流水灯.doc

小制作1 分立元件放大电路安装、调试制作一个分立元件共射放大电路，电路图如图2.10.5所示。根据电路图，进行了印制电路板的设计，印制电路板图如图2.10.6所示，pcb板尺寸为4.5cm7.5cm。参考装配图如图2.10.7所示。本电路元器件清单见表2.10.2。对本电路进行了安装，其实物照片如图2.10.8所示。图2.10.5 分立元件共射放大电路电路图表2.10.2 元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格rb1电阻rj14 15k/0.125wc1电解电容cd11 10f/50vrb2电阻rj14 10 k/0.125wc2电解电容cd11 10f/50vrc电阻rj14 2 k/0.125wce电解电容cd11 47f/50vre1电阻rj14 200/0.125wv三极管9013re2电阻rj14 2k/0.125wrp电位器3296w 10 k/0.125wrl电阻rj14 2k/0.125w图2.10.6 印制板图图2.10.7 装配图图2.10.8实物照片实测数据：焊接前已测三极管的125。测得电源电压vcc11.93v。调整电位器rp，测得三极管的ub3.88v，ue3.23v，uc9.01v。计算得ube0.65v，uce5.78v。估算得ic1.46ma，ib11.7a。此时输入一正弦波信号，频率f1000hz，峰峰值uip-p132mv，数字示波器上的显示如下图所示。小制作2 集成运放交流放大电路安装、调试根据电路图，进行了印制电路板的设计，参考印制电路板图如图4.7.13所示，pcb板尺寸大小为4.5cm7.5cm。参考装配图如图4.7.14所示。对本电路进行了安装，其实物照片如图4.7.15所示。图4.7.13参考印制电路板图图4.7.14参考装配图图4.7.15实物照片电路图元器件清单：标注名称型号规格标注名称型号规格r1电阻22kc1电解电容4.7f/50vr2电阻20kc2电解电容4.7f/50vr3电阻10kc3电解电容22f/50vr4电阻10kic1集成运放lm741rf1电阻200kic2集成运放lm741rf2电阻1mrl电阻2k实测数据：电路采用15v供电，实测为15.3v和15.15v。此时输入一正弦波信号，频率f1000hz，峰峰值uip-p29.2mv，数字示波器上的显示如下图所示。使用示波器测量第一级的输出信号，结果为uop-p280mv，如下图所示。估算第一级的au19.59，比设计值10倍稍小。再使用示波器测量两级电路的总输出信号，结果为uop-p27.4v，如下图所示。估算两级电路的总电压放大倍数au938，比设计值1000倍稍小。造成偏差的主要原因为所选元件的实际值与标称值之间有误差。下面对该电路频率特性的上限频率进行了一个简单测试。根据设计要求上限频率需要达到10khz，现在频率f1000hz时输出为27.4v，则其上限频率处对应的电压为27.40.70719.3v。调节输入信号的频率，使输出幅值达到19.3v，发现此时的频率值为8.69khz，如下图所示。继续升高信号频率至10 khz，输出信号电压的峰峰值为17.6v，如下图所示。该项测试结果说明电路的上限频率没有达到设计值，稍低，当然这与元器件的参数误差以及所用集成运放电路lm741的特性有关。设计时我们认为741的增益带宽积mhz，但查阅美国国半公司的lm741产品说明文档，该产品有不同等级，带宽在0.437mhz1.5mhz，本次电路设计中使用标识为lm741cn，为等级较低的产品。查阅其他公司的此产品文档，lm741cn的带宽一般标记为0.9mhz。下限频率没有做测试。小制作3 集成运放rc振荡电路安装、调试一、电路图制作图7.2.4所示二极管外稳幅的文氏电桥振荡器，要求振荡频率为1000hz。为方便调试，采用电路如图7.6.3所示。图7.6.3 二极管外稳幅的文氏电桥振荡器该电路的放大倍数为 式中，rf=rd/r3+rp，rd为二极管vd1、vd2导通时的动态电阻，rp为电位器调整后的实际电阻值。当rf2r4时电路起振。二 元器件清单元器件清单见表7.6.1。表7.6.1 元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格r1电阻rj14 16 k/0.125wc1瓷片电容0.01fr2电阻rj14 16 k/0.125wc2瓷片电容0.01fr3电阻rj14 6.8 k/0.125wvd1二极管1n4148r4电阻rj14 24 k/0.125wvd2二极管1n4148rp电位器3296w 50kic1集成运放lm741三、电路制作根据电路图，进行了印制电路板的设计，参考印制电路板图如图7.6.4所示，pcb板尺寸大小为4.5cm7.5cm。参考装配图如图7.6.5所示。实物照片如图7.6.6所示。图7.6.4 参考印制电路板图图7.6.5参考装配图 图7.6.6 实物照片实测数据：电路采用15v供电，实测为15.3v和15.15v。调节电位器rp，使电路起振，输出信号峰峰值uop-p288mv，信号频率为977hz，数字示波器上的显示如下图所示。 继续调节rp，输出信号的幅值和频率均会发生变化，下图为其中的一个情况，此时uop-p4.92v，信号频率为803hz。 在将rp调至极限时，输出信号的幅值达到最大，uop-p18.8v，信号频率为787.8hz。 在将扬声器接到输出端时，扬声器发出了响声。 信号频率与设计值有一些偏差，同时，输出信号的幅值大小与电位器rp和所用的电源电压高低有关系。小制作4 集成电压比较器与发光二极管应用电路安装、调试电源电压示警电路制作本例为业余制作，精确度要求不高。为制作调试方便，电阻、用3296w 50 k精密微调电位器代替，发光二极管选普通发光二极管。画出电路图如图5.4.2所示。元器件清单见表5.4.1。表5.4.1元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格r1电阻rj14 10 k/0.125wrp2电位器50kr2电阻rj14 10 k/0.125w ic1电压比较器lm339r3电阻rj14 390/0.125wled1发光二极管绿色r4电阻rj14 3.9k/0.125wled2发光二极管红色r5电阻rj14 5.6k/0.125wvz稳压二极管c5v1rp1电位器50k根据电路图，进行了印制电路板的设计，参考印制电路板图如图5.4.3所示，pcb板尺寸大小为4.5厘米7.5厘米。参考装配图如图5.4.4所示。对本电路进行了安装，其实物照片如图5.4.5所示。图5.4.2 制作用电路图图5.4.3 印制板图图5.4.4 装配图图5.4.5 实物照片实测数据：当输入12v的电压时，测得稳压管的稳压值为5.27v。首先把输入电压调节到13v，调节rp1，使lm339的10脚电压小于5.22v时绿led灭，调到5.22v5.27v之间时绿led微亮，大于5.27v时绿led亮。接着把输入电压调节到10v，调节rp2，使lm339的5脚电压小于5.27v时红led亮，调到5.27v5.32v之间时红led微亮，大于5.32v时红led灭。从上述现象发现lm339的电压比较功能在此电路中并没有表现得象我们预计的那么灵敏。我调节两个电位器，把两边的比较电压均调为5.27v左右，并使两个发光管均熄灭。然后调节输入电压（代替蓄电池）的大小，当电压小于10v时红led亮，绿led灭；当电压大于10v、小于13.3v时，2个led均灭；当电压大于13.3v时绿led亮。电路功能基本实现。小制作5 集成功放电路安装、调试语音提示告警电路制作根据图6.5.2 集成功放lm386放大的语言告警电路图，进行了印制电路板的设计，印制电路板图如图6.5.3所示，pcb板尺寸大小为4.5厘米7.5厘米。装配图如图6.5.4所示。由于一时未购得hcf5209，用音乐iclh9924替代，该ic不需触发，接通了电源后就会输出音频信号。本电路元器件清单见表6.5.1。对本电路进行了安装，其实物照片如图6.5.5所示(未接扬声器)。表6.5.1元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格r1电阻rj14 390ic1集成功放lm386r2电阻rj14 390语音ic语音电路lh9924r3电阻rj14 10kc1瓷片电容0.1fr4电阻rj14 200kc2电解电容1f/50vvz稳压二极管c5v1c3电解电容100f/50vvd开关二极管1n4148c4电解电容100f/50vs按键开关66mmb扬声器8/0.5w图6.5.3 参考印制电路板图图6.5.4 参考装配图图6.5.5 实物照片电路图实测数据：由于在电子市场没能买到原文中的hcf5209型号语音ic，因此就用了一片型号为lh9924的音乐ic替代，该ic不需触发，接通了电源后就会输出音频信号。在安装音乐ic之前，已将lm386功放部分连接好。先从函数信号发生器中送来一个频率为1000hz的正弦波，在扬声器中听到了较大的声音，表明功放部分工作正常。接着把语音ic部分接好，通电后扬声器中发出了音乐声。此时测量稳压管两端的电压，不停地在4.75v4.9v之间变动，原因应该是功放电路工作中电流不停变化，使稳压管电路的稳压值变化，这也说明硅稳压管稳压电路的带负载能力不强。小制作6 直流稳压电源电路安装、调试图8.5.1 直流稳压电源原理图根据电路图，进行了印制电路板的设计，参考印制电路板图如图8.5.2所示，pcb尺寸大小为4.5cm7.5cm。参考装配图如图8.5.3所示。利用现有元器件，进行电路安装，元器件清单见表8.5.1。其实物照片如图8.5.4所示。图8.5.2 参考印制电路板图图8.5.3参考装配图图8.5.4实物照片表8.5.1 元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格r1电阻240c3独石电容0.33fvd1vd4整流二极管1n4007c4电解电容25f/50vvd5vd6开关二极管1n4148ic1集成稳压器lm317tc1电解电容2200f/50vrp电位器5kc2电解电容t变压器18v/25va电路图实测数据：电源变压器没有放到pcb上来，测试时将变压器的次级两根线连接到板上的两个标注了ac的插针上面。电路连接好后，测得电源变压器次级交流电压的有效值为14.7v，经整流滤波后得到18.22v的直流电压。空载时测量输出端与调整端的电压u211.23v。调节电位器rp，测得输出电压的最大值为17.15v，最小值为1.23v。测量当中发现：当输出17.15v的最高电压时，u21为0.75v；当输出电压在1.23v16.6v时，u21为1.23v。每片稳压器只有当输入电压比输出电压高一定值时才有稳压作用，数据说明这片稳压器的电压差需达到1.62v。（有的数据手册中说明为：当输入输出电压差在3v40v之间、输出电流在10ma至最大值之间、功耗不大于最大额定功耗时，u21在1.201.30v之间，典型值为1.25v。本芯片为1.23v。）接着测试了一下该电源的带负载能力。我用一块实验电路板上的一个额定功率较大的电位器做电源的负载，在调节输出电压大小的同时用一块电流表测量输出电流，结果是：最大输出电压为16.1v，此时输出电流为11ma；最小输出电压为1.23v，电流为46ma。下面将电源空载输出电压调至5.00v，接上电位器负载后，调节电位器改变输出电流值，测得：当输出电流为0.1a时，输出电压为5.00v；当输出电流为0.2a时，输出电压为5.00v；当输出电流为0.3a时，输出电压为4.99v；当输出电流为0.5a时，输出电压为4.98v。此时再增大电流，发现输出电压迅速下降，可达到零点几伏，同时输出电流也迅速减小至很小的数值。此时用手摸lm317稳压块，感觉有些微热。这时再调大负载电阻，输出情况不会改变，只有切断电源后再接通，输出电压才会重新恢复，反复测试了几次都是这样。这应该是lm317内部的保护电路动作所致。小制作7 三极管值分选电路元器件清单：标注名称型号规格标注名称型号规格r1电阻100kr7电阻1kr2电阻2kr8电阻1kr3电阻10krp电位器500 kr4电阻10kic1集成运放lm324r5电阻10kled1led4发光二极管红、绿、黄色r6电阻1kjp1插针2位印制板图装配图实物照片实测数据：电路采用12v供电，实测为11.99v，此时三个分压电阻r3r5中间的两个分压值分别为7.97v和3.97v。将待测晶体三极管插入插座，调节电位器rp，使电阻r1上的压降为2.00v（也可利用插针jp1，串入微安表，调节rp使基极电流为20a）。1、调好后，先去掉待测三极管，给电路板输入12v直流电压，此时相当于三极管为0，结果为led2亮，其余三个led熄灭。2、找到一只型号为s9013的三极管，用数字万用表测得=130，装入电路后结果为led1、led3亮，其它两个led灭。uc6.02v。测得板上的三种颜色led在发光时的压降略有不同：黄色led压降为1.92v，绿色led压降为1.94v，红色led压降为1.88v