它可以使负载上的交流电压始终保持在选定值而不改变,即使电网电压变化±10%时,负载上电压变化也小于±1%,达到近于\纹丝不动\的效果。
3.6 晶体管式交流电焊机空载自停节电电路
电路工作原理
如图3-6-1所示:该装置是一种典型的安全节电电路,合上电源开关QS,交流接触器KM线圈得电吸合。其常闭辅助触点断开,主触点闭合,380V交流电压加在电焊变压器T的初级,次级感应出电压约80V。将稳压管VSl和VS2击穿,在VSl两端输出20V直流电压,并使单结晶体管VT导通,电容C3向继电器KA放电,使KA吸合,其常开触点闭合并自锁,常闭触点断开,交流接触器KM线圈无电而释放,380V交流电源通过电容Cl与电焊机初级接通,使电焊机空载电流大大减小,是电焊机过到节电的目的。这时电焊机次级电压降至11.5V左右,该电压经VD整流、C2滤波后给继电器KA提供直流电压,是KA保持吸合状态。
图3-6-1
焊接时,电焊变压器次级被短路,电压降至约OV,KA失电释放,接触器KM得电吸合,电焊机进入下一步正常焊接状态。在操作中更为安全节能可靠,改装中增加电气元件极少,既经济又方便实用,操作自然,工作起来自如,得心顺手。
3.7 自制微型示波器
电路原理
如图3-7-1电路大致由电源电路、测量信号输入、信号整理、信号采集、显示及键盘处理等6部分构成。
1. 信号输入电路
信号输入电路由R10、R11、R12、R13、R14、C11、C12和D5、D6构成,完成输入信号的1:1和1:5切换、阻抗匹配以及对后级电路的保护。由于信号输入电压分为±2.5V、±12.5V两挡可调,所以本机未设交直流切换电路。
2. 信号整理电路
TL072中的两级运放及周边电路完成信号整理工作,其中一级运放完成输入阻抗转换工作,另一级完成±2.5V到0~2.5V的信号转换工作以满足信号采集 电路的工作需要。
3.8 锁相环FM立体声发射器的设计与实现
3.8.1 BH1417的原理特性
FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。调频由变容二极管组成的高频振荡器实现,高频振荡器是锁相环的VCO,立体声复合信号通过它直接进行调顿。高频振荡器由第9引脚外部的LC回路与内部电路组成,振荡信号经过高频放大器从1引脚输出,同时输送到锁相环电路进行比较后,从第7引脚输出一个信号。对高频振荡器的值进行修正,确保频率稳定。一但超过锁相环设定的频率,第7引脚将输出的电平拉高;如果低于设定频率,它将输出的电平拉低;相同的时候,它的电平将不变。
①将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路(LPF)一体化,使音频信号的质量比分立元件的电路(如BA1404、NJM205等)有很大改进。
②采用锁相环锁频,并与调频发射电路一体化,使得发射的频率非常稳定。 ③采用了4位拔码开关进行频率设定,可设定14个频点.使用非常方便。
图3-8-1 BH1417内部工功能和引脚功能
BH1417的内部结构和引脚功能如图3-8-1所示。它由5部分组成:音频预处理电路(加重、限幅和低通滤波);基频产生电路(晶振、分频);锁相环电路(相位检测、锁频);频率设定
电路(高低电平转换);调频发射电路。外围电路主要有拔码开关组成的频率控制电路、压控振荡 器组成的载波产生电路、定时器以及一些耦合电容。
3.8.2立体声调频发射整机电路设计
整机电路如图3-8-2所示。
图3-8-2 整机电路
1.立体声调制电路
音频信号通过1脚、22脚输入后,由BH1417的 21、20、19,2,3、4脚和外电路配合通过预加重电路,限幅电路和低能滤波器后送到混合器中,由1脚、14脚输入的接人的7.6MHz晶体的振荡电路通过200分频产生的38kHz副载波信号,同时38kHz副载波通过2分频后产生19kHz导频信号,(L-R)信号与38kHz的副 载波进行平衡调制,调制后的复合信号通过5脚输出。
2. FM发射电路
调频发射电路采用频率稳定的锁相环系统。15、 16、1、18脚输入的频率代码经过解码和鉴相后,由7脚输出PLL振荡器的控制信号VCO。此VCO控制外部的分立元件组成的高频振荡电路产生FM调频的载波信号,并通过一个达林顿三极管2SD2142对5脚输出的复合立体声信号进行FM频率调制。调制后的信号通过9脚输入到BH1417K,经过内部的射频放大器放大后的射频信号由1脚输出。输出后的信号可以直接接到发射天线上进行发射。
3.高频振荡电路
BH1417的5、7、9、1、12管脚配合于其连接的分立元件,构成调频载波的频率振荡和射频调制部分;1、14脚需要外接7.6MHz的晶体振荡器,提供给BH1417内部的鉴相、立体声信号调制等部分所需要的稳定时钟。6、8为电源部分;1脚与外部连接的元件构成调频信号发射部分。
由于BH1417内部工作所需的时钟都是来自7.6MHz的晶振,而晶振的工作频率一般都十分稳定。外部调频载波信号和载波调制电路都使用VCO(压控振荡)控制的PLL(锁相环)电路进行
工作。所以,由BH1417组成的调频发射器发射频率十分稳定,不会在发射过程中出现跑频或者自激振荡。
3.9 LM339运放的应用
集成电路运放LM339的4、2、1脚电压的波形及实现了什么功能。通电后IC的7脚由电阻分压产生8.25V的直流电压,刚通电时6脚电位低于7脚,比较器 (LM339)1脚输出高电位,R3的正反馈作用,使得比较器迅速饱和,随着时间的推移,电容逐渐充电,6脚的电位逐渐升高,当高于7脚的电位时(8.5V),比较器突然翻转,1脚输出低电位,同样正反馈的作用使得该过程更强烈,此时电容通过R4和二极管Dl向LM339的1脚放电。当电容上的电压低于IC7脚的电压(这时可能不是 8.25V了,因为1脚的低电位会影响到7脚电压)时,电路再次翻转,重复前面的过程,从而在电容两端形成了8000Hz的锯齿波电压。该锯齿波电压直接施加于比较器的4脚,又和控制电压进行比较,当电容两端电压高于控制电压时,比较器输出低电位,低于控制电压时输出高电位, 相当于把锯齿的上半部分切掉了,因此控制电压越高,锯齿切掉的越少,输出的脉宽就越宽。稳压二极管在这里起削波的作用,实现脉出的整形。 这个电路设计的非常经典,是非常好的脉宽调制电路。
3.10 声控电路
电路工作原理
图3-10-1是声控电路的电原理图。当你对着声控电路的小话筒拍打或喊叫时,电路中的继电器会开始工作, 工作几秒钟继电器会自动停止。
电路中的小话筒可以把声音信号转变为电信号,通过三极管VT1的放大去触发后面的控制电路。
三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成单稳态电路。电阻器R4为三极管VT2提供了基极电流;而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R5上得到的。三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的;而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容C3来完成的。
单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时,选择合理的R4阻值,使三极管VT2稳定在饱和状态,此时它的集电极电压约为0.3V以下。这样使三极管VT3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。
当信号中的一个负脉冲通过C2到达三极管VT2的基极时,三极管VT2开始趋向截止,它的集电极电流减小,集电极电压升高;经过直接耦合,使三极管VT3的基极电压升高,三极管VT3开始导通,它的集电极电压下降;经电容C3的耦合又使三极管VT2的基极电压进一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在) ,形成一个正反馈.很快达到一个新的状态。此时三极管VT2截止,三极管VT3饱和导通。这就是单稳态电路的暂稳态现象。
单稳态电路的暂稳态是不能持久的。在暂稳态期间,电容器C3通过电阻器R4进行放电,随着放电的进行三极管VT2的基极电压逐渐升高,当它达到0.5V以上时.三极管VT2开始导通,正反馈现象再次发生,整个电路很快又回到VT2饱和导通,VT3截止的稳定状态。电容器C3通过电阻器R4的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。根据计算,这个时间t=0.7 x R4 x 口在本电路中电阻R4为270k,电容C3为47μF, 所以t=0.7 x 270 x 13 x 47 x 10-6≈9秒。根据这个公式可以改变电阻器R4或电容器C3的参数,来延长或缩短电路的延迟时间。
电路复原后,电容器C3通过继电器和三极管VT2的发射结进行充电。充电完成后电路才可以接收下一次的触发。
如果声控电路直接控制两只白色发光二极管,也可以不用继电器。此时电源电压应为4.5V,它的电路如图2所示。如果使用6V电压,要改变电阻器R6的阻值。
3.11 多路信号源
本电路由文氏电桥振荡器产生正弦波,再经电压 比较器变换为矩形波,最后经积分电路输出锯齿波号其原理框图如图3-11-1所示。
图3-11-1 原理框图
3.11.1 正弦波发生电路
本设计采用集成运放uA741作为宽频带放大电路,引入正反馈的反馈网络产生自激振荡,通过文氏电桥即RC串、并联电路进行选频,最后由二极管稳幅。改变R、C的数值,可以调节频率。电路过程应注意以下几点: 1.集成运放的使用
通用集成运放uA741具体接法如图3-11-2所示。输出波形严重失真,究其原因,除了少数