电子工程师的自我修养 - 20例电路讲解_测电感电路图

 

20个典型应用电路实例详解

小π 电子工程技术 2017-05-06

 

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。

 

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 = 1/2p          

所以   LX = 1/4p2 f02C

 

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0.44mH。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。

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~20F，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~104F。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K1b对R7、R8、R9的不同选择，可得到周期为11s、1.1ms和11ms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0.01F，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11s、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

 

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  

 

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CD74HC04六反相器，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R14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l6V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脚电位低于Ec电压的1/3（约4V），IC的3脚输出高电平，触发双向晶闸管V导通，接通电加热器RL进行加热，从而开始计时循环。当置于测温点的热敏电阻Rt温度高于设定值而计时循环还未完成时，加热器RL在定时周期结束后就被切断。当热敏电阻Rt温度降低至设定值以下时，会再次触发双向晶闸管V导通，接通电加热器RL进行加热。这样就可达到温度自动控制的目的。

 

二、元器件的选择
电路中，热敏电阻Rt可采用负温度系数的MF12型或MF53型，也可以选择不同阻值和其他型号的负温度系数热敏电阻，只要在所需控制的温度条件下满足Rt＋VR1＝2R4（）这一关系式即可。电位器VR1取得大一些能获得较大的调节范围，但灵敏度会下降。双向晶闸管V也可根据负载电流的大小进行选择。其他元件没有特殊要求，根据电路图给出参数来选择。

 

三、制作和调试方法
整个电路可安装在一块线路板上，一般不需要调试，时间间隔为1.1R2×C3,应该比加热系统的热时间常数选得小一些，但也不能太小，否则会因为双向晶闸管V急速导通或关闭而造成过分的射频干扰。安装调试完后可装入一个小塑料盒内，并将热敏电阻Rt引出至测温点即可。

电路7  采用555时基电路的自动温度控制器

本电路通过温度的变化可以对用电设备进行控制其运行的状态。

 

一、电路工作原理
电路原理如图7所示。
 

图7  采用555时基电路的自动温度控制器电路图

IC1 555集成电路接成自激多谐振荡器，Rt为热敏电阻，当环境温度发生变化时，由电阻器R1、热敏电阻器Rt、电容器C1组成的振荡频率将发生变化，频率的变化通过集成电路IC1 555的3脚送入频率解码集成电路IC2 LM567的3脚，当输入的频率正好落在IC2集成电路的中心频率时，8脚输出一个低电平，使得继电器K导通，触点吸合，从而控制设备的通、断，形成温度控制电路的作用。

 

二、元器件的选择
IC1选用NE555、μA555、SL555等时基集成电路；IC2选用LM567频率解码集成电路；VD选用IN4148硅开关二极管； R1选用RTX—1/4W型碳膜电阻器。C1、C2、C3选用CT1瓷介电容器；C4、C5选用CD11—25V型的电解电容器；K选用工作电压9V的JZC—22F小型中功率电磁继电器；Rt可用常温下为51KΩ的负温度系数热敏电阻器；RP可用WSW型有机实心微调可变电阻器。

 

三、制作与调试方法
在制作过程中只要电路无误，本电路很容易实现，如果元件性能良好，安装后不需要调试即可用。

电路8  采用CD4011的超温监测自动控制电路

该电路结构简单，制作容易，由一只与非门和一只热敏电阻组成测控电路和警笛声发声电路，由一只继电器作为执行电路。

 

一、电路工作原理
电路原理如图8所示。

图8  采用CD4011的超温监测自动控制电路图

测温电阻RT接在控制门D1的输入端，它和电阻R1、R2及RP通过RP的分压调节，使门D1的输入电平为高电平，使D1输出为低电平。

 

使用时，热敏电阻RT安置于被控设备上，当被控设备温度超过最高设定温度时，由于RT阻值小，通过分压电路的分压，使D1输入端的电压变为低电平，经D1反相为高电平，该高电平一方面加至多谐振荡器的控制端⑧，使多谐振荡器起振，通过放大管放大后，由扬声器发出警笛声，同时也加至VT1的基极使其导通，继电器吸和，通过继电器的常闭触点将被控设备的工作电源断开；另一方面经D2反相为低电平后，发光之时管LED构成通路，LED发光指示。

 

二、元器件的选择
IC1选用CD4011；VD选用IN4001；VS为稳压10V的稳压管；VT1选用9013，VT2选用V40AT；电容C为2000P的陶瓷片电容；继电器为4099型继电器；RP选用470K普通可调电位器；电阻选用1/8或1/4W金属膜电阻器，BL选用8Ω、0.5W电动扬声器。

 

三、制作与调试方法
将测温电阻RT置于最高限制温度下，调整RP，使其监测电路发出警笛声并使继电器吸和工作，然后使RT降温，警笛声应当停止。否则应反复调节RP，直至符合要求为止。

电路9  数字温度计电路

本电路是通过应用AD590专用集成温度传感器制成的温度计，具有结构简单、使用可靠、精度高的特点。

 

一、电路工作原理
电路原理如图9所示。

 

 

图9  数字温度计电路图

100V的交流电压通过变压器T1、整流桥堆UR和电容器C1后，得到一直流电压，再通过可调稳压器电路μA723C为温度传感器AD590提供稳定的工作电压。

AD590温度传感器是一种新型的电流输出型温度传感器，由多个参数相同的三极管和电阻构成。当传感器两端加有某一特定的直流工作电压时，如果该温度传感器的的温度1摄氏度时，则传感器的输出电流变化1μA。

传感器的变化电流通过电阻器R5和可变电阻器RP2，转换为电压信号，输出到数字表头，通过数字表显示出温度的变化。

 

二、元器的件选择
集成电路IC选用AD590型温度传感器。本电路其它元器件没有特殊要求，可根据电路图给出参数来选择。

 

三、制作和调试方法
可通过改变电阻器R5和可变电阻器RP2的值，来改变输出的灵敏度。

电路10  热带鱼缸水温自动控制器

热带鱼缸水温自动控制器通过运用负温度系数热敏电阻器作为感温探头，通过加热气对鱼缸自动加热。本电路暂态时间取得较小，有利于温控精度，对各种大小鱼缸都适用。

 

一、电路工作原理

本电路图如图10所示。
通过二极管VD2~VD5整流、电容器C2滤波后，给电路的控制部分提供了约12V的电压。555时基电路接成单稳态触发器，暂态为11s。

设控制温度为25ºC，通过调节电位器RP使得RP + Rt = 2R1，Rt为负温度系数的热敏电阻。当温度低于25ºC时，Rt阻值升高，555时基电路的2脚为低电平，则3脚由低电平输出变为高电平输出，继电器K导通，触点吸合，加热管开始加热，直到温度恢复到25ºC时，Rt阻值变小，555时基电路的2脚处于高电平，3脚输出低电平，继电器K失电，触点断开，加热停止。

 

 
图10 热带鱼缸水温自动控制器电路图

二、元器件的选择
IC选用NE555、μA555、SL555等时基集成电路；VD1选用IN4148硅开关二极管；LED选用普通发光二极管；VD2~VD5选用IN4001型硅整流二极管；Rt选用常温下470Ω MF51型的负温度系数热敏电阻器；RP选用WSW有机实心微调电位器；R1、R2选用RXT—1/8W型碳膜电阻器；C1、C3选用CD11—16V型电解电容器；C2选用CT1瓷介电容器；K选用工作电压12V的JZC—22F小型中功率电磁继电器。

 

三、制作与调试方法
温度传感探头用塑料电线将热敏电阻器Rt连接好，然后用环氧树脂胶将焊接点与Rt一起密封，这样就不怕水的侵蚀。在制作过程中只要电路无误，本电路很容易实现，如果元件性能良好，安装后不需要调试即可用。

电路11  采用555时基电路的简易长延时电路

本电路和一般的定时电路相比是通过在555时基电路的5脚处加了一个二极管VD1，使得定时时间延长的特点。

 

一、电路工作原理
电路原理如图11所示。

 
图11  采用555时基电路的简易长延时电路图

当按下按钮SB时，12V的电源通过电阻器Rt向电容器Ct充电，使得6脚的电位不断升高，当6脚的电位升到5脚的电位时，电路复位定时结束。由于在5脚串上了一个二极管VD1使得5脚电位上升，因此比一般接法（悬空或通过小电容接地）具有了更长时间的定时。

 

二、元器件的选择
555电路选用NE555、μA555、SL555等时基集成电路；二极管VT1、VT2选用4148型硅开关二极管；电阻器R1、Rt选用RTX—1/4W型碳膜电阻器；电容器Ct选用电解电容器；继电器K可根据用电设备的需要选择。

 

三、制作与调试方法
电路定时时间可以通过调节电阻器Rt、电容器Ct的参数值来改变定时时间的长短。本电路结构简单，只要按照电路图焊接，选用的元器件无误，都能正常工作。

电路12  双555时基电路长延时电路

本电路通过使用2个555时基电路形成一个定时时间较长并且定时时间可调的定时电路。

 

一、电路工作原理
电路原理如图12所示。
IC1 555时基电路接成占空比可调的自激多谐振荡器。当按下按钮SB后，12V的直流电压加到电路中，由于电容器C6的电压不能突变，使得IC2电路的2脚为低电平，IC2电路处于置位状态，3脚输出高电平，继电器K得电，触点K-1、K-2闭合，K-1触点闭合后形成自锁状态，K-2触点连接用电设备，达到控制用电设备通、断的作用。

 

同时IC1 555时基电路开始形成振荡，因此3脚交替输出高、低电平。当3脚输出高电平时，通过二极管VD3、电阻器R3对电容器C3充电。当3脚输出低电平时，二极管VD3
 

图12  双555时基电路长延时电路图

截止，C3没有充电，因此只有在3脚为高电平时才对C3充电，所以电容器C3的充电时间较长。当电容器C3的电位升到2/3VDD时，IC2 555时基电路复位，3脚输出低电平，继电器K失电，触点K-1、K-2断开，恢复到初始状态，为下次定时做好准备。

 

二、元器件的选择
IC1、IC2选用NE555、μA555、SL555等时基集成电路；VD1~VD4选用IN4148硅型开关二极管，发光二极管可选用一般的发光二极管；R1~R5选用RTX—1/4W型碳膜电阻器；电容器C1、C2、C5、C6选用CT1型瓷介电容器，C4选用CD11—16V电解电容器，C3选用漏电流极小的钽电解电容器；RP可用WSW型有机实心微调可变电阻器；继电器K选用JRX—13F型具有两组转换触点的小型电磁继电器。

 

三、制作与调试方法
在调试中，可以调节可变电阻器RP改变IC1 555时基电路3脚输出方波脉冲的占空比，从而改变定时器的定时时间。本电路结构简单，只要按照电路图焊接，选用的元器件无误，都能正常工作。

电路13   精确长延时电路

该电路由CD4060组成定时器的时基电路，由电路产生的定时时基脉冲，通过内部分频器分频后输出时基信号。在通过外设的分频电路分频，取得所需要的定时控制时间。

 

一、电路工作原理
电路原理如图13所示。
通电后，时基振荡器震荡经过分频后向外输出时基信号。作为分频器的IC2开始计数分频。当计数到10时，Q4输出高电平，该高电平经D1反相变为低电平使VT截止，继电器断电释放，切断被控电路工作电源。与此同时，D1输出饿低电平经D2反相为高电平后加至IC2的CP端，使输出端输出的高电平保持。

电路通电使IC1、IC2复位后，IC2的四个输出端，均为低电平。而Q4输出的低电平经D1反相变为高电平，通过R4使VT导通，继电器通电吸和。这种工作状态为开机接通、定时断开状态。

 

二、元器件选择
IC1选用CD4060，IC2选用CD4518，IC3选用CD4069；VT1选用9013、9014；C1选
 

图13  精确长延时电路图

用陶瓷片电容，C2和C3选用耐压为15V的铝电解电容；继电器选用型号JZC-6F直流继电器；RP选用200K普通可调电位器；电阻选用1/8或1/4W金属膜电阻器，SA1和SA2为小型拨动开光。

 

三、制作与调试方法
如果要改变开机断开、定时状态，可在输出端D1和VT之间加入一级反相器。定时时间的长短，可通过RP来调整，也可根据二—十进制编码的对应关系，通过对IC2的输出端的连接来改变。本例电路定时范围为：3min~1h。

电路14  数字式长延时电路 

一般的长延时电路通常要借助电解电容器或高阻抗电路。这类延时电路的稳定性较差，延时的精度也不高。这里给出的是一种数字式长延时电路，完全摒弃了大电解电容和高阻抗电路，延时精确度高。

 

一、电路工作原理
电路原理如图14所示。
 

图14  数字式长延时电路图

 

电路的核心是集成块MCI4521B，这是一个24级分频电路，内含可构成振荡电路的倒相器。如果将触发输入端接地或不加信号，则电路进入延时状态，延时时间由范围开关X和100KΩ电位器来调整。

 

若X与点A相接，延时为1分40秒至18分30秒，而X与B相接，延时为13分20秒至2小时28分。X接至C点时，延时为1小时47分至20小时。具体延时时间由100KΩ电位器调定。若需更长的延时，则可用大电容代替39nF电容。这时，延时可达一周以上。在触发输出端加正信号，则4521B内的分频器复位。

 

二、元器件选择与制作
IC选用MCI4521B集成电路；Rl~R4均选用1/4W金属膜电阻器；RP选用有机实心可变电阻器。C1选用陶瓷片电容器。VD1选用IN4004型硅整流二极管；VD2选用IN4148型硅开关二极管。VT选用BC337型硅三极管；VS选用1W、15V的硅稳压二极管。按要求接好电路，基本无需调试即可正常工作。延时可靠稳定，建议由6～15V的稳压电源供电。

电路15  循环工作定时控制器

该电路可设定设备的循环周期时间以及每次工作的时间，可以让设备按照设定的时间不断地循环工作，可应用于定时抽水、定时换气、定时通风等控制场合。

 

一、电路工作原理
电路原理如图15所示。
 

图15  循环工作定时控制器电路原理图

电路通过电容C2和泄放电阻R3降压后，经过桥堆IC2整流，VD2稳压后，得到12V左右的直流电压，为IC1及其它电路供电。IC1为14位二进制计数/分频器集成电路，通过由R1、R2、C1和IC1的内部电路构成一定频率的时钟振荡器，为IC1的定时提供时钟脉冲。当电路通电后，首先进入设备的工作间隙等待时间，IC1内部通过对时钟脉冲的计数和分频实现延时，当计时时间到时（按图中参数，约为3小时），IC1的Q14端输出高电平，使三极管V导通，继电器KA得点，驱动受控设备开始工作。此时，IC1又开始对设备工作时间进行计时，定时时间到时（按图中参数，约为20分钟），IC1的Q14端重新变为低电平，使V截止，设备停止工作。此时，IC1自动复位，又开始下一次计时，从而可以使设备按照设定时间进行定时循环工作。图中VL为工作指示灯。

 

二、元器件选择
集成电路IC1选用14位二进制计数/分频器集成电路CD4066，也可使用CC4066或其它功能相同的数字电路集成块。IC2选用1A、50V的桥堆，也可用四只1N4007二极管接成。三极管V选用NPN型三极管8050，也可使用9013或3DG12等国产三极管。VD1选用整流二极管1N4007；VD1选用1W，12V的硅稳压管，如1N4742；VD3～VD5使用开关二极管1N4148；VL选用普通发光二极管。电阻R1、R2、R4、R6和R7选用1/4W的金属膜电阻器；R3和R5选用1/2W碳膜电阻器。C1选用涤纶或独石电容器；C2选用耐压为450V及以上的聚丙烯电容器；C3选用耐压为16V的铝电解电容器。KA选用线圈电压为12V的微型继电器，触点容量根据受控设备的功率来确定。

 

三、制作与调试方法
电路安装完成后，一般无需调试即能正常工作。当需要调节控制时间时，可调节R1、和C1的参数；也可改变IC1输出控制端（Q4～Q14）的位置来实现。

电路16  多级循环定时控制器

该电路是一个三级定时控制器，可用于控制三台设备按照设定的时间依次循环工作，而且每台设备的工作时间可以独立调节，如果需要控制更多设备循环定时工作，只需要增加单元电路的数目即可。电路工作稳定、性能优良、性价比高、操作方便、适合个人和小型企业制作。可用于企业生产自动控制及彩灯控制，也可用于家用电器的趣味控制等。

 

一、电路工作原理
电路原理如图16所示。

 
图16 多级循环定时控制器电路图

 

电路中，由三个时基集成电路LM555组成三个单稳态电路，每个单稳态电路作为一个定时控制单元。三个单元共同完成三级循环定时控制功能。

在接通电源的瞬间，由于555集成电路IC3和IC4的复位端4脚都接有时间常数较大的自动复位电路（分别由R4、C7和R7、C11组成），使IC3和IC4复位，它们的输出端3脚就输出低电平，使三极管T2、T3分别截止，继电器J2、J3释放。

由于IC2复位端4脚直接接在电源正极，电源接通时电容C3上的电压不能突变，IC2触发端2脚得到触发电压，使其进入暂稳态，其3脚输出高电平，三极管T1导通，继电器J1吸合，J1触头可控制电器通电工作。同时电源经电位器VR1向电容C5充电，当C5上的电压升高到电源电压的三分之二（4V）时，IC2结束暂稳，其3脚输出低电平使三极管T1截止，继电器J1释放，其触头控制的电器断电停止工作。调节电位器VR1和电容C5的参数就可改变继电器J1的吸合时间。在IC2输出低电位的瞬间，由电容C6和电阻R3组成的微分电路，将在IC3的触发端2脚产生负尖脉冲，触发IC3进入暂稳态，其输出端3脚输出高电位，使三极管T2导通，继电器J2吸合，其触头控制的电器通电工作。调节电位器VR2和电容C9的参数就可改暂稳态时间。

当第二单元暂稳态结束时，由电容C10和电阻R6组成的微分电路，将在IC4的触发端2脚产生负尖脉冲，触发IC4进入暂稳态，其输出端3脚输出高电位，使三极管T3导通，继电器J3吸合，其触头控制的电器通电工作。调节电位器VR3和电容C13的参数就可改暂稳态时间。

当第三单元暂稳态结束时，经微分电路C3、R1去触发第一单元电路，这样依次循环来实现循环定时控制。

 

二、元器件选择
电路中，IC1为三端集成稳压电路，选择MC7806型； IC2、IC3、IC4采用LM555时基集成电路；继电器J1、J2、J3要根据其控制电器的工作电流来选择，但继电器线圈额定电压应为直流6V。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
整个电路检查接线无误，通电就能正常工作，电路中的VR1、C5；VR2、C9；VR3、C13的参数分别决定三个单元电路的定时时间，按电路参数定时时间约为1.1RC秒。

电路17  抗干扰定时器

在运用555时基电路设计而成的定时器电路中，一般都将555时基电路连接成单稳态触发器，这样连接使得电路设计简单，只需要几个电阻器和电容器就能实现触发功能，但同时也存在外部对555时基电路2脚的干扰问题，本电路巧妙的利用了555时基电路4脚的强制复位的功能来实现抗干扰的定时器电路。

 

一、电路工作原理
电路原理如图17所示。

图17  抗干扰定时器电路图

在SB断开时，555时基电路的4脚通过电阻器R6与地相连，555时基电路被强制复位。此时，无论2脚受到多大的干扰，555时基电路都不工作。当按下按钮B后，电源通过二极管VD1加到4脚一个高电平，时基电路的强制复位功能解除，同时电源通过电阻器R1加到三极管VT1的基极上，使得VT1导通，电容器C2通过与VT1集电极相连后向IC电路的2脚输出一个低电平，IC翻转置位，3脚输出高电平，发光二极管点亮、继电器K得电，触点K-1闭合，插座对外供电，同时3脚的高电平通过VD2向4脚输出一个高电平使得电路自锁。当暂态结束后，电路翻回稳态，3脚输出低电平，继电器K失电，触头K-1断开，电路恢复到初始状态。

 

二、元器件的选择
IC1 555时基电路选用NE555、μA555、SL555等时基集成电路；R1~R7选用RTX—1/4W型碳膜电阻器；RP可用WSW型有机实心微调可变电阻器；C2、C4、C5、C6选用CT1型瓷介电容器，C1、C3、C7选用CD11—16V电解电容器；二极管VD1、VD2、VD3选用IN4148硅型开关二极管，VD4~VD7选用IN4001硅型普通整流二极管；继电器K可根据用电设备的需要选择；三端集成稳压器选用7809型三端集成稳压电路。

 

三、制作与调试方法
在电路的调试阶段，电路的定时时间可以通过T=1.1（RRP＋R5）×C3估算，所以需要改变定时时间可以通过调节可变电阻器来实现。

电路18  采用555集成电路的简易光电控制器

该光电控制器以555时基集成电路为核心，控制方式比较简单，使用可靠、寿命长，是一种价格低、体积小、便于自制的光电控制开关电路。可用于工业生产和家用电器等的控制。

 

一、电路工作原理
电路原理如图18所示。无光照射时，光敏电阻RG的阻值很大（1MΩ以上），555时基集成电路的2脚、6脚电压约为电源电压的1/2（6V），3脚输出低电平，KA线圈无电，继电器释放。当有光线照射到光敏电阻RG上时，RG阻值会大幅下降（小于10KΩ），555的2脚、6

图18  采用555集成电路的简易光电控制器电路图

脚电压降到电源电压的1/3（4V）以下，3脚输出高电平，KA线圈得电，继电器吸合，即使光照消失，KA仍保持吸合状态。                                                                      

 

其后，如再有光线照射到光敏电阻RG上，则电容C1储存的电压通过RG加到555的6脚，使6脚的电压大于电源电压的2/3（8V），3脚输出低电平，KA线圈失电，继电器释放，电路恢复到原始状态。光敏电阻RG每受光照射一次，电路的开关状态就转换一次。

 

二、元器件选择及制作调试
IC用NE555集成电路， RG应选用亮电阻值≤10KΩ；暗电阻值≥1MΩ的光敏电阻，其他元件无特殊要求，各元件参数见电路图。该电路安装完后装入一小塑料盒内，将光敏电阻RG外露，不需要调试就可正常工作。

电路 19  采用功率开关集成电路TWH8751的路灯自动控制器

本例介绍的光控路灯，在白天不工作，夜晚能自动点亮，可用于街道或农村场院等场合。
一、电路工作原理
电路原理如图19所示。
该光控路灯电路由电源电路和光控电路组成，如图所示。电源电路由电源变压器T、整流二极管VDl-VD4和滤波电容器C组成。光控电路由光敏电阻器RG、电阻器R1、R2、可变电阻器RP、电子开关集成电路IC、继电器K和二极管VD5组成。交流220V电压经T降压、VDl-VD4整流和C滤波后，为光控电路提供+l2V工作电源。白天，RG受光照射而呈低阻状态，使IC的2脚 (选通端)和4脚 (输出端)均为高电平，其内部的电子开关处于截止状态，K不吸合，路灯EL不亮。夜晚，RC无光照射呈高阻状态，IC的2脚变为低电平，其内部的电子开关接通，EL点亮。调节RP的阻值，可改变光控的灵敏度。

图19  采用功率开关集成电路TWH8751的路灯自动控制器电路图

二、元器件选择
Rl和R2选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。RP选用实心可变电阻器。RG选用RG45系列的光敏电阻器。C选用耐压值为16V的铝电解电容器。VDl-VD5选用1N400l或lN4007型硅整流二极管。IC选用TWH8751型电子开关集成电路。K选用JZX-22F型 (触头电流负荷为IOA)l2V直流继电器，可将其两组常开触头并联使用。T选用3-5W、二次电压为l2V的电源变压器。

 

三、制作与调试方法
制作时可自制印刷电路板，也可使用万能印刷电路板，电路安装完成后，只要线路正确，一般无需调试即可正常使用。

电路20 采用双D触发器CD4013的路灯控制器

本例介绍的光控路灯采用CD4013双D触发器集成电路，电路结构简单、容易制作、工作稳定可靠。

 

一、电路工作原理
电路原理如图20所示。

 图20 采用双D触发器CD4013的路灯控制器电路图

该光控路灯电路由电源电路、光控电路和控制执行电路组成。交流220V电压经VD1~VD4整流、R1限流、C1滤波及VS稳压后，为光控电路和执行电路提供+12V工作电压。

 

白天，RG1和RG2受光照射而呈低阻状态，IC的S1端为低电平，R1端为高电平，1端输出低电平，VT处于截止状态，K处于释放状态，照明灯EL不亮。

夜晚，RG1和RG2因无光照射或光照变弱而阻值增大，使IC的S1端变为高电平，R1端变为低电平，Q1端输出高电平，VT饱和导通，K通电吸和，其常开触头接通，EL点亮。

 

天亮后，RG1和RG2阻值下降，IC的Q1端又输出低电平，VT截止，K释放，EL熄灭。

 

二、元器件选择
IC选用CD4013或CC4013型双D触发器集成电路，VT选用8050或9014型硅NPN晶体管；RG1和RG2选用MG45系列的光敏电阻器；VD1~VD5均选用IN4007或IN4004型整流二极管。VS选用1W、12V稳压管，C1选用耐压25V的铝电解电容，C2选用耐压16V的铝电解电容，RP1和RP2选用普通电位器，R1选用2W的金属膜电阻器，R2~R4选用普通1/8或1/4W金属膜电阻器,K选用12V直流继电器，其触头电流容量视EL功率而定。

 

三、制作与调试方法
电路元件选择正确，焊接无误后，即可使用，调节RP1和RP2的阻值，可以调节光控的灵敏度。

 

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