开放实验指导书

《声控与触摸灯控制电路设计制作》

开放实验指导书

高玄怡编写

信息与电子学院

二零一六年一月

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实验项目：声控与触摸灯控制电路设计与制作

一、实验目的

1.学习电子元器件的识别方法

2.掌握面包板制作电路的方法

3.培养学生的电子线路读图能力及画电路图的方法

4.培养学生电路连接的动手能力

5.掌握基本电子仪器：万用表、信号源、示波器的使用方法

6.掌握电路制作中电子线路故障排查能力

二、实验原理

1.学习电路常用元器件的性能参数和特性

1.1电阻

1）电阻的分类：

电阻按材料分一般有：碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻、线饶电阻等。一般的机电产品中的测控电路使用碳膜电阻较多，因为它成本低廉，满足测控的精度要求。金属膜电阻精度高，使用在要求较高的放大器电路，测试仪器电路，测控系统设备上。水泥电阻是能够承受比较大功率的，常用在较大的电器产品中。线饶电阻的精度比较高，常用在要求很高的测量仪器上实现调节电压。

2）电阻值的表示：

电阻的阻值和误差用色环表示。在电阻上有三道或者四道色环。电阻端的是第一道色环，其余顺次是二、三、四道色环，如图 1.1所示。第一道色环表示阻值的最大一位数字，第二道色环表示第二位数字，第三道色环表示阻值位应该有几个零。第四道色环表示阻值的误差。可这样记忆：棕1，红2，橙3，黄4，绿5，蓝6，紫7，灰8，白9，黑0。

电阻值最小0.01欧姆，电阻值的最大是1000000000欧姆，电阻分档根据使用要求选择不同的电阻值。电阻值的误差是10%，5%，1%，0.5%，0.1%，0.5%，0.01%。

图1.1 电阻色环表示图

3

）光

敏电阻器

光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值，随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。型号是2DU,3DU.

光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm 的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内光敏电阻外形图和电路符号,如图1.2所示。就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成。

图1.2 光敏电阻外形图 图1.3光敏电阻结构图

光敏电阻结构图如图1.3所示，光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M 欧,在强光条件（100LX ）下，它的阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。亮阻小于5K ，暗阻大于5M 。

四色环读数

五色环读数

1.2电容

1）电解电容：

多数在 1 μ F以上,直接用数字表示。如：4.7 μ F 、100 μ F 、220 μ F等。这种电容的两极有正负之分,长脚为正极，短脚为负极。

2）瓷片电容：

电容多数在 1 μ F以下,直接用数字表示。如：10 、22、0.047μ F、0.1μF 等等,这里要注意的是单位。凡用整数表示的,单位默认 pF ;凡用小数表示的,单位默认μ F 。如以上例子中,分别是10P 、22P 、0.047 μ F 、0.1 μ F等。现在国际上流行另一种类似色环电阻的表示方法（单位默认 pF ）：如：“ 473 ”即 47 000 pF=0.047 μ F “ 103 ”即 10 000 pF=0.01 μ F 等等“ XXX”第一、二个数字是有效数字,第三个数字代表后面添加 0 的个数。

1.3二极管

1）结构和符号：二极管具有两个电极，在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的传导性。如图1.4所示。

图1.4 二极管结构图

2）理想二极管的等效电路：

（1）对二极管加的正向电压稍大于零，二极管处于正向导通状态，相当于开关闭合。

（2）对二极管加反向电压时，二极管处于反向截止状态，相当于开关断开。

1.4稳压二极管

1） 稳压管符号：稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。

其表示符号为图1.5所示，稳压管的工作特性如图1.6所示。

图1.5 稳压管符号图 图1.6稳压管工作特性图

2）稳压管的特性：稳压管工作于反向击穿区。当反向电压增高到击穿电压时，反向电流突然剧增，稳压管反向击穿。此后，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小。利用这一特性，稳压管在电路中能起到稳压的作用。

1.5可控硅

1）可控硅结构图1.8和符号图1.7所示，它是N-P-N-P-N 五层三端半导体器件，也有三个电极，但它没有阴、阳极之分，而统称为主电极T1和T2，另一个电极 G 也称控制门极。

图1.7 可控硅符号图 图1.8可控硅结构图

2） 管脚判别：G 与T1之间正反向电阻都很小，因此在用万用表的R ×1挡测量晶闸管任意两引出脚间的电阻值时，正常时有一组为几十欧，另两组为无穷大，阻值为几十欧时表笔所接触的两管脚为T1和G ，剩余的引出脚是T2。判别出T2后，可以进一步区分T1和G 。假定T1和G 两电极中的任意一脚为T1,

用黒表笔D 正

极 负极