万能板电路制作.doc

门电路与数字电路
实验一 二极管门电路
实验二 三极管非门电路
实验三 六反相器CD4069——感应测电笔
实验四 集成与非门CD4011——声光控小灯
实验五 D触发器CD4013——多处开关控制一盏小灯
实验六 JK触发器CD4027——触摸开关
实验七 移位/环形计数器——循环追逐LED灯
实验八 多级计数器——CD4060程控定时器
实验九 网球游戏机
实验十 “蹩脚的琴师”电路

实验八          多级计数电路
——4060程控定时器
这个电路采用了一块多级二进制计数器CD4060，该集成块自带方波振荡器，使电路简化不少。4060共有14级二进制计数的功能，这里只用它的一部分输出端Q4~Q10。每个输出端可以用SW1~SW7七根跳线连接或断开。当选中（即用跳线连接）的所有输出端都为高电平时，计数器便停止计数，并驱动音乐电路KD9300工作，扬声器发出警报声，报告定时时间到了。
图8-1是它的电原理图，R1、R2、Rp和C1与4060的第9、10、11脚共同组成方波振荡器，振荡周期约1秒。Q4~Q10等7个输出端分别代表时间1/4、1/2、1、2、4、8、16分钟。例如当我们将SW7、SW5两根跳线插上，即Q10和Q8连上，则本定时器定时为16+4 = 20，所以定时时间为共20分钟，余类推。如果定时时间与预定的标准有误差，可以调整Rp解决。当电源接通后可以看到发光二极管LED以1/4分钟的周期一亮一灭闪动，这说明计数器的工作是正常的。计数时间到点后扬声器就发出音乐声报警，直到关掉定时器的电源才停止。图中R7、VD9和C4是为了将6V电源降低到适当程度以适应音乐片KD9300的要求，VD9用稳压值为3~4.5V的稳压管均可。

图8-2是定时器的布线图正面，图8-3是布线图的反面。注意音乐片KD9300应该插到多孔板的狭长缝隙中，并按图中所示的位置焊接。

实验六          JK触发器

——触摸电源开关
触摸开关比通常的拨动开关的寿命要长得多，因为它完全没有电接点。即使工作100,000次也没有丝毫磨损！触摸开关的电路结构与上一个实验大同小异，但它使用的器件为CD4027（双JK触发器）。VT1的基极收到触摸信号经放大后送到IC1a（1/2CD4027）的置“1”端S1，使Q1输出高电位，这个高电位一方面送到IC1 b作为另一个JK触发器的时钟脉冲，同时也通过R3对C2充电，当C2电位高于电源电压的一半时IC1a就强制回复到零。也就是输出了一个脉冲。这个脉冲将使IC1b翻转，也就是完成“开”或“关”的动作。
当然，它仍然是“安全版”的！所谓“灯”只是一种象征，用发光二极管LED代替，但毫无疑问，它是可以用于实际的照明电路的——使用220V的交流电，并点亮白炽灯或日光灯。图中VS是一个小功率的双向晶闸管（可控硅），型号可用MAC94A4或MAC97A系列中的任意一种都行，K、G、A分别表示它的阴极、控制极和阳极。
图6-2是本电路的布线图正面（元件面），图中的M点可接一小块金属片（物）作为触摸片。
图6-3是本电路布线图的反面（复铜面）。

模拟电路实验包
 这是为B100Q型多孔板设计的一组模拟系列实验电路。这组实验包括10种基本的和趣味的实验。实验目录如下：
1.三极管的电流放大作用；
2.三极管电压放大电路；
3.三极管功率放大电路——OTL放大器；
4.集成功放有线对讲机；
5.差分放大电路——观察导线切割磁力线的感应电动势；
6.集成运算放大器——测量温差热电偶的电动势；
7.RC振荡电路——文氏电桥；
8.LC振荡电路——调频话筒的制作；
9.三态逻辑测试笔；
10.电子温度计。
现以实验6为例，将该系列实验介绍给大家。
实验六 集成运算放大器

运算放大器简称运放，是一种放大倍数很高的直流放大器。运放使用时通常都加深度负反馈，称为“闭环”状态；不加负反馈就称为“开订”状态。运放开环放大倍数少则几千，多则达数十万倍。运放在闭环使用时的放大倍数仅取决于它的外接阻容元件，所以其放大特性非常稳定，可以完成加、减、乘、除、积分、微分等电学模拟量的运算，故称“运算放大器”。常用的普及型集成运放有LM358（双运放）、LM324（四运放）等（见图6-1）。
集成运放通常用一个等腰三角形表示，标有“+”号的引脚称同相输入端，标有“－”号的称反相输入端；三角形顶点的引脚是它的输出端。
下图是用集成运放LM制作的1000倍直流放大器，我们可以用它测量极微小的电压。
测量电路的主体见图6-2（a），IC1a接成一个同相放大器，其放大倍数仅决定于R2和R3的比值。本实验需要很大的放大倍数，故取R2/R3为1000，所以放大器的电压放大倍数为：R2/R3+1=1001倍。运放最好使用正负两组电源，图（b）中的IC1b的作用，就是将一组6V的电源转换为正负两组3V的电源，其等效电路如图（c）所示。
图6-2的布线图见图6-3（元件面）和图6-4（复铜面）。

按图安装检查无误后，插上集成块（注意缺口的方向）；在Vo两端接上万用表的2.5V（或5V）档，先不论正负，若电表指针反转，可将表针两端交换。在输入端Vi没有接入任何信号时，严格来说输出端Vo是不应该有任何电压输出的。但是，因为集成电路内部的差分放大级的两只三极管的特性不可能绝对一致，他们性能的微小差别经过放大若干倍后，就会在输出端产生或大或小的偏差。通常需要用专门的电路将输出电压调到零点。本实验可以省略这一步，因为我们只想用这个电路定性地观察一些电学现象，指针不在零点并不妨碍我们的观察。
这里我们想用这个能放大1000倍的直流放大器来观察温差热电偶产生的微弱电动势。
温差电动势是一种电学现象，为了观察这种现象我们可以自制一个简单的热电偶。准备一根直径Φ1mm长10cm左右的铁丝或钢丝，如果没有可以用最长的缝衣针代用。用Φ0.3~0.5mm的漆包线，在一端仔细刮去漆皮，把去了漆皮的铜丝绕在铁丝的两端，如图6-6。
集成运放装成通电后，在输出端Vo处接入万用表的2.5V档，将自制的热电偶接到放大器的Vi输入端，这时我们看到电表的指针还是停在原来的数值上，这说明现在热电偶并没有产生电动势。将一个打火机点燃后置于热电偶的A端下面约2~3cm处，注意不要用火焰直接烧灼铜丝和铁丝的结合处。这时我们会观察到电表有明显的增加（或减少），就说明当热电偶A、B两端有很大的温度差别时会产生电动势，这个电动势就叫做“温差电动势”。把打火机拿开，万用表又回到原来的位置。再将打火机移到热电偶的B端下面，我们会看到电表的指针偏转的方向与上一次正好相反。
这个实验我们还可以换别的两种金属来做试验，都可以观察到温差电动势
只是不同金属在相同温差的条件下产生的电动势的大小不同罢了。

其余实验也都有详尽的说明和插图。

  实验十 电子温度计
这个电子温度计可以测量0~100的温度，它是利用二极管VD的温度特性制作的。通常硅二极管的PN结的正向导通电压是随环境温度的变化而变化的。环境温度每升高℃，硅二极管PN结的正向压降便减小2mV。把PN结两端的电压与一个固定不变的电压比较，便可知道环境的温度大小如何。
电子温度计的电路见图10-1。二极管、R1、R2、Rp1、R3组成一个电桥运放。LM358的一个单元a接成双端输入，即差分放大。LED1、LED2在这里作为简易的稳压元件，使R3上能得到一个相对稳定的参考电压。IC1b的作用同前面实验中所述相同。
电子温度计的布线图见图10-2

多孔板小制作_脉冲电路
相关文章：    多功能元件盒         模拟系列实验电路    
系列脉冲电路名称：
1.对称双稳态电路；
2.单稳态电路；
3.无稳态电路；
4.施密特触发器；
5.互补型双稳态电路；
6.互补型单稳态电路；
7.对称互补型无稳态电路；
8.不对称互补型无稳态电路；
9.互补锯齿波电路；
10.互补型施密特电路。
      初学电子技术的朋友，往往需要进行各种单元电路的实验，在多孔板上临时搭焊电路就是一种很适宜的选择。我厂为了适应这种需求。为初学者设计了一套用于多孔板的系列电子小制作。
这里以B90RE型多孔板（矩形5.5cm*7cm）为例，每个实验均有安装布线图。如果换用另一种更大的多孔板B100Q(（方形10cm*10cm）型的多孔板，稍加改动也能适用。

图b是多孔板的元件安装面（正面）

普通的多孔板上只有一种规格的等距小孔，在这些小孔上焊接阻容元件和集成块是没有问题的，可是如果要安装一些其他种类的元件就不一定适合了。为此，我厂为系列小制作配套使用的多孔板还特意开了一些其他常用元件的孔位：如开关、音乐片、继电器等（如图b 所示），这就大大地增加了我们制作的灵活性。
为了适应不同类型电路的要求，我们分别设计了几种元件包，每种元件包都收集了制作某一类型电路的实验10个左右。下面，我们以脉冲电路为例，看一个脉冲电路元件包在多孔板上能做哪些实验？

实验一 对称双稳态电路

图1a是典型的双稳态触发电路。注意图中的LED1、LED2和Rc12、Rc22只是为了方便观察VT1和VT2两管导通、截止状态的附加加电路，它并非双稳电路必须的部分。本图双稳电路的触发方式为计数触发。如果我们按一下SA电路就会从一种稳态翻转为另一种稳态，设电源接通后VT1饱和导通（LED1亮），VT2截止。按下SA后，就变成VT1截止，VT2饱和（LED2亮）。如果再按一次，电路又变为VT1饱和，VT2截止。总之，每按一下触发电路，或者说每收到一个触发脉冲，电路的状态就翻转一次。这种触发方式我们称之为计数触发。
双稳电路的实物安装图见图1b。

图中所有的连接线都在多孔板的反面（复铜面），图1b所示的是多孔板的正面（元件安装面）。图中标示Vcc旁边的一根弯线是一段光铜线，从正面穿到反面焊接，作为电源正极的连接点，便于与鱼形夹相连。标示GND是地线，也是电源负极的连接点。电源采用4节5号电池（6V）即可。图1c是从复铜面看到的情形，元件在复铜板的另一面，实际上是看不到的，图1c把元件画在上面，仅仅是为了比较连接线与元件的相对位置。图中我们用好几种颜色的连线来表示元件之间的连接，是为了让读者看得更清楚些，并不表示这红色的导线比绿色的导线有什么不同。它们都应该用导线来焊接，最好用Φ0.5mm左右的单股塑料绝缘线。

全部元件安装完毕后，应仔细检查有无错焊或漏焊处，确定焊接无误方可接通电源。这时可看到LED1或LED2中有一个被点亮，表示与该发光管连接的三极管处于导通状态。按一下按钮开关SA，电路会发生翻转，原来亮着的LED熄灭，而原来没亮的LED却被点亮。每按一次SA，电路就翻转一次，使LED交替亮和灭，这种触发方式我们称为计数触发。
实验二 单稳态电路

图2a是典型的单稳态电路。与双稳态电路相比，电路中的一个耦合电阻Rb1换成了耦合电容C1。所以，开机后VT1截止，VT2饱和导通（稳态）。给它一个触发信号（负脉冲）后，电路翻转，变为VT1导通，VT2截止（暂稳态）。暂稳态是不会长时间稳定存在的，经过一定时间T后，电路会自动返回原来的状态——稳态（VT1截止，VT2导通），也就是电路有一个稳态和一个暂稳态。暂稳态维持时间的长短取决于C1和Rb1：T = 0.7RC。

图2b是单稳电路的实物装配图。
按图焊接完毕后，将Vcc接6V电源正极，EDN接电源负极，可以看到此时LED2亮，LED1是熄灭的，VT2集电极输出低电位（稳态），用电压表测量VT2的集电极对地电压（Uce2）约在0.1V左右。按一下按钮开关SA，即可看到电路立刻翻转，变为LED2熄，LED1亮，此时VT2集电极输出高电位（暂态），用电压表测量此时的VT2集电极对地电压近似等于Vcc。2~3秒钟后，电路又回复到LED1熄，LED2亮的稳态，VT2集电极也恢复低电位。加大C1的容量或Rb1的阻值可以使暂态时间T变长。

实验三 无稳态电路
无稳态电路也是由两管交叉耦合而成，不过，两只耦合电阻都换成了耦合电容。它没有稳态，只有两个暂稳态，所以两管轮流导通——截止。我们常用它来产生方波或脉冲信号源，所以也可以称这种电路为多谐振荡电路，其振荡周期：
T = 0.7Rb1C1+0.7R.b2C2
两管元件数据对称时，公式可简化为：
T = 1.4RbC
或者说振荡频率：
f = 1/（2π•1.4RbC）
这里，我们为了便于观察发光二极管的闪光，所以R、C都用得较大。如果振荡频率太高，那么看起来两只发光管都是亮着的，就看不出翻转的过程了。
图3 a是线路图，图3b是实物安装图正面（元件面）。无稳电路的应用很多，我厂的产品，会眨眼的小猫就运用了无稳电路。

图3c是实物装配图的反面（复铜面）。

实验四 施密特触发器

施密特电路也有两种稳态：一种是VT1导通VT2截止，另一种是VT1截止VT2导通。因为两管间依靠发射极耦合，所以又称为射耦双稳态电路。它与前面实验过的对称双稳电路最大的不同之处就是对称双稳依靠脉冲触发，施密特电路则依靠电位触发。施密特电路往往用于整形，比如将三角波转变为方波。

图4b是施密特触发器的实物装配图正面，图4c是它的反面示意图。

电路焊接完毕并检查正确无误后，将Rp的活动臂旋到近地端，如按图4b连线应顺时针方向旋到底。接通电源，这时应看到LED2亮（图4b中的绿灯），LED1（红灯）熄灭。逆时针方向缓缓旋动Rp，使电路刚刚翻转，即红灯亮，绿灯熄。将电压表接在Vi与地（GND）间，记下这时的输入电压Ui1。顺时针旋动Rp，稍微减小Ui的值，这时可以看到：电路并不翻转到原来的状态，我们必须使Ui降得更多些才能使电路再次翻转到VT1截止，VT2饱和导通的状态。按图4 a中的元件值，使VT1导通的Ui约3.0 V，使VT1重新截止的Ui约2.4V。我们把Ui的这个差值称为回差电压。Ui和Uo的关系可用图4d表示。
红外线/无线电编码四路遥控电路

[修改时间：2010-1-8 21:54:35  浏览次数：728]

这里介绍一种遥控电路，可以用一只遥控器方便地控制四路电器的开关，非常适合新房豪华装修中采用。
一．发射器电路
发射器电路见图1。

图中可以看到，编码由PT2262担任，它的1~8脚为地址编码端，任一脚在编码板上均有3种接法：高电位、低电位及高阻态（悬空），因此共有38种编码方式，即有6561种地址编码，所以可以很好地排除同类遥控器相互间的干扰。7~10脚为数据输出端，按钮开关S1~S4中的任一个按下后，便接通一个相应的数据输出端，同时通过二极管VD1~4接通PT2262的电源正端（18脚）。编码信号由17脚输出，驱动复合管VT1、VT2使红外发光管VD5工作。电源仅用两节7号干电池即可。

一．接收器电路。
接收器用PT2272解码，整机电路见图2。

从发射器发出的红外线编码信号由TL1380接收，经VT1放大后由PT2272解码，PT2272的地址应和发射器的PT2262完全一致。解码后的数据信号有四路输出，分别对应PT2272的第7~10脚。每一路输出都对应一个双稳和输出驱动单元，例如，10脚输出的第1路信号接到第1单元的触发输入端，第9、8、7脚分别接到第2、3、4单元的触发输入端（见图2）。每一双稳及输出单元都由1/2个CD4013组成双稳电路。触发方式为计数触发，即：每触发一次，双稳电路状态翻转一次，接收器第1次接通电源时因电容C3两端电压为零，所以CD4013的输出端为低电平，与它相接的输出管（第1单元为VT2）处于截止状态，继电器J1不吸合，如果我们按下遥控发射器的某一按钮，假设它与PT2262的第10脚相接（见图1），那么接收器收到信号后解码器的第10脚也为高电平，该信号触发第1单元的半个4013后，致使双稳电路翻转，最后使J1导通吸合。于是第1路受控端的常开触点J1闭合，因而第1路电源插座得电，且与之对应的发光管LED1亮，表示该插座上的电器已处于得电工作状态。若再次按下发射器的同一按钮，则第1单元的双稳电路再次翻转，致使对应的驱动三极管VT2截止，J1于是失电，接点J1断开，插座CZ1断电，这样就完成了一次控制过程。
其他三路的控制过程也与此类似，无须赘述。

一．无线遥控的实现。
如需采用无线遥控的方式，则发射器可采用成品无线电发射器（见“无线电编码遥控灯头”一文中相关的介绍）。
接收部分也仅需将红外接收头TL1380换为成品无线电接收单元即可。即将TL1380取去不用，在它原来的3个接线焊点上，焊上成品无线电接收单元，这样就将红外遥控方式改成无线遥控方式了。
无线电编码遥控灯头

[修改时间：2010-1-7 20:19:33  浏览次数：1048]

无线遥控方式具有控制距离远，无方向性等优点，但它的保密性和抗干扰性不及红外遥控方式。由于现代高集成度的IC的迅速发展，可以将编码、译码电路轻而易举地集成在一小块集成电路中，这就大大地提高了无线遥控的保密性和抗干扰性。这里介绍的PT2262和PT2272就是这样一对遥控编码、解码集成块。
一、发射机电路原理
图1是由PT2262构成的无线遥控发射电路。

PT2262产生编码调制信号，由17脚输出驱动调制管VT2（8050），超高频振荡由VT1（9018）完成。振荡频率取决于陶瓷声表面波滤波器Z，这里Z的谐振频率为315MHz。编码功能则由PT2622的1~8脚的电位高低决定，图中虚线框即是它的编码示意图。PT2622的1~8脚的任一脚均有三种连接状态：高电位（接18脚电源正极）、低电位（接地，即接9脚）与高阻态（悬空）。因此PT2622共有38种编码方式，即有6561种地址编码。这就使遥控的保密性大大提高。不同遥控器之间产生串扰的可能性是很小的。同时10~13脚为数据设定端，本机因为只有一路输出，所以仅将第11脚接高电位。当然，也可将10~13脚中的任一脚接高电位。编码信号由17脚输出，驱动调制管VT1，对发射管VT1进行PM调制。全部电路仅装在一个32×38mm2的印刷电路板上，元件采用贴片型，体积十分小巧，可以挂在钥匙圈上。
一、接收机电路原理
接收器解码采用PT2722，与PT2622配套使用，电路见图2。

图中，VT1 9018作超再生接收，L1、C1调谐于315MHz，使接收的信号最强。检波信号经VT2放大，LM358整形后送到PT2272解码。PT2272与PT2262配对，工作方式很接近。1~8脚编码，应该与2262的编码地址完全相同。数据端的连接方法也应与发射机的2262一致，如：图1中2262的数据端第9脚接高电位，那么接收机的2272的第9脚也应接高电位。2272收到信号后，它的第17脚会呈高电位而使发光管VD2点燃，在调试时我们常以此为据判断接收机的工作状态正常与否。数据端从7~10脚中的一只输出经电阻R12驱动双向晶闸管VS的控制极G，VS导通后即可点燃照明灯Lamp。整机的电源由电容C13限流降压后，再经VD4、VD5整流，VD3稳压后供电。其中电容C13要求耐压至少400V以上，最好能采用耐压630V的。
本厂出品的无线电遥控灯头分成品和散件两种。成品的发射机和接收机均已将地址码设定配套完毕，用户无须再作任何调整与再设定。
散件则是为了方便初学者自行装配需要而准备的。其中发射机己基本装配、调试完毕，仅地址码留给初学者自行设定。
一、散件装配与调试要点：
1、装配
⑴清点元器件。按照元件清单，逐个的清理器材及数量，如有缺失或损坏，请尽快与本厂联系；其中遥控发射器装上12V叠层电池后，按下按键，可看到指示灯LED点亮。
⑵检测元、器件，判别晶闸管各脚。其中要特别提请大家注意的是：双向晶闸管（可控硅）由于型号不同而引脚也不尽相同。所以在焊接双向晶闸管前应仔细看清它型号后对照图3，认清引脚后再焊接，千万不可搞错。

⑶对照原理图和印刷线路板，将元件对号入座，逐个焊接到印刷电路板上。一般先焊体积小的元件，如电容、电阻、三极管、二极管，后焊集成电路等体积大些的元件。焊接集成电路时速度要略快，不可让电烙铁对集成块加热时间过长而致其损坏。
⑷焊接完毕后，认真检查，根据电路图纸要对照逐个进行检查，无误的情况下方可通电调试。其中2262、2272的地址编码部分，可先让它们的1~8脚全部悬空。待调试完毕后再根据自己需要设定地址。
⑸检查2272的数据端（7~10脚）是否和发射机上2262的完全一致。例如图1中，PT2262的数据端设定为第11脚高电位。那么，接收机上就应设定2272的第11脚为数据输出，即R12的一端应接到2272的第11脚上。
2、调试
⑴调试前，首先找一直流6V电源，直接接到图2上的C14两端 ，同时先将稳压管VD3断开。此时切不可接交流电源！
⑵按下发射器的按键，使它产生遥控信号。此时接收机，如能正常工作，PT2272的第17脚就会呈现高电位使发光二极管VD2点亮。如果VD2不亮，则应仔细检查电路焊接是否正确。
⑶逐渐拉大发射机与接收机的距离，并用无感起子仔细调整图2中L1的铜芯使发光管VD2保持点亮状态。通常，无线电遥控器的有效距离应在30m以上。
⑷上述步骤调试完毕后，去掉外接的6V电源。重新焊上稳压管VD3。接通220V交流电源，接上负载——受控电灯Lanp（一般在100W以内），掀动发射器的按钮即可遥控电灯了。
⑸如有必要，可对发射器的2262和接收机的2272进行地址编码，以增加遥控器的抗干扰性和保密性。
一、注意事项：
元件装配完毕后请注意检查是否有错焊、漏焊及搭焊；
调试前务必用6V低压电源去调试，以免发生安全事故。                                                                                                                                    
二、 附录：晶闸管管脚的辨识                 
1．判定T2极
从晶闸管的内部结构来说，G极与T1极靠近，距T2极较远。因此，G—T1之间的正、反向电阻都很小。在用R×1档测任意两脚之间的电阻时，只有G—T1之间呈现低阻，正、反向电阻仅几十欧。而T2—G、T2—T1之间的正、反向电阻均为无穷大。这表明，如果测出某脚和其它两脚都不通，就肯定是T2极。
另外，采用TO220封装的双向晶闸管，T2极通常与小散热板连通。据此亦可确定T2极。
2．区分G极和T1极
⑴找出T2极之后，首先假定剩下两脚中某一脚为T1极，另一脚为G极。
⑵把黑表笔接T1极，红表笔接T2极，电阻为无穷大。接着用红表笔尖把T2与G短路，给G极加上负触发信号，电阻值应为十欧左右，证明管子已经导通，导通方向为T1→T2。再将红表笔尖与G极脱开（但仍接T2），如果电阻值保持不变，就表明管子在触发之后能维持之后能维持导通状态。
⑶把红表笔接T1极，黑表笔接T2极，然后使T2与G短路，给G极加上正触发信号，电阻值仍为十欧左右，与G极脱开后若阻值不变，则说明管子经触发后，在T2→T1方向上也能维持导通状态，因此具有双向触发性质。由此证明上述假定正确。否则是假定与实际不符，需从新作出假定，重复以上测量。
显然，在识别G、T的过程中，也就检查了双向晶闸管的触发能力。

成品遥控灯头外观如下图所示。