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50个PCB应用电路实例.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.46M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    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。 BB80 9 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 BB80 9 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 = 1/2π LxC 所以 LX = 1/4π 2 f 2C 0 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 6—7(b)所示，该标准线圈电感量为 0.44µH。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） 98 76 62 53 43 38 34
    变容二极管 C 值 6 10 15 20 30 40 5 二、元器件选择 集成电路 IC 可选择 Motoroia 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~20µF，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 1nF~104µF。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 R7~R9 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 R7~R9 和 C3 有关，在 C3 固定的情况下通过 量程开关 K1 b 对 R7、R8 、R9 的不同选择，可得到周期为 11 µs、1.1ms 和 11 ms 的三个脉冲 信号。 IC1A、IC2 、R1~R6、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，IC2B 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。R3~R6 和待测电容 CX 为单稳定时元件，单稳时间 td=1.1 （R3~R6）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，IC4 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 R11~R17 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 R18~R20 选择脉冲送到三极管 T1~T3 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 选用 CD4553。七 段数码管可选用三字共阴极数码管。T1~T3 选用 8550（或其它 PNP 型三极管）。 C1 不应大 于 0.01µF，C3 选用小型金属化电容。R3~R9 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 11µs 、1.1ms 和 11 ms 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 0.1µF，若测一个标称容量为 4.7µF 的电容，按动一下 AN 后结果显示为 49，该电容的容量就为 49×0.1 µF=4.9µF。 需要说明 的是，在使用 1pF~999pF 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 1pF~999pF 档，在不接被测电容的情况下，按动一下 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 11µs 11µs 11µs 1.1ms 11ms 10MΩ 100KΩ 10KΩ 10KΩ 1KΩ 测量范围 1pF~999pF 1nF~9.99nF 10nF~999nF 1µF~99.9µF 100µF~9990µF 倍率 ×1pF ×0.1nF ×1nF ×0.1µF ×10µF 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 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 CD74HC0 4 六反相器，二极管 VD1～VD6 选择 IN4007，电容 C1～ C6 均选择铝电解电容，耐压 400V，稳压管选用 12V 稳压，继电器 J 选用一般 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②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 IC2①脚输出的信号已足够强。IC3 作电压比较器，它的第⑤脚 由 R10、VD1 提供基准电压，当 IC2①脚输出的信号电压到达 IC3 的⑥脚时，两个输入端的 电压进行比较，此时 IC3 的⑦脚由原来的高电平变为低电平。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⑦脚变为低电平时， C6 通过 VD2 放 电 ， 此时 IC4 的②脚变为低电平，它与 IC4 的③脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时， IC4 的①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⑦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 R1 4 向 C6 缓慢充电，当 C6 两端的电压高于其基准电压时， IC4 的①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 9－12V 直流电源供电，由 T 降压，全桥 U 整流，C10 滤波，检测电路 采用 IC5 78L06 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 9－10um。IC2 采用运放 LM358 ，具有高增益、低功耗 。 IC3、IC4 为双电压比较器 LM393 ，低功耗、低失调电压。其中 C2 、C5 一定要用漏电极小 的钽电容，否则调试会受到影响。R12 是调整灵敏度的关键元件，应选用线性高精度密封型 。 其它元器件按电路图所示选择即可。 三、制作和调试方法 制作时，在 IC1 传感器的端面前安装菲涅尔透镜，因为人体的活动频率范围为 0.1－ 10Hz，需要用菲涅尔透镜对人体活动频率倍增。安装无误，接上电源进行调试，让一个人 在探测器前方 7－10m 处走动，调整电路中的 R12，使讯响器报警即可。其它部分只要元器 件质量良好且焊接无误，几乎不用调试即可正常工作。本机静态工作电流约 10mA，接通电 源约 1 分钟后进入守候状态，只要有人进入监视区便会报警，人离开后约 1 分钟停止报警。 如果将讯响器改为继电器驱动其它装置即作为其它控制用。 电路 5 禁烟警示器 本例介绍的禁止吸烟警示器，可用于家庭居室或各种不宜吸烟的场合 (例如医院、会议 室等)。当有人吸烟时，该禁止吸烟警示器会发出"请不要吸烟!"的语言警示声，提醒吸烟者 自觉停止吸烟。 一、电路工作原理 电路原理如图 5 所示。 该禁止吸烟警示器电路由烟雾检测器、单稳态触发 器、语言发生器和功率放大电路组成 ， 烟雾检测器由电位器 RP1、电阻 器 R1 和气敏传感器组成。单稳态触发器由时基集成电路 IC1、 电阻器 R2、电容器 C1 和电位器 RP2 组成。语音发生器电路由语音集成电路 IC2、电阻器 R3- R5、电容器 C2 和稳压二极管 VS 组成。音频功率放大电路由晶体管 V、升压功放模块 IC3、 电阻器 R6、R7、电容器 C3、C4 和扬声器 BL 组成。 图 5 禁烟警示器电路图
    气敏传感器末检测到烟雾时，其 A、B 两端之司的阻值较大，IC1 的 2 脚为高电平(高于 2Vcc/3)，3 脚输出低电平，语音发生器电路和音频功率放大电路不工作，BL 不发声。 在有 人吸烟、气敏传感器检测到烟雾时，其 A、B 两端之司的电阻值变小，使 IC1 的 2 脚电压下降，当该脚电压下降至 VCC/3 时，单稳态触发器翻转，IC1 的 3 脚由低电平变为 高电平，该高电平经 R3 限流、C2 滤波及 VS 稳压后，产生 4，2V 直流电压，供给语音集 成电路 IC2 和晶体臂。IC2 通电工作后输出语音电信号，该电信号经 V 和 IC3 放大后，推动 BL 发出"请不要吸烟!"的语音警告声。 二、元器件选择 Rl-R7 选用 1/4W 碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP1 和 RP2 可选用小型线性电位器或可 变电阻器。C1 、C2 和 C4 均选用耐压值为 l6 V 的铝电解电容器 ；C3 选用独石电容器。VS 选用 1/2W、4·2V 的硅稳压二极管。V 选用 S9013 或 C8050 型硅 NPN 晶 体 管 。IC1 选用 NE555 型时基集成电路；IC2 选用内储“请不要吸烟!”语音信息的语音集成电路；lC3 选用 WVH68 型升压功放厚模集成电路。 BL 选用 8Ω、1-3W 的电动式扬声器。气敏传感器选用 MQK-2 型传感器。 三、制作与调试 该禁止吸烟警示器，可以作为烟雾报警器来检测火灾或用作有害气体、可燃 气体的检测 报警。调整 RP1 的阻值，可改变气敏传感器的加热电流 (一般为 13OmA 左右)。调整 RP2 的阻值，可改变单稳态触发器电路动作的灵敏度。 电路 6 采用 555 时基电路的简易温度控制器 本电路是采用 555 时基集成电路和很少的外围元件组成的一个温度自动控制器。因为电 路中各点电压都来自同一直流电源，所以不需要性能很好的稳压电源，用电容降压法便能可 靠地工作。电路元件价格低、体积小、便于在业余条件下自制。该电路制作的温度自动控制 器可用于工业生产和家用的电加热控制，效果良好。 一、电路工作原理 电路原理 如图 6 所示。 图 6 采 用 555 时基电路的简易温度控制器 电路图 当温度较低时，负温度系数的热敏电阻 Rt 阻值较大，555 时基集成电路（IC）的 2 脚
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