包括，拟定性能指标、电路的预设计、实验和修改设计四个环节。衡量设计的标准是：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的余量；电路简单、成本低、功耗低；所采用元器件的品种少、体积小且货源充足；便于生产、测试和维修等。这里介绍常用电子电路的一般设计方法，列出课程设计的题目和要求。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.1.2 常用电子电路的一般设计方法常用电子电路的一般设计方法常用电子电路的一般设计方法和步骤是：选择总体方案
48、，设计单元电路，选择元器件，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。由于电子电路种类繁多，千差万别，设计方法和步骤也因情况不同而不同，因而上述设计步骤需要交叉进行，有时甚至会出现反复。因此在设计时，应根据实际情况灵活掌握。1总体方案的选择设计电路的第一步就是选择总体方案，所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，
49、常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计选择方案应注意的几个问题： 应当针对关系到电路全局的问题，开动脑筋，多提些不同的方案，深入分析比较。有些关键部分，还要提出各种具体电路，根据设计要求进行分析比较，从而找出最优方案。 既要考虑方案的可行性，还要考虑性能、可靠性、成本、功耗和体积等实际问题。 选定一个满意的方案并非易事，在分析论证和设计过程中需要不断改进和完善，出现一些反复是再所难免的，但应尽量避免方案上的大反复，以免浪费时间和精力。2单元电路的设计在
50、确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。设计单元电路的一般方法和步骤： 根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合，但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计 拟定出各单元电路的要求后，应全面检查一遍，确实无误后方可按一定顺序分别设计各单元电路。 选择单元电路的结构形式。一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识、开阔眼界，从而找到适用的电路。当确实找不到性能指标完全满足要求的电路时，也可选用与设计要求比较接近的电路，然后调
51、整电路参数。3总电路图的画法设计好各单元电路以后，应画出总电路图。总电路图是进行实验和印制电路板设计制作的主要依据，也是进行生产、调试、维修的依据，因此画好一张总电路图非常重要。画总电路图的一般方法如下： 画总电路图应注意信号的流向，通常从输入端或信号源画起，由左到右或由上到下按信号的流向依次画出各单元电路。但一般不要把电路画成很长的窄条，必要时可按信号流向的主通道依次把各单元电路排成类似字母“U”的形状，它的开口可以朝左，也可以朝向其他方向。 尽量把总电路图画在同一张图样上，如果电路比较复杂，一张图样画不下，应把主电路画在同一张图样上，而把一些比较独立或次要的部分（例如直流稳压电源）画在另一
52、张或者几张图样上，并用适当的方式说明各图样之间的信号联系。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计 电路图中所有的连线都要表示清楚，各元器件之间的绝大多数连线应在图样上直接画出。连线通常画成水平线或竖线，一般不画斜线。互相连通的交叉线，应在交叉处用圆点标出。连线要尽量短。电源一般只标出电源电压的数值（例如+5V，+15V，-15V）。电路图的安排要紧凑、协调，稀密恰当，避免出现有的地方画得很密，有的地方却空出一大块。总之，要清晰明了，容易看懂，美观谐调。 电路图中的中大规模集成电路，通常用框形表示。在框中标出它的型号，框的边线两侧标出每根连线的功能名称和管脚号。除中大规模器件外，其余元器件的符号
53、应当标准化。 集成电路器件的管脚较多，多余的管脚应作适当处理。 如果电路比较复杂，设计者经验不足，有些问题在画出总体电路之前难以解决。可以先画出总电路图的草图，调整好布局和连线之后，再画出正式的总电路图。以上只是总电路的一般画法，实际情况千差万别，应根据具体情况灵活掌握。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计4元器件的选择从某种意义上讲，电子电路的设计就是选择最合适的元器件，并把它们最好地组合起来。因此在设计过程中，经常遇到选择元器件的问题，不仅在设计单元电路和总体电路及计算参数时要考虑选哪些元器件合适，而且在提出方案、分析和比较方案的优缺点时，也需要考虑用哪些元器件以及它们的性能价格比如何等
54、；怎样选择元器呢？必须搞清两个问题。第一，根据具体问题和方案，需要哪些元器件，每个元器件应具有哪些功能和性能指标；第二，哪些元器件实验室有，哪些在市场上能买到，性能如何？价格如何？体积多大。电子元器件种类繁多，新产品不断出现，这就需要经常关心元器件的信息和新动向，多查资料。一般优先选用集成电路，集成电路的应用越来越广泛，它不但减小了电子设备的体积、成本，提高了可靠性，安装、调试比较简单，而且大大简化了设计，使数字电路的设计非常方便。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计5审图因为在设计过程中有些问题难免考虑不周，所以在画出总电路图后，要进行全面审查，审图时应注意以下几点： 先从全局出发，检查总
55、体方案是否合适，有无问题，再检查各单元电路的原理是否正确，电路形式是否合适。 检查各单元电路之间的电平、时序等配合有无问题。 检查电路图中有无烦琐之处，是否可以化简。 要特别注意电路图中各元器件是否工作在额定值范围内，以免实验时损坏。 解决所发现的全部问题后，若改动较多，应当复查一遍。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计6实验（1）实验的必要性设计一个能实际应用的电子电路，既要考虑方案以及用哪些单元电路，各单元电路之间怎样连接，如何配合，还要考虑用哪些元器件，它们的性能、价格、体积、功耗、货源等。因此，设计时要考虑的因素和问题相当多，加之电子元器件品种繁多、性能各异，初学者经验不足，以及一些
56、新的集成电路功能较多，内部电路复杂，如果没有实际使用过，单凭看资料很难掌握它的各种用法和具体细节。因此，设计时难免考虑不周，出现差错。实践证明，对于比较复杂的电子电路，单是纸上谈兵，要想使自己设计的电路无误和完善，往往是不可能的，所以必须进行实验。（2）实验内容 检查各元器件的性能和质量能否满足设计要求。 检查各单元电路的功能和主要指标是否达到设计要求。 检查各个接口电路是否起到应有的作用。 把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能，从中发现设计中的问题。在实验过程中遇到问题时应善于理论联系实际，深入思考，分析原因，找出解决问题的办法。经测试，性能达到全部要求后，再画出正式的电路图。下面，给出
57、几个比较复杂的电子电路作为综合性实验和设计的参考。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.2 线性集成稳压电源7.2.1 工作原理工作原理由线性集成稳压电路组成的稳压电源如图7.1所示。其工作原理与由分立元件组成的串联型稳压电源基本相似，只是稳压电路部分由三端稳压块代替，整流部分由硅桥式整流器代替，使电路的组装与调试工作大为简化。至于三端集成稳压电路的工作原理，在教材中已有阐述，此处不再重复。硅桥式整流器和三端稳压块的外形、型号和电参数等，实验者可参阅有关书籍。 理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.1 三端集成稳压电路的工作原理理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.2.2 实验仪
58、器和器材实验仪器和器材MF-30型万用表 一只数字电压表 一台示波器或DA-16型晶体管毫伏表 一台调压器 一台7.2.3 实验步骤实验步骤（1）接线。按图7.1连接电路，电路接好后在A点处断开，测量并记录Vi的波形（即VA的波形）。然后接通A点后面的电路，观察Vo的波形，如有振荡应消除。调节Rw，输出电压若有变化，则电路的工作基本正常。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计（2）测量稳压电源输出范围。调节Rw，用示波器监视输出电压Vo的波形，分别测出稳压电路的最大和最小输出电压，以及相应的Vi值：（3）测量稳压块的基准电压（即电阻240两端的电压）。（4）观察纹波电压。调节Rw使Vo9V，用
59、示波器观察稳压电路输入电压Vi的波形，并记录纹波电压的大小。再观察输出电压Vo的纹波，将两者进行比较。（5）测量稳压电源的输出电阻ro。断开RL（RL开路），用数字电压表测量RL两端的电压，记为Vo然后接入RL，测出相应的输出电压，记为Vo，用下式计算ro。（6）测量稳压电源的电压调整率Sv。在交流电网与电源变压器之间接入自耦变压器，调节自耦变压器，使交流输入电压变化10，用数字电压表分别测出Vi和Vo的相应变化值，并用下式计算Sv。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.2.4 实验报告实验报告（1）回答预习要求中所提出的问题。（2）报告测量结果。（3）简要叙述实验中所发生的故障及排除方法
60、。7.2.5 预习要求预习要求（1）复习集成稳压电路的有关内容。（2）测量稳压电源的输出电阻和电压调整率时，对测量仪器有哪些要求？为什么？通常用哪些仪器来测量？（3）如果稳压块输出有振荡，应如何消振？（4）如何判断硅桥式整流器的引出脚？ (5) 应如何使用示波器来观察及测量稳压电源的输出纹波？理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.3 智力竞赛抢答器7.3.1 工作原理工作原理1电路功能及组成（1）要求电路能准确判别最先按下抢答开关的竞赛组。并立即有声响及光电指示。（2）当任何一个组抢先按了开关发出声光指示后，其余组再按开关，均不起作用。2工作原理根据以上要求，电路应由三部分组成，第一部分为
61、时间判别电路，第二部分为光电指示（可选用发光二极管指示或数码管显示），第三部分为讯响器。（1）图7.2是利用5个TTL与非门组成的抢答器，它可供4个（或4个以下）竞赛组使用。平时门1门4的输入端1分别通过4只单刀双掷开关S1S4接地，所以每个门的4个输入端都有一个是低电平。这样，4个门的输出端A、B、C、D都是高电平，约为3.6V。因为电源电压是5 V，所以接在每个门输出端的发光二极管LED两端的电压约为5-3.61.4V，而所用发光二极管的工作电压为3V，所以它们不亮。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计门5的4个输入端14是和门1门4的输出端相连的，因为门1门4都是高电平，所以门5的输出
62、端为低电平。VT1和VT2组成一个电子讯响器，因为VT2的基极电阻Rb是接在门5输出端E上的，所以VT2的基极没有电流流入，讯响器不工作。这时的状态就相当于4个竞赛组都没有按动开关的等待状态。从图7.2中可以看出门1门4中任何一个门的另外3个输入端24都和其他3个门的输出端相连。这就是说，4个门中只要有一个门输出低电平，其余3个门的输出就不可能再是低电平。因此，当有一个竞赛组先按了开关，比如S1接到+5V端上，这时，门1的输出变为低电平，使门2门4的输出保持在高电平，不再受开关S1S4的控制。与此同时，LED1两端电压因超过3V而发光。另外因为门5的输出端变为高电平，使讯响器发声，这样主考人在
63、听到响声之后，只要看哪个组的发光二极管亮了，就可知道是哪个竞赛组先按的开关。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.2 抢答器的电原理图理论 技能第第7章章 课程设计课程设计（2）图7.3是用D触发器及相应的门电路构成的四人抢答器。SBlSB2为抢答者按键，当无人抢答时，SBl、SB2均未被按下，D1、D2均为低电平（约为0V），这时触发器的CP端虽有连续脉冲（可用实验箱的脉冲源）输入，但Q1、Q2均为低电平，LED发光二极管不亮。同时，由于74LS20各输入端都是高电平（约为3V），其输出为低电平，讯响器不发声。当有人抢答时（如SBl被按下），则D1变为高电平，在CP连续脉冲作用下，使Q
64、1立即变为高电平，第一号发光二极管点亮，指示出第一路优先抢答，同时 变为低电平，使74LS20输出高电平，这个电平使讯响器发声，经74LS00门反相后，封住连续脉冲，使下一个抢答者的按钮失去作用。主考者可通过按SB5按键，使电路恢复正常，并为下一次抢答作好准备。 理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.3 四人抢答器理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.3.2 实验仪器和器材实验仪器和器材电子技术实验箱（EB-M） 一台74LS20二、四输入与非门一片74LS00四、二输入与非门一片LS175 四D触发器一片3DG6 （ 50）一只3AX31（ 30）一只电阻、电容若干理论 技能第第7
65、章章 课程设计课程设计7.3.3 实验步骤实验步骤（1）任选图7.2或图7.3所示电路，按图在实验箱上连接线路。（2）调试电路的各部分，使其得到满意的效果。（3）调试方法以调试图7.2所示电路为例。 先调与非门部分。当开关S1S4处在接地位置时，4只发光二极管都不应亮，否则，相应的与非门有问题。只要门1门4都没有问题，用万用表测一下门5，输出端应为低电平，否则门5有问题，应调试。 接通任何一个开关到+5V，相应的LED应亮，E点应为高电平。此时用一只100k电位器调节，使讯响器声音最大又好听，然后换上同阻值的固定电阻即可。 在S1，接通+5V后，LED亮，讯响器响，然后分别接通S2、S3、S4
66、、LED2、LED3、LED4都不应再亮，否则门2门4中有问题。依次再检查门1门4的工作情况，并注意门5的工作情况。如果先按某开关时，讯响器不响，除了相应的门可能有问题外，门5相应的输出端也可能有问题。发光二极管的电路一般无须调整，量一下二极管点亮时的电流约为10mA即可。图7.4 发光二极管显示电路如果本机所用元件经过事先检查保证是完好的，组装完成后几乎无须调试就能正常工作。 理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.4 发光二极管显示电路理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.3.4 实验报告要求实验报告要求（1）整理实验过程，总结调试中遇到的问题及解决方法。（2）通过本次实验你有何收
67、获和体会，并提出改进意见。（3）试将图7.3所示电路中LED显示部分改为数码管显示，画出电路图。7.3.5 思考题思考题（1）发光二极管若利用电子技术实验箱上的发光二极管显示，电路应如何改接？还需增加什么元件？试画出改接电路图。电子技术实验箱上的发光二极管显示电路如图7.4所示。（2）试设计一个用数码管显示的抢答器电路，即任何一组抢先按下开关，就显示该组的组别，如第三组先按开关，就显示出3，主考人以此可以判断出是哪一组先按下开关。数码管显示部分可利用电子技术实验箱上的显示电路。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.4 数字电子钟的组装与调试7.4.1 工作原理工作原理数字钟一般由振荡器、分
68、频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。这些都是数字电路中应用最广的基本电路，原理框图如图7.5所示。石英晶体振荡器产生的时标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。秒信号送入计数器进行计数，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的显示电路与“秒”相同，“时”的显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路来实现。所有计时结果由六位数码管显示。现分别介绍如下：理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.5 数字钟的原理框图理论 技能第第7章章 课程设计课程设计1石英晶体振荡器图7.6 晶体
69、振荡器振荡器是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间脉冲。振荡器振荡频率的精度与稳定度基本上决定了钟的准确度。振荡电路是由石英晶体，微调电容与集成反相器等元件构成，原理图如图7.6所示。图中1门、2门是反相器，1门用于振荡，2门用于缓冲整形，Rf为反馈电阻，反馈电阻的作用是为反相器提供偏置，使其工作在放大状态。反馈电阻Rf的值选取太大，会使放大器偏置不稳甚至不能正常工作；Rf值太小又会使反馈网络负担加重。图中C1是频率微调电容，一般取5/35pF。C2是温度特性校正电容，一般取20pF40pF。电容C1、C2与晶体共同构成型网络，以控制振荡频率，并使输入输出相移180。石英晶
70、体振荡器的振荡频率稳定，输出波形近似于正弦波，可用反相器整形而得到矩形脉冲输出。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.6 晶体振荡器理论 技能第第7章章 课程设计课程设计2分频器时间标准信号的频率很高，要得到秒脉冲，需要分频电路。目前多数石英电子表的振荡频率为215=32 768Hz，用15位二进制计数器进行分频后可得到1Hz的秒脉冲信号，也可采用单片CMOS集成电路实现。3计数器（1）六十进制计数“秒”计数器的电路形式很多，但都是由一级十进制计数器和一级六进制计数器组成。图7.7所示是用两块中规模集成电路74LS160按反馈置零法串接而成。“秒”计数器的十位和个位，输出脉冲除用做自身清
71、零外，同时还作为“分”计数器的输入信号。本实验图7.10则是由74LS163与74LS90及门构成“秒”计数器电路。“分”计数器电路与“秒”计数器相同。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.7 六十进位计数器理论 技能第第7章章 课程设计课程设计2）二十四进制计数图7.8所示为二十四进制小时计数器，是用两片74LS160组成的。也可用两块中规模集成电路74LS160和与非门构成。上述计数器原理读者自行分析。4译码和显示电路译码就是把给定的代码进行翻译，变成相应的状态，用于驱动LED七段数码管，只要在它的输入端输入8421码，七段数码管就能显示十进制数字。5校准电路校准电路实质上是一个由基
72、本R-S触发器组成的单脉冲发生器，如图7.9所示。从图中可知，未按按钮SB时，与非门G2的一个输入端接地，基本R-S触发器处于1状态，即Q1，0。再看图7.5，这时数字钟正常工作，分脉冲能进入分计数器，时脉冲也能进入时计数器。按下按钮SB时，与非门G的一个输入端接地，于是基本R-S触发器翻转为0状态Q0，1。再看图7.5，若所按的是校分的按钮SBl，则秒脉冲可以直接进入分计数器而分脉冲被阻止进入，因而便能较快地校准分计数器的计数值。若所按的是校时的按钮SB2，则秒脉冲可以直接进入时计数器而时脉冲被封锁，于是就能较快地对时计数值进行校准。校准后，将校正按钮释放，使其恢复原位，数字钟继续进行正常的
73、计时工作。本实验电路图7.10未加校准电路。读者可在图7.11电路中加入校准电路。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计 图7.8 二十四进位计数器 图7.9 单脉冲发生器理论 技能第第7章章 课程设计课程设计 图7.10 数字钟逻辑电路理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.4.2 实验仪器和器材实验仪器和器材面包板四六片74LS163二进制计数器两片74LS160十进制计数器一片74LS90BCD、二-五进制计数器两片74LS 00四、2输入与非门一片74LS04六反相器一片74LS112双J-K触发器 一片74LS48BCD七段译码驱动器六片七段共阴极数码管六片理论 技能第第7章章 课
74、程设计课程设计7.4.3 实验步骤实验步骤根据本实验所给元件，按图7.11所示电路在实验箱上组装调试。依次观察各数码管显示的数据是否正确。7.4.4 实验报告要求实验报告要求（1）画出数字钟的全部逻辑图，简述各部分工作原理。（2）总结调试中遇到的问题及解决方法。（3）谈谈你的收获、体会及改进意见。数字电子钟的实现方案有多种，图7.11是另外一种实现方案。该电路也含有振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分电路，但是该电路所使用的集成组件与图7.10电路的组件不同。此外该电路还具有校正功能和整点报时功能。读者可自己分析图7.11中各部分电路的原理，现仅把图7.11的整点报时电路的原理分析如
75、下。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计在图7.11中，当分计到59min时，将分触发器置1，而等到秒计数到54s时，将秒触发器置1，然后通过与相“与”后，再和1s标准秒信号相“与”，输出控制低音喇叭鸣叫，直到59s时，产生一个复位信号，使清0，低音鸣叫停止；同时59s信号的反相又和相“与”，输出控制高音喇叭鸣叫。当分、秒计数从59:59变为00:00时，鸣叫结束，完成整点报时。电路中的高、低音信号分别由CD4060分频器的输出端Q5和Q6产生。Q5输出频率为1024Hz，Q6为512Hz。高、低两种频率通过或门输出驱动三极管VT，带动喇叭鸣叫。7.4.5 预习要求预习要求（1）复习中规模计
76、数器、译码器的逻辑功能。（2）试用本实验所提供的集成芯片画出二十四进制和六十进制计数器的接线图（管脚图见附录）。（3）画出数字电子钟的全部逻辑电路图。要求： 具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示式电子钟。 具有整点报时功能，在离整数点10s时，便自动发出鸣叫声，声长1s，每隔1s鸣叫1次，前4响是低音，后1响为高音，共鸣叫5次，最后1响结束时为整点（低音频为500Hz，高音频为1 000Hz）。 具有稳定可靠的校时功能（时、分）。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.5 数据采集系统7.5.1 工作原理工作原理数据采集系统框图如图7.12所示。该系统由A/D转换、三态缓冲器、存储器、
77、地址码发生器、控制逻辑、电子开关、D/A转换等七部分组成。其中A/D转换由ADC0809完成，三态缓冲器由两块74LS126构成，存储器由两块1k4RAM构成，地址码发生器由3块74LS193（T215）构成，控制逻辑由4个与非门构成，电子开关由一块T072构成。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计 原理图如图7.13所示。G1和G2构成一个基本RS触发器，加电源后，系统处于采集存储状态。G1输出高电平，使DAC等待工作，且使地址码发生器的输入与ADC的EOC接通，同时使缓冲器开始工作；G2输出低电平，使存储器允许写入数据，且关断了读出时钟脉冲；G3的输出瞬时出现高电平后，变为低电平，使地址
78、码发生器指向000H存储单元，并等待工作；G4输出高电平。由于ADC0809接成自动转换型（参考有关资料），因此，每当转换结束后，EOC输出一个正向脉冲，使ADC开始下次转换。转换开始后，EOC输出一个负向脉冲，使地址发生器产生一个新的地址码，等待数据写入。当该工作过程重复进行到400H时，G4输出变为低电平，一方面使地址码发生器指向000H地址单元，另一方面使基本RS触发器翻转一次，其作用是使三态缓冲器停止工作，DAC开始工作、存储器允许读操作，且使地址码发生器与读出时钟连通，系统处于读出状态。在此种状态下，系统重复输出原采样所得的结果。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计理论 技能第第7
79、章章 课程设计课程设计图7.12 数据采集系统框图理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.13 电原理图理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.5.2 实验仪器和器材实验仪器和器材D/A转换器（DAC 0832） 一片A/D转换器（ADC0809） 一片74LSl26（三态缓冲器） 两片 21141kX、4RAM段 两片T072（与或非门） 一片T215（十六进制计数器） 三片T065（二输入四与非门） 一片运算放大器 一只电阻（470） 一个电容（0.15F） 一个7.5.3 实验步骤实验步骤弄懂电路工作原理，实验步骤自拟。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.6 交通灯控制电路设
80、计7.6.1 工作原理工作原理为确保十字路口的交通安全，往往都采用交通灯自动控制系统来控制交通信号。其中红灯（R）亮，表示禁止通行；黄灯（Y）亮表示暂停；绿灯（G）亮表示允许通行。交通灯控制器的系统框图如图7.14所示。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.14 交通灯控制器系统框图理论 技能第第7章章 课程设计课程设计设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：（1）满足如图7.15顺序工作流程。图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG；东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向
81、黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。（2）应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。（3）十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体为：某方向绿灯亮时，置显示器为某值；然后以每秒减1计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.15 时序工作流程图理论 技能第第7章章 课程设计课程设计（4）可以手动调整和自动控制。（5）在完成上述
82、任务后，可以对电路进行以下几方面的电路改进或扩展。 设某一方向（如南北）为十字路口主干道，另一方向（如东西）为次干道；主干道由于车辆、行人多，而次干道的车辆、行人少，所以主干道绿灯亮的时间，可选定为次干道绿灯亮的时间2倍或3倍。 用LED发光二极管模拟汽车行驶电路。当某一方向绿灯亮时，这一方向的发光二极管接通，并一个一个向前移动，表示汽车在行驶；当遇到黄灯亮时，移位发光二极管就停止，而过了十字路口的移位发光二极管继续向前移动；红灯亮时，则另一方向转为绿灯亮，那么，这一方向的LED发光二极管就开始移位（表示这一方向的车辆行驶）。7.6.2 实验仪器和器材实验仪器和器材直流稳压电源；交通信号灯；集
83、成电路：74LS74，74LS164，74LS168，74LS248及门电路；显示：数码管，发光二极管；电阻；开关。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.6.3 设计方案提示设计方案提示根据设计任务和要求，参考交通灯控制器的逻辑电路主要框图如图7.14所示，设计方案可以从以下几部分进行考虑。1秒脉冲和分频器若十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮时间比例分别为5:1:6。若选4s为个时间单位，则计数器每4s输出一个脉冲。2交通灯控制器由上可知，计数器每次工作循环周期为12，所以可以选用12进制计数器。计数器可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器。这里选用中规模74LS164八位移位寄存器组
84、成扭环形十二进制计数器。由此可列出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式：东西方向 绿：EWG= 黄：EWY= 红：EWR= 南北方向 绿：NSG= 黄：NSY= 红：NSR=Q5由于黄灯要求闪耀几次，所以用时标1s和EWY或NSY黄灯信号相“与”即可。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计3显示控制部分显示控制部分，实际是一个定时控制电路。当绿灯亮时，使减法计数器开始工作，每来一个秒脉冲，使计数器减1，直到计数器为0。译码显示可用74LS248 BCD码七段译码器，显示器用LC5011-11共阴极LED显示器，计数器采用可预置加、减法计数器，如74LS168、74LS193等。4手动/自
85、动控制这种控制可用一选择开关进行。置开关在手动位置，输入单次脉冲，可使交通灯处在某一位置上，开关在自动位置时，则交通信号灯按自动循环工作方式运行。7.6.4 参考电路参考电路根据设计任务和要求，交通信号灯控制器参考电路，如图7.16所示。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.6.5 参考电路简要说明参考电路简要说明1单次手动及脉冲电路单次脉冲是由两个与非门组成的RS触发器产生的，当按下S时，有一个脉冲输出使74LS164移位计数，实现手动控制。S2在自动位置时，由秒脉冲电路经分频器（4分频）输入给74LS164，这样，74LS164为每4s向前移一位（计数1次）。秒脉冲电路可用晶振或RC振
86、荡电路构成。2控制器部分控制器部分由74LS164组成扭环形计数器，然后经译码后，输出十字路口南北、东西二个方向的控制信号。3数字显示部分当南北方向绿灯亮，而东西方向红灯亮时，使南北方向的74LS168以减法计数器方式工作，从数字24开始往下减，当减到0时，南北方向绿灯灭，红灯亮，而东西方向红灯灭，绿灯亮。由于东西方向红灯灭信号，使与门关断，减法计数器工作结束，而南北方向红灯亮，使另一方向东西方向减法计数器开始工作。在减法计数开始之前，由黄灯亮信号使减法计数器先置入数据，图中接入U/和LD的信号就是由黄灯亮（为高电平）时，置入数据。黄灯灭，而红灯亮开始减计数。交通灯控制器的实现方法很多，这里就
87、不一一举例了。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计交通灯控制器的实现方法很多，这里就不一一举例了。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计77 单片机与单片机与D/A转换器接口设计（波形发生器）转换器接口设计（波形发生器）我们在前面已经介绍了8位D/A转换器DAC0832的工作原理；DAC0832是8位的D/A集成转换芯片，它可以与8位的单片机8051完全兼容。771 工作原理工作原理DAC0832与8051单片机有两种基本的接口方式：单缓冲器和双缓冲器同步方式。1单缓冲方式接口 若应用系统中只有一路D/A转换，则采用单缓冲器方式接口，如图7.17所示.让ILE接5V，寄存器选择信号 及数据传
88、送信号 都与地址选择线相连（图中为P2.7）两级寄存器的写信号都由8031的 端控制。当地址线选通DAC8032后，只要输出 控制信号，DAC0832就能一步地完成数字量的输入锁存和D/A转换输出。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计由于DAC8032具有数字量的锁存功能，故数字量可以直接从8031的P0口送入。执行下面几条指令就能完成一次D/A转换：MOVDPTR，#7FFFH；指向DAC0832MOVA，#DATA；数字量先装入累加器MOVXDPTR，A；数字量从P0口送到P2.7所指向的地址， 有效时；完成一次D/A输入与转换理论 技能第第7章章 课程设计课程设计 图7.17 单缓冲方
89、式的接口电路理论 技能第第7章章 课程设计课程设计2双缓冲器同步方式接口对于多路D/A转换接口，要求同步进行D/A转换输出时，必须采用双缓冲器同步方式接法。DAC0832采用这种接法时，数字量的输入锁存和D/A转换输出是分两步完成的，即CPU的数据总线分时地向各路D/A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入寄存器中，然后CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各个D/A转换器输入寄存器中的数据打入DAC寄存器，实现同步转换输入。图7.18是一个两路同步输出的D/A转换接口电路,这时DAC0832工作在双缓冲工作方式。8031的P2.5和P2.6分别选择两路D/A转换器的输入寄存器，控制输
90、入锁存；P2.7连到两路D/A转换器的 端控制同步转换输出； 端与所有的 、 端相连，在执行MOVX输出指令时，8031自动输出 控制信号。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计执行下面8条指令就能完成两路D/A的同步转换输出。MOVDPTR，#0DFFFH；指向DAC0832(1)MOVA， #data1 ；#data1送入DAC0832(1)中锁存MOVX DPTR，A MOVDPTR，#0BFFFH；指向DAC0832(2)MOVA， #data2 ；#data1送入DAC0832(2)中锁存MOVX DPTR，A MOVDPTR，#7FFFH ；给0832(1)、0832(1)提供MO
91、VX DPTR，A ； 信号，同步完成转换输出理论 技能第第7章章 课程设计课程设计 图7.18 双缓冲方式的接口电路理论 技能第第7章章 课程设计课程设计3应用举例数模转换器可以应用在许多场合，这里介绍用8051和D/A转换器结合来产生阶梯波。阶梯波是在一定的时间范围内每隔一段时间，输出幅度递增一个恒定值。如图8.19所示.每隔1ms输出幅度增长一个定值，经10ms后从新循环。用DAC0832在单缓冲方式下就可以输出这样的波形。所需的1ms延迟可以通过延迟程序获得，也可以通过单片机内的定时器来定时。通过延迟程序产生的阶梯波的程序如下：理论 技能第第7章章 课程设计课程设计START： MOV
92、 A, #00H MOV DPTR, #7FFFH ；D/A转换器地址送DPTR MOV R1, #0AH ；台阶数为10LOOP： MOVX DPTR, A ；送数据至D/A转换器 CALL DELAY ；1ms延迟 DJNZ R1, NEXT ；不到10个台阶转移 SJMP START ；产生下一个周期NEXT： ADD A, #10 ；台阶增幅 SJMP LOOP ；产生下一个台阶DELAY： MOV 20H, #249 ；开始1ms延迟程序AGAIN： NOP NOP DJNZ 20H, AGAIN RET理论 技能第第7章章 课程设计课程设计图7.19 阶梯波形图理论 技能第第7章章
93、 课程设计课程设计7.7.2实验步骤分析电路工作原理，按单缓冲方式接线，按实例输入程序，用示波器观察输出波形，详细步骤自拟。7.7.3实验仪器和器材89C51开发机 一台 DAC0832 二块 A741运算放大器 二只 理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训第第8章章 电子电路实训电子电路实训通过前面几章的学习，已经比较好地掌握了电子电路的理论知识，电子仪器的操作规程和方法以及电子电路的实验步骤和要求。学习的目的在于应用，本章将通过大量的应用实例进一步熟悉和掌握所学的知识和技能，同时体会一下电子产品生产制造的全过程。8.1 基本操作训练在电子产品的生产过程中，元器件安装焊接、元器件焊接
94、后的引脚处理、焊接检查评判、拆焊等操作是最基本、最重要的一环。为此本节主要进行元器件焊接练习。通过练习掌握电烙铁头的整修、目测电烙铁温度的方法、电烙铁焊接顺序、手工焊接工艺和焊点要领等。8.1.1 焊接所需器材与工具焊接所需器材与工具焊接所需器材与工具主要包括电烙铁、助焊剂、焊料（39锡铅焊料）、铆钉板、废器件、印制电路板及剪刀、镊子等工具。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.1.2 焊接步骤焊接步骤1电烙铁头的整修久置不用的电烙铁或新电烙铁启用时，需要整修烙铁头（采用多层合金新工艺制造的长寿命电烙铁头，不需要且不允许对其整修）。用锉刀将烙铁头的两边锉成小于45，前面沿锉成15角
95、，尖端锉圆（无钩状）。插上电源插头，待烙铁加热到适当温度，给电烙铁上锡。2手工焊接要点（1）选用适当的电烙铁。应根据元器件的大小来选择烙铁的大小和型号。（2）掌握正确的焊接时间和电烙铁的最佳温度。手工焊接的焊接时间一般不大于3s（所选择电烙铁应能在3 s内熔化焊接部位的焊料）。普通印制电路板焊接用的电烙铁工作温度约为230250。（3）在焊接时，应学会判断焊料的润湿程度，以防止焊接缺陷的产生。所谓适当的润湿状态，就是焊锡应将引线完全覆盖，焊点大小与焊盘相当，焊点形状呈凹圆锥形。焊锡表面均匀而且有光泽。（4）手工焊接的操作顺序。对热容量大的元器件粗引线与焊盘焊接时，应按照“4节拍顺序”进行焊接，
96、如图8.1（a）所示。而对热容量小的元器件细引线与焊盘焊接时，应按照“2节拍顺序”进行焊接，其顺序如图8.1（b）所示。 理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.1 手工焊接操作顺序理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训3焊点练习焊点练习分三阶段进行。（1）焊点成型练习。这一步的主要目的是掌握正确焊接姿势。参阅第4章有关内容，学会烙铁的整修方法及使用方法，焊出大小均匀、焊点光亮又牢固的焊点。采用的练习方法是用光铜丝焊1010个网格。（2）不同热容量焊件焊接练习。主要练习热容量大小不同焊件的焊接。要求掌握根据被焊件热容量的大小选择合适电烙铁的方法及焊接顺序。掌握元器件引线处理
97、方法，焊后引脚处理、修复方法。（3）印制电路板元器件安装焊接练习。主要练习元器件识别、元器件成型、元器件在印制电路板上的安装及焊接。要求在规定时间内，能识别一定数量的电路元器件，按照焊接工艺焊出合格焊点。（4）连接器的安装。在焊接连接器之前，应检查连接器的安装是否正确，其要求： 电连接器应牢固地安装在印制电路板上。 电连接器的插孔必须插满插针，以保证插接牢固可靠。 焊接过程中若发现电连接器几何变形或损坏，必须更换新连接器。（5）连接器引线的焊接要求：将电烙铁头放在引出线和焊座的连接点上，加焊锡，焊接时焊料应加在烙铁头连接部位的结合处，使焊锡紧靠焊接面而不爬升到烙铁头上。为尽快传递热量，应将烙铁
98、头微向下压，以保证得到良好的焊点。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.2 声、光控定时电子开关声、光控定时电子开关是一种利用声、光双重控制的无触点开关。晚上光线变暗时，可用声音自动开灯，定时40s左右后，自动熄灭；白天光线充足时，无论多大的声音也不开灯。它特别适用于住宅楼、办公楼楼道、走廊、仓库、地下室、厕所等公共场所的照明自动控制，是一种集声、光、定时于一体的自控开关。声光控定时电子开关方框图如图8.2所示。它由压电陶瓷蜂鸣片、声音放大器、检波器、整形电路、光控电路、电子开关、定时电路和交流开关组成。工作原理如图8.3所示，陶瓷压电蜂鸣片B把声音变成直流控制电压。白天，光电二极
99、管VD6受光后，阻值变小，集成电路A的脚的电位与脚电位相等，则脚呈低电位，C4内无电荷。脚呈低电位，晶闸管VS截止，灯泡不亮。在VS截止时，直流电压经R1降压后加到滤波电容C2、稳压二极管VD5上，VD5的稳压值在4V左右。这时A脚对脚的电位为4V。天黑无光照射VD6时，VD6阻值变大，脚电位将上升到开启电压值，这时集成电路A内部的电子开关可以受声音控制。在此情况下，若电路感应到声音，则使脚电位上升。该高电位通过R6加到脚放大，经脚输出，通过限流电阻R2使VS导通，灯泡燃亮。发光40s左右后，C4放电完毕，脚又变为低电位，VS关断，电灯熄灭。灯泡发光时间的长短是由时间常数R6、C4的参数所决定
100、的。R1、R2分别具有降压和减小对VS的启动冲击电流，保护灯泡的功能，使灯泡寿命延长。C1为抗干扰电容，用于消除灯泡发光抖动现象。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.2 声、光控定时电子开关方框图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.3 声、光控定时电子开关理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训安装与调试：（1）该开关应串接在照明回路中，如图8.4所示。严禁并接在220V电源上。（2）该开关最高工作电压不超过250V，最大工作电流不超过300mA。（3）如想改变定时时间，可改变电阻R6或电容C4的数值，定时时间最长可达60s。（4）投入使用时，应注意该节电
101、开关负载功率最大为60W白炽灯泡，不能超载。灯泡切记不可短路，接线时要关闭电源或将灯泡先去掉，接好开关后再闭合电源或将灯泡装上。（5）工作环境温度-2045。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.4 声、光开关接线图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.3 水满报警器图8.5是一个可靠的水满报警电路，当水箱里的水位升高到规定限度时，将及时发出报警信号。它可用于救火车中的水箱，家庭中的洗衣机，工业中的锅炉及汛情报警等。电路工作原理：该电路主要是由A1A4 4个与非门电路所组成。当探针G未接触到水时，二极管VD2截止，A3的脚高于A2的脚电平，脚呈高电平，因而、脚呈低电平
102、。这样A4、R4、C4组成的振荡电路被封锁而不起振，蜂鸣片B不产生告警信号。当探针G接触到水时，脚电位上升，VD2导通，则脚电平小于脚电平，脚电平呈高电平，通过反馈电容C1使Al的脚由低电平变为高电平，与A1的脚比较后，脚变为低电平，、脚为高电平，使振荡电路A4、R4、C4起振，蜂鸣片B将发出频率约为l kHz的蜂鸣信号。当探针G离开水位时，蜂鸣声延时5 s后自动停止。图中反馈电容C3有延时功能。VD2、VD3为隔离二极管。调节电位器RP，可改变直流控制电压的大小。该电路可按图8.5正确焊接，然后，用万用表测量集成电路理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.5 水满报警器理论 技能
103、第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.4 多功能报警专用集成电路8.4.1 SGZ07的原理与应用的原理与应用SGZ07多功能报警器集成电路由控制输入、调制振荡、音频振荡、混频放大、扬声输出、闪光输出、电源稳压等七个部分组成。不仅可以用做温度报警、压力报警、防盗报警、失控报警、险情报警等各种报警器，而且可用于玩具模拟警车声、汽艇声、摩托车声、汽车喇叭声、机枪声以及动物的叫声，也可以用做驱鼠器、车铃、门铃、蜂鸣器、闪光器等。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.4.2 性能特点性能特点（1）静态功耗小，耗电电流小于2.5 mA，电源电压为3 V。（2）外接元件少。仅外接一只电容即可
104、产生一定节奏的闪光信号和发声信号。（3）适用电压范围宽，电源在2.4 V6 V内，电路功能正常。（4）有两个控制端，两种极性相反的数字信号和模拟信号都能有效控制。（5）具有两个同步输出通道，分别可直接推动发光二极管VD和扬声器BL。SGZ07电路原理框图和外引线排列如图8.6所示。采用塑料封装双列直插式，共有14个引出脚，W为内部稳压器，f1为调制振荡器，f2为音频振荡器，G为混频放大器。f1的振荡频率取决于、脚间的外接电容，f2的振荡频率取决于、脚间外接电容。、脚是两个互为反相的控制输入端，当脚为低电位，脚为高电位时，f1和f2起振。通过混频放大器G放大、整形后，由、脚和、脚分别输出振荡信号
105、驱动扬声器和闪光器工作。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.6 电路原理框图和外引线排列理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.4.3 SGZ07的典型应用的典型应用（1）单频率发声器或信号源：利用不同的电容量C1，加到SGZ07的、脚进行调制振荡，便可产生各种不同的单频率信号，如蜂鸣声、汽车喇叭声、电子琴的每个音阶、航标灯的闪光信号、超声信号等。其基本接线图如图8.7所示。各种不同的单频率信号只是C1的容量不同而已，具体各种发声可参考表8.1。 C1单位输出信号特征0.470.10.10.220.330.470.010.47102200.00010.002FFFFF
106、F蜂鸣声，闪光近似连续汽车喇叭声，闪光近似连续汽艇或摩托车声，闪光快每相差0.01F，能发出一个音阶的电子琴声打击声，闪光慢，可做各种闪光枪超声信号（2）双频率发声器或信号源：如警报声、机枪声以及鸡叫声、牛叫声等，都是由两个频率的信号合成的。这时，利用SGZ07将电容Cl接至、脚，电容C2接至、脚，如图8.8所示。适当选配C1和C2便可巧妙地把这些声音模拟出来，至于C1、C2的搭配，可参考 表8.2理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训表8.1 各种不同的发声所需配置的电容器容量C1单位输出信号特征0.47-0.10.1-0.220.33-0.470.01-0.4710-2200.00
107、01-0.002UfUfUfUfUfUf蜂鸣声，闪光近似连续汽车喇叭声，闪光近似连续汽艇或摩托车声，闪光快每相差0.01uF,能发出一个音阶的电子琴声打击声，闪光慢，可做各种闪光枪超声信号理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 图8.7 多用报警专用集成电路接线图 图8.8 双频率发生器接法理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训表8.2 几种不同的声音所需C1、C2的搭配C1C2单位输出信号特征4.710-3333-50100-22022-330.47-10.1-10.1-0.474.70.47-1.5FFF FF机关枪，闪光快警报声，闪光较快，适做警报器，汽车闪光器鸟，鸡叫声
108、，闪光较慢牛，熊叫声，闪光慢孔雀叫声，闪光较快理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训3）各种报警器：各种报警器的基本接法如图8.9所示。实际上就是在图8.7和图8.8的基础上调出警报声后，再在SGZ207的脚或脚接上不同的传感器件或控制信号，同时适当调试下 R1或R2，便可获得不同的报警器。脚、脚是两个相位相反的控制端，控制的核心是控制脚相对于脚的电位，当脚对脚的电位小于0.5 V时，振荡器不起振，扬声器BL、发光二极管VD均无输出；而当脚对脚的电位大于0.7 V时，振荡器起振，扬声器、闪光灯均有输出。所以当脚所接的R2值一定，并且直接接VCC时（VCC为SGZ07的正电源电压），脚所
109、接的R1变大，或SAl断开，或R1直接接“0”信号时，扬声、闪光都会有输出，反之则无。若脚所接R1的值一定，并直接接VCC时，R2变小，或SA2闭合，或R2接“1”信号（此时R2可不要）则扬声器、闪光灯也都有输出，反之则无。可见、脚均为受控输入端，只是相位相反而已，并且可受控于敏感元件（表现为阻值变大或变小），也可受控于开关元件（闭合或关断），还可受控于模拟信号（电位升高或降低）或数字信号（“0”或“1”）。控制灵敏度或控制点，是通过对R1、R2确定其中之一后，再调整另一个来实现的。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.9 各种报警器的基本接法理论 技能第第8章章 电子电路实训电
110、子电路实训例如，按图8.9做个降温报警器。Rl是一个2 k的热敏电阻（负温度参数），要求温度降至20就报警，则先求出此时热敏电阻的阻值，用一等值电阻代换接入脚与Vcc之间，再逐步调整R2使报警器刚好发声、闪光，再将脚上的电阻换为热敏电阻，则到达该温度时就会报警。再如，按图8.9做个光弱报警电路。青少年看书写字时，如不注意光线明暗，长期在弱光下学习，势必会患近视眼病。将R1换成一个ORP61型光敏电阻，将R2换成一个10 k的电位器。把光敏电阻ORP61置于标准照度下，即桌面照度以100LX（勒克斯）为宜。调节电位器由阻值最大向阻值小的方向缓慢旋转到某一点时，扬声器发出声音，发光管闪亮。然后将电
111、位器稍微退一点，使响声、闪光恰好停止。使用时，当光线暗于标准照度，电路会即刻发出声、光报警信号；当光线强于标准照度，则无声，闪光熄灭。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训（4）SGZ07输出功率的扩展：SGZ07通常扬声输出电流约为50 mA100 mA，闪光输出电流为5 mAl0 mA，般可直接驱动0.25 W的扬声器和发光二极管。若需更大的输出功率，可外接PNP或NPN型功率管。图8.10为PNP型功率管接法，图8.11为NPN型功率管接法。由于功率扩大，原定闪光输出可改为扬声器输出，扬声器输出改为接灯泡，因为这两个通道是同步的，只要功率合适，可以互换。理论 技能第第8章章 电子
112、电路实训电子电路实训 图8.10 加装PNP型功率管 图8.11 加装NPN型功率管理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.5 迷你闪光彩灯利用“节日泡”一闪一闪的特点制作的简易节日彩灯闪光装置，成本低、制作简单、性能可靠、效果良好。工作原理如图8.12所示。由三极管VTl、VT2等元件构成自激多谐振荡器。电容C3、C4的交替充电与放电，使三极管VTl与VT2也交替地饱和与截止。于是从VTl的集电极输出一振荡信号送入双向晶闸管VS的控制极G，使VS导通，彩灯H闪亮。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.12 迷你闪光彩灯电路理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训
113、其中，振荡频率主要取决于R3、R4和C3、C4。由于选用元件时使R3R4，C3C4，所以适当选择R3、R4和C3、C4的数值，可控制VTl、VT2的导通时间约为3 s，截止时间也为3 s。电阻R1为限流电阻，它可根据双向晶闸管VS的控制端的不同要求，调整其阻值的大小。由于多谐振荡器在较宽的电压范围内均能起振工作，所以电源采用了电容C1降压，不仅体积小、重量轻、形式简单，而且成本低，不发热。 双向晶闸管VS和三极管VT1、VT2的外形及管脚排列如图8.13所示。元器件选择：电容Cl选0.47F/400 V，C2选220 F/400V，C3、C4选200 F/100V。电阻R1为1.2 k，R2、
114、R5为1 k，R3、R4为20 k；其功率均为1/4W金属膜电阻。二极管VDl、VD2选1N4004；双向晶闸管VS选MAC97A6；三极管VTl、VT2为C9014或9018。使用时应注意：（1）该电路彩泡H最大功率不得大于160 W。（2）该电路许多点上直通市电220 V电源电压，要注意电路的绝缘。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.13 VS和VT1VT2的外形及管脚排列理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.6 音频功率放大器该音频功率放大器适用于双声道双卡收录机及立体声音响。其电路增益可达80dB，非线性失真小于5。工作原理如图8.14所示。输入的音频微信号
115、经电容C1耦合到前置运算放大器A的脚进行放大，其脚送出的信号经两个并联对称、平衡的功放三极管VTl、VT2射极同相输出。 其中，C2、R4、RP构成负反馈电路，C3为高频补偿电容，C4、C5为电源滤波电容。电阻R8R11为三极管VTl、VT2的偏置电阻。低频端频响好坏取决于输出端电容量C8、C9的容量大小，同时也起隔直作用。调节电位器RP可调增益达110 dB以上。元器件选择：电容C1、C6、C7为22 F/25V，C2为18 pF，C3为300 pF，C4为50 F/16 V，C5为0.022 F，C8、C9为100 F/25 V；电阻R1为l k，R2、R3为620 ，R4为6.8 k，R
116、5为510 ，R6、R7为100 ，R8、R11为20 k，RP、R10为5l k，R12、R13为510 ，以上电阻的标称功率均为1/6W；电位器RP为15 k、1/2w；稳压二极管VD选2CW21H；集成运算放大器电路A用5G922；三极管VTl、VT2为3DD61C或2SD288、 25。扬声器BLl、BL2采用8 、4 W10 W。使用注意事项：（1）该电路输入电阻为600 ；（2）按照要求，电路增益可达100 dB；（3）大功率三极管VTl、VT2须装散热器，以增大散热面积，提高带负载能力。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.14 音频功率放大器理论 技能第第8章章
117、电子电路实训电子电路实训8.7 集成闪光声响电路用一片PSS3207集成电路可以制成一个闪光声响器。它可用做儿童电子玩具，也可用做报警装置。工作原理如图8.15所示。A中的、脚分别为蜂鸣片B、发光二极管VD2、VD3的控制脚，当合上开关SA，脚将变为高电平，从而使PSS3207开始工作，VD2和VD3交替闪烁，其闪烁间隔约为l s，脚输出一系列振荡信号去驱动B发出忽大忽小的声响。电路工作时消耗电流为40 mA。当电源电压小于5V时，则VD3熄灭，VD1和B长亮、长鸣。调整电位器RP，可以改变闪光声响的电平大小。元器件选择：电容C1选4.7 F/16 V，C2、C4、C5选47 000 pF，C
118、3为0.47 F/50 V；电阻R1为2.7 M，R2为680 ，R3为220 ，R4为5.1 M，R5为270 ，以上电阻的标称功率均为1/8W；电位器RP选4.7 k；二极管VDl为2AP10；发光二极管VD2选用BT301A（绿色），VD3为BT201A（红色）；集成电路A采用PSS3207；蜂鸣片B为HTD27A-1；开关SA用KNX（11）。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.15 集成闪光声响电路理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.8 由运算放大器组成的恒流源电路8.8.1 由运算放大器组成的恒流源电路工作原理由运算放大器组成的恒流源电路工作原理如图8
119、.16所示为一由运算放大器组成的恒流源电路。在该电路中，稳压管提供基准电压VREF，R1为稳压管的限流电阻，当稳压管所提供的基准电压VREF6V、RS=51时，该电路向负载电阻提供的恒定电流为：设计恒流源电路时，必须注意负载的变化范围。设RLmax为负载电阻的最大值，RLmin为负载电阻的最小值，负载电阻RL的变化范围为RLminRLRLmax因为IL为恒定电流，则输出电压应为：RLminILVoRLmax IL由上式可以看出，当IL一定时，Vo越大，负载电阻允许变化的范围就越大。为了保证电路可靠工作，晶体管应采用大功率管，即电路中晶体管的耗散功率应小于它的最大允许功耗。理论 技能第第8章章
120、电子电路实训电子电路实训 图8.16 恒流源电路1 图8.17 恒流源电路2理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.17所示恒流源电路也可以向负载提供几百毫安的电流。由图可知：基准电压VREF最大可达6V（稳压二极管的稳压值），因此，该恒流源的最大恒定电流为：随着基准电压的下降（调节100k电位器），输出电流将会减小。运算放大器的输出端通过限流电阻（1k）与功率晶体管T的基极相连，驱动晶体管T，使其可向负载提供较大的输出电流。当负载电阻RL30时，晶体管T的功耗约为1.8W。使用时，必须注意管壳的温度，当管壳的温度升高时，T允许的功耗将会下降。8.8.2 选择组件选择组件（1）对运
121、放的要求：开坏增益Ao105，失调电压、失调电流应小些。（2）对晶体三极管的要求：要考虑三极管的最大功耗。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.9 由模拟乘法器组成的压控振荡器8.9.1 电路工作原理电路工作原理8.9.1电路工作原理电路包括两个部分，一是模拟乘法器的外围电路，二是整个闭环电路。模拟乘法器MC1595的典型接线图如图8.18所示。图中，运算放大器A741是使乘法器由双端输出变为单端输出的变换器，Rw用于输出失调调零，RWX , RWY用于乘法器的输入失调调零，RWK用于调节相乘增益K。乘法器的有关内容可参阅相关书籍，此处不再赘述。 图8.19是压控方波-三角波发生器
122、的方框图。由图可见，该电路由四部分组成，即乘法器、积分器、比较器和限幅电路。在这个闭环系统中，vo2和输入电压vY相乘，作为积分器的输入电压，vo1和vo2的频率将受vY的控制，积分器输出三角波，比较器输出方波。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.18 MC1595的典型接线图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.19 压控方波-三角波发生器方框图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.20是没有限幅电路的方波-三角波发生电路。模拟乘法器采用MC1595，运算放大器A3是单端转换电路，A1组成积分器、A2组成比较器。电路的工作原理简述如下：设vY0，当
123、比较器A2的输出电压vo2为正时，由于vo3=KvXvY，积分器的输入也为正，因而积分器进行负向积分。在极性相反的vo1和vo2的共同作用下，在某一时刻，当A2的同相端达到零电平时（即vE0），比较器A2翻转，vo2由正变为负。与此同时，vo3=KvXvY也由正变为负，因而积分器进行正向积分。在极性相反的vo1和vo2的共同作用下，在某一时刻，A2的同相端又达到零电平（vE0），比较器A2再次翻转。如此周而复始，形成振荡，产生方波-三角波输出，其波形如图8.21所示。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 图8.20 无限幅电路的方波-三角波发生电路 图8.21 波形图理论 技能第第8
124、章章 电子电路实训电子电路实训由上述分析可知：方波的幅值由比较器A2决定，如果vo2的幅值过大，则可接一级限幅电路。比较器A2同相端电压vE由vo1和vo2共同决定，根据叠加原理可得当电路翻转时，vE =0，代入上式，可得积分器输出电压vo1的幅值为显然，改变R1和R2的阻值，可以改变vo1的幅值。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训又由图8.21可知：当t时，A1的输出电压为式中，Kvo2vY是乘法器的输出电压v o3。由此可得周期T的表达式，即所以上式表明：在电路参数确定之后，振荡频率f受输入电压vF的控制。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.9.2 电压控制的方波
125、电压控制的方波-三角波发生器技术指标三角波发生器技术指标三角波：3V；方波：6V；频率：50Hz500Hz连续可调。8.10 集成运放组成的万用表万用表可用来测量电压、电流及电阻。在理想情况下，电表接入被测电路，应不改变被测电路的原工作状态。为此，电压表应有无穷大的输入电阻，电流表应有为零的内阻。实际上，电压表的输入电阻不可能无穷大，而电流表的内阻也不可能为零。因此电表的接入将会引入测量误差。采用集成运放组成的电表，可大大减小电流表的内阻值，增加电压表的输入电阻值，从而在很大程度上减小了测量误差。此外，对于交流电表，则常常采用二极管组成的桥式整流电路先进行整流，然后用磁电式微安表来测量。然而，
126、二极管的压降和非线性特性又会给测量带来误差，当被测电压较小时，误差特别严重，采用集成运放组成的电表，能大大减小此类误差。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.10.1 电路工作原理电路工作原理1直流电压表图8.22为同相端输入、高精度直流电压表原理图。图中，RF为表头内阻RM与外接串联电阻R之和。 在理想条件下，图8.22中表头电流I与被测电压Vi的关系为由此可见，表头中电流与表头参数及串联电阻R无关，只要改变电阻Rf，就可以进行量程切换。此外，在理想情况下，集成运放的输入阻抗趋近于无穷大。因此，采用集成运放后，可以大大增加电表的输入电阻。应当指出，图8.22测量电路要求被测电路应
127、与运算放大器共地。而当被测电压较高时，在运放的输入端应设置衰减器。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 图8.22 直流电压表电原理图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训2直流电流表图8.23是直流电流表电原理图。因组件的开环增益A0很大，所以又因运放本身的输入电阻很高，所以流入运算放大器反相端的信号电流可以忽略，故有所以 可见，改变电阻比可调节流过电流表的电流，从而提高灵敏度。设图8.23中a, b两点间的等效电阻为RF，则将 代人上式，得所以理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训利用密勒定理，将RF折算到a点对地的电阻ri为ri就是采用集成运放后直流电流表的内阻
128、。由此可见，采用运算放大器后，电流表电路的内阻减小到普通电流表内阻的1/（1A0），由于A0趋近于无穷大，故电流表的内阻趋近于零。图8.23要求被测电路应与运放共地。若被测电流回路无接地点时，即所谓浮地时，则应把运算放大器的电源也对地浮起来，电流表电路如图8.24所示。当被测电流较大时，应给电流表表头并联一个分流电阻或更换适当量程的表头。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 图8.23 直流电流表电原理图 图8.24 浮地电流表电原理图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训3交流电压表交流电压表电路如图8.25所示。图中，因被测交流电压Vi加到运算放大器的同相端，故有很高的输
129、入电阻；又因为负反馈能减小反馈回路中的非线性影响，故把二极管桥路和表头置于运算放大器的反馈回路中，以减小二极管本身的非线性影响。当组件为理想特性时，组件的输入电流近似为零，故电流I全部流过桥路，其值仅与Vi /Rf有关，与桥路和表头参数(如二极管的死区等非线性参数)无关。表头中电流与被测电压Vi的全波整流平均值成正比。若Vi为正弦波，则表头可按有效值来刻度。被测电压的上限频率决定于运放的频带和上升速率。在理想情况下，组件的差模输入电阻rd、开坏增益A0都趋于无穷大，所以交流电压表的输入电阻Ri可认为趋于无穷大。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 图8.25 交流电压表电原理图 图8
130、.26 交流电流表电原理图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训4交流电流表图8.26是一个高灵敏度共地交流电流表电路，表头和二极管整流桥置于反馈回路中，运算放大器的两个输入端电位差近似为零，应用密勒定理，将反馈支路的电阻折算到输入端，其阻值减小到原来的1/（1A0），即从输入端看进去，电流表的内阻ri极低，在理想情况下可认为电流表的内阻ri为零。和交流电压表相同，流经表头的电流与二极管和表头的参数无关。显然，表头读数由被测交流电流的全波整流平均值IiAV决定。仿照图8.23的分析方法，有同样，为了测量电位浮动的交流电流，可采用如图8.27所示电路。做实验时，如果没有供测量用的交流电流
131、，可以通过下述办法得到：将图8.26所示的交流电流表与一电阻R串联后接到50Hz的交流电源中。当Rri时，即可获得50Hz稳定的交流电流。当调节50Hz的交流电源电压时，即可得到不同的恒定交流电流。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训5欧姆表电路欧姆表电路如图8.28所示，被测电阻RX跨接在运算放大器的反馈回路中。同相端加基准电压VREF，因为故得 即 流经表头的电流I为 由此得到 理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训可见，电流I与被测电阻成正比，而且因为表头具有线性刻度，改变电阻RF，即可改变欧姆表的量程。这种欧姆表能自动调零，当RX=0时，电路变成电压跟随器，VoVRE
132、F，表头电流必为零，从而实现了自动调零。电路中稳压管DZ1起保护作用。例如，当，即测量端开路时，放大器的输出电压接近于电源电压，如无DZ1，则表头过载。有了DZ1就可将a点钳位，表头就不会过载。当RX为正常量程内的阻值时，因a点电位还不能使DZ1反向击穿，故DZ1不影响电表读数。调节RW2，使RX超量程时的表头电流略高于满偏电流，但又不损坏表头，故RW1用做满量程调节。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 图8.27 浮动交流电流表 图8.28 欧姆表电路理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.10.2 选择元器件选择元器件（1）表头：电压表、欧姆表的表头灵敏度小于100A
133、，内阻为l k左右，应根据测试电流的大小来选择电流表表头的量程。（2）电阻：电路中的电阻均采用（1/4）W的金属膜电阻。（3）运算放大器：输入电阻500k以上，输出电阻小于100 ，A0在十万倍以上。（4）二极管：可选用整流二极管或检波二极管。8.10.3 技术指标技术指标（1）直流电压表：满量程+5V。（2）直流电流表：满量程10 mA。（3）交流电压表：满量程5V，50HzlkHz。（4）交流电流表：满量程10mA。（5）欧姆表：满量程1k。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.11 频率计8.11.1 频率计工作原理频率计工作原理频率计可用来测量信号的频率及周期。频率计电路原
134、理框图如图8.29所示。该电路主要由定时器5G555、时序发生器T123、计数器74LS90、锁存器T451、译码器74LS47和显示器TFK-433等六部分组成。定时器产生脉冲宽度为1s的定时脉冲；时序发生器产生锁存和清零脉冲；计数器完成对输入脉冲的计数任务；锁存器实现记忆测量结果的功能；译码显示部分完成测量结果的显示。当定时器5G555输出为高电平时，输入控制被打开，计数器对输入脉冲（经整形得到的方波信号）计数。当定时器输出变为低电平时，计数脉冲被切断，同时，时序发生器发出一锁存信号，将测量的结果送入锁存器，待到锁存稳定后，时序发生器再发出一清零脉冲，使计数器全部复位，等待下一次测量。理论
135、 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.29 频率计电原理框图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.11.2 选择元器件选择元器件5G555定时器一块；74LS90十进制计数器三块；T123可重触发单稳态触发器一块；T065二输入四与非门一块；74LS47译码器三块；TFK-433显示器三块；T451四D锁存器三块；510 k 电位器一个；l k 电阻一个；5F电容一个；2 k 电阻两个；0.1F电容两个。8.11.3 电路调试步骤电路调试步骤（1）画出电路原理图。（2）弄懂各部分的工作原理及作用。（3）按电路原理图接线，并认真检查电路是否正确。（4）依次调试定时器、时序发
136、生器、计数器、锁存器及译码显示电路。（5）用标准频率信号输入，调整定时器，以满足精度要求。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.12 数字电压表8.12.1 数字电压表原理数字电压表原理数字电压表电原理框图如图8.30所示，该框图主要由脉冲发生器5G555，时序发生器T123，计数器T215（74LSI93）, 74LS90，译码器74LS47，显示器TFK-433等六部分组成。脉冲发生器产生约1kHz的方波信号，时序发生器产生锁存和清零脉冲，由T215构成的计数器产生被测电压的十六进制数字量，由74LS90构成的计数器产生对应于被测电压的十进制数字量，锁存器保存该数字量以备显示，
137、译码器和显示器实现测量结果的显示。当输入端有正电压信号输入时，电压比较器的输出为高电平，计数器开始计数，同时D/A转换器将计数值转换成模拟电压，送给电压比较器的反相端，与被测电压进行比较。随着计数值的增大，D/A转换器的输出电压也增大，当VB（VB=Vin=KD）等于（实际上稍大于）被测电压时，比较器的输出跳到低电平。此信号送给T123，使其产生一锁存脉冲，等到数据锁存稳定后，T123又发出一清零脉冲，使计数器清零。此后，比较器输出又为高电平，计数器开始重新计数，同时，锁存器中的测量结果经译码后，在显示器上显示。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图 8.30 数字电压表框图理论 技
138、能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.12.2 选择元器件选择元器件5G555定时器一块；T123可重触发单稳触发器一块；DAC0832D/A转换器一块；KA741运放三只；T215十六进制计数器、T451四D锁存器、74LS47译码器、TFK-433七段显示器、T210十进制计数器各两块；10 k电位器两个；3 k, 47 k, 5.1 k, 10 k电阻各一个；2k电阻两个；2CW11稳压二极管一个；0.1F电容三个。8.12.3 电路调试步骤电路调试步骤（1）画出电压表电原理图。（2）弄懂各部分的工作原理及其作用。（3）按原理图接线，并做认真检查；（4）分块调试：脉冲发生器，计数器，
139、锁存器，译码器，显示器；（5）测量某一标准电压，调节Rw2使显示值与被测值相符（要求有效数字两位）。 理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.13 电子琴8.13.1 电子琴原理电子琴原理电子琴电路由编码器、N分频器、振荡器、八度音分离器、电子开关、放大器和控制逻辑等七部分组成，如图8.31所示。编码器将输入转换成对应的二进制码，在控制逻辑的作用下，将该数码预置到N分频器中；八度音分离器用来区分中、高音；电子开关使放大器与分离器连通。所有单元电路均由控制逻辑协调工作。电子琴电原理图如图8.32所示。演奏时，按下任一琴键，编码器输出与之对应的分频数，经过延时后，使，将分频数置入减法计数
140、器，同时减法计数器开始工作。当减法计数器回零后，N分频器输出一个窄脉冲，它有两个作用：使，将减法计数器置入新的分频数，然后进入下次循环；该脉冲进入八度音分离器，输出二分频或四分频的对称方波，二分频对应高音，四分频对应中音。与非门G1和G2的状态用来控制与或非门电子开关以决定究竟是高音还是中音进入放大器电路。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.31 电子琴构成原理框图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训图8.32 电子琴电原理图理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.13.2 选择元器件选择元器件T065二输入四与非门三块；74LS30八输入与非门两块；74L
141、S27三输入三或非门一块，74LS02二输入四或非门两块；T072与或非门一块；74LS193十六进制计数器三块；5G555定时器一块；100, 5.1k, 1k, 10k电阻各一个；0.01F, 0.15F, 0.5F电容各一个。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.14 单片机与单片机与A/D转换器接口技术转换器接口技术(8位模拟信号数据位模拟信号数据采集系统采集系统) ADC0809是一种八位逐次逼近型A/D转换器,它可以对8个模拟信号进行采样和A/D转换。8051单片机与ADC0809构成的数据采集系统在工业控制和家电产品中得到了广泛的应用。8.14.1 工作原理工作原理
142、ADC0809与8051单片机的硬件接口有三种方式：查询方式、中断方式和等待延迟方式,究竟采用哪种工作方式应视具体情况而定。下面我们仅介绍查询方式。采用查询方式时ADC0809与8051单片机的硬件接口如图8.33所示。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 由于ADC0809片内无时钟,可利用8031提供的地址锁存允许信号ALE经D触发器二分频后获得,ALE脚的频率是8031单片机时钟频率的1/6。如果单片机时钟频率采用6MHz,则ALE引脚的输入频率为1MHz,再二分频后为500kHz,符合ADC0809对时钟频率的要求,由于ADC0809具有输出三态锁存器,故其8位数据输出引脚可
143、直接与数据总线相连。地址译码引脚A、B、C分别与地址总线的低三位A0、A1、A2相连,以选通IN0IN7中的一个通道。将P2.7(地址总线最高位A15)作为片选信号,在启动A/D转换时,由单片机的写信号和P2.7控制ADC的地址锁存和转换启动。由于ALE和START连在一起,因此ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换。在读取转换结果时，用单片机的读信号和P2.7引脚经一级或非门后，产生的正脉冲作为OE信号,用以打开三态输出锁存器。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训由图8.33可知P2.7与ADC0809的ALE、START和OE之间有如下关系： 可见P2.7应置为低电平。 由
144、以上分析可知：在软件编写时,应令P2.7=A15=0；A0、A1、A2给出被选择的模拟通道的地址；执行一条输出指令,启动A/D转换；执行一条输入指令,读取A/D转换结果。 下面的程序是采用查询的方法,分别对8路模拟信号轮流采样一次,并依次把结果转存到数据存储区的采样转换程序。理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 图8.33 ADC0809查询方式接口电路理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训 MAIN： MOV R1 , #data ；置数据区首地址 MOV DPTR , #7FF8H ；P2.7=0,且指向通道0 MOV R7 , #08H ；置通道数 LOOP： MOVX
145、 DPTR , A ；启动A/D转换 MOV R6 , #0AH ；软件延时 DLAY： NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R6 , DLAY MOVX A , DPTR ；读取转换结果 MOV R1 , A ；存储数据 INC DPTR ；指向下一个通道 INC R1 ；修改数据区指针 DJNZ R7 , LOOP ；8个通道全采样完了吗？ 理论 技能第第8章章 电子电路实训电子电路实训8.14.2 实验步骤 分析电路工作原理,按所示图例进行硬件连接,按实例输入程序。详细步骤自拟。8.14.3 实验仪器和器材 89C51 开发机 一台 ADC0809 一块 74LS373 一块 74LS74 一块 74LS02 一块
