電子電路的組裝、調(diào)試與總結(jié)重慶大學(xué)

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指 導(dǎo) 書唐治德 楊永明 申利平 呂宗偉 王明昌 夏鳴風(fēng) 汪金剛電氣工程學(xué)院2011年6月 目 錄1 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí).32 課程設(shè)計(jì)專題73. 電子技術(shù)（II）課程設(shè)計(jì)級(jí)報(bào)名表.514. 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)要求. 521電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)包括選擇課題、電子電路設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試和總結(jié)報(bào)告等教學(xué)環(huán)節(jié)。這里介紹課程設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)。電子電路設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)一個(gè)電子電路系統(tǒng)時(shí)，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案選擇，然后對(duì)方案中的各部分進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇，最后將各部分連接在一起，畫出一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)電

2、路圖。一、 明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體分析，充分了解系統(tǒng)的性能、指標(biāo)、內(nèi)容及要求，以便明確系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。二、 方案選擇把系統(tǒng)要完成的任務(wù)分解為若干個(gè)單元電路，并畫出一個(gè)能表示各單元功能的整機(jī)原理框圖。方案選擇的重要任務(wù)是根據(jù)掌握的知識(shí)和資料，針對(duì)系統(tǒng)提出的任務(wù)、要求和條件，完成系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)。在此過程中要敢于探索，勇于創(chuàng)新，爭(zhēng)取方案的設(shè)計(jì)合理、可靠、經(jīng)濟(jì)、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)。并且對(duì)方案要不斷進(jìn)行可行性和優(yōu)缺點(diǎn)的分析，最后設(shè)計(jì)出一個(gè)完整框圖。三、 單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇根據(jù)系統(tǒng)的指標(biāo)和功能框圖，明確各部分任務(wù)，進(jìn)行各單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。 單元電路

3、的設(shè)計(jì)單元電路是整機(jī)的一部分，只有把單元電路設(shè)計(jì)好才能提高整機(jī)設(shè)計(jì)水平。每個(gè)單元電路設(shè)計(jì)前都需明確本單元電路的任務(wù)，詳細(xì)擬訂出單元電路的性能指標(biāo)，與前后級(jí)之間的聯(lián)系，分析電路的組成形式。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以模仿成熟的先進(jìn)的電路，也可以創(chuàng)新或改進(jìn)，但都必須保證性能要求。而且，不僅單元電路本身要求設(shè)計(jì)合理，各單元電路間也要互相配合，注意各部分的輸入、輸出信號(hào)和控制信號(hào)的關(guān)系。 參數(shù)計(jì)算為保證單元電路達(dá)到功能指標(biāo)要求，就需要用電子技術(shù)知識(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，例如放大電路中各電阻值、放大倍數(shù)；振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數(shù)。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計(jì)算公式，計(jì)算的參數(shù)才能滿足設(shè)計(jì)要求。計(jì)算參

4、數(shù)時(shí)，同一個(gè)電路可能有幾組數(shù)據(jù)，注意選擇一組能完成電路設(shè)計(jì)功能、在實(shí)踐中真正可行的參數(shù)。計(jì)算電路參數(shù)時(shí)應(yīng)注意下列問題：（1） 元器件的工作電流、電壓、頻率和功耗參數(shù)應(yīng)能滿足電路指標(biāo)的要求。（2） 元器件的極限參數(shù)必須留有足夠的裕量，一般應(yīng)大于額定值的.5倍。（3） 電阻和電容的參數(shù)應(yīng)選計(jì)算值附近的標(biāo)稱值。 器件選擇（1） 阻容元件的選擇 注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。（2） 分立元件的選擇 包括二極管、雙極型三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、光電二（三）極管等。根據(jù)他們的用途分別進(jìn)行選擇。（3） 集成電路的選擇 根據(jù)電路功能、性能指標(biāo)選擇集成電路。注意集成電路的功耗、電源電壓、工作速度是否滿足設(shè)

5、計(jì)要求。通過查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行元器件的選擇。四、 電路圖的繪制電路圖通常是在系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇的基礎(chǔ)上繪制的，它是電路組裝、調(diào)試和維修的依據(jù)。繪制電路圖時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：（1） 元器件布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于閱讀。（2） 注意信號(hào)流向。一般從輸入端或信號(hào)源開始，由左至右或上至下按信號(hào)的流向依次畫出各單元電路，而反饋通路的信號(hào)流向則與此相反。（3） 圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)標(biāo)注。（4） 連線應(yīng)為直線，盡量少交叉和折彎。理論設(shè)計(jì)的電路必須進(jìn)行組裝、調(diào)試和測(cè)試，檢查電路能否滿足設(shè)計(jì)功能和性能要求。電子電路的組裝、調(diào)試與總結(jié)電子電路設(shè)計(jì)好后，便可進(jìn)行組裝、調(diào)試，最后對(duì)課

6、題內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)一、 電子電路的組裝電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)中組裝2電路通常采用焊接和在面包板上插接兩種方式。焊接組裝可提高學(xué)生焊接技術(shù)，但器件可重復(fù)利用率低。在面包板上無器件組裝便于插接且電路便于調(diào)長工，并可提高器件重復(fù)利用率。下面介紹在面包板上用插接方式組裝電路的方法。1 集成電路的裝插插接集成電路時(shí)首先應(yīng)認(rèn)清方向，不要倒插，所有集成電路的插入方向要保持一致，注意管腳不能彎曲。2 元器件的位置根據(jù)電路圖的各部分功能確定元器件在面包板上的位置，并按倍民的流向?qū)⒃骷樀剡B接，以易于調(diào)試。3 導(dǎo)線的選用和連接導(dǎo)線直徑應(yīng)和面包板插孔直徑相一致，過粗會(huì)損壞插孔，過細(xì)則與插孔接觸不良。為檢查電路的方便

7、，根據(jù)不同用途，導(dǎo)線可以選用不同的顏色。一般習(xí)慣是正電源用紅線，負(fù)電源用藍(lán)線，地線用黑線，信號(hào)線用其他顏色的線等。連接用的導(dǎo)線要求緊貼在面包板上，避免接觸不良。連線不允許跨接在集成電路上，一般從集成電路周圍通過，盡量做到橫平豎直，這樣便于查線和更換器件。組裝電路時(shí)注意，電路之間要共地。正確的組裝方法和合理的布局，不僅使電路整齊美觀，而且能提高電路工作的可靠性，便于檢查和排除故障。二、 電子電路的調(diào)試通常有以下兩種調(diào)試電路的方法：第一種是采用邊安裝邊調(diào)試的方法。把一個(gè)總電路按框圖上的功能分成若干單元電路分別進(jìn)行安裝和調(diào)試，在完成各單元電路調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大安裝和調(diào)試的范圍，最后完成整機(jī)調(diào)試。對(duì)

8、于新設(shè)計(jì)的電路，此方法既便于調(diào)試，又可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。該方法適于課程設(shè)計(jì)中采用。第二種方法是整個(gè)電路安裝完畢，實(shí)行一次性調(diào)試。這種方法適于定型新產(chǎn)品。調(diào)試時(shí)應(yīng)注意做好調(diào)試記錄，準(zhǔn)確記錄電路各部分的測(cè)試數(shù)據(jù)和波形，以便于分析和運(yùn)行時(shí)參考。一般調(diào)試步驟如下：1 通電檢查電路安裝完畢，首先直觀檢查電路各部分接線是否正確，檢查電源、地線、信號(hào)線、元器件引腳之間有無短路，器件有無接錯(cuò)。2 通電檢查接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分器件有無異?，F(xiàn)象。如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，則應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排隊(duì)故障后方可重新通電。3 單元電路調(diào)試在調(diào)試單元電路時(shí)應(yīng)明確本部分的調(diào)試要求，按調(diào)試要求測(cè)試性能指標(biāo)和觀察

9、波形。調(diào)試順序按信號(hào)的流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后的整機(jī)聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。電路調(diào)試包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試，通過調(diào)試掌握必要的數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象，然后對(duì)電路進(jìn)行分析、判斷、排除故障，完成調(diào)試標(biāo)要求。4 整機(jī)聯(lián)調(diào)各單元電路調(diào)試過錯(cuò)成后就為整機(jī)調(diào)試打下了基礎(chǔ)。整機(jī)聯(lián)調(diào)時(shí)應(yīng)觀察各單元電路連接后各級(jí)之間的信號(hào)關(guān)系，主要觀察動(dòng)態(tài)結(jié)果，檢查電路的性能和參數(shù)，分析測(cè)量的數(shù)據(jù)和波形是否符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障和問題及時(shí)采取處理措施。電路故障的排隊(duì)可以按下述8種方法進(jìn)行：信號(hào)尋跡法 尋找電路故障時(shí)，一般可以按信號(hào)的流程逐級(jí)進(jìn)行。從電路的輸入端加入適當(dāng)?shù)男盘?hào)，用示波器或電壓表等儀器逐

10、級(jí)檢查信號(hào)在電路內(nèi)各部分偉輸?shù)那闆r，根據(jù)電路的工作原理分析電路的功能是否正常，如果有問題，應(yīng)及時(shí)處理。調(diào)試電路時(shí)也可從輸出級(jí)向輸入能倒推進(jìn)行，信號(hào)從最后一級(jí)電路的輸入端，繼續(xù)進(jìn)行檢查。這里所指的“適當(dāng)信號(hào)”是指頻率、電壓幅值等參數(shù)應(yīng)滿足電路要求，這樣才能使調(diào)試順利進(jìn)行。對(duì)分法 把有故障的電路分為兩部分，先檢測(cè)這兩部分中究竟是哪部分有故障，然后再對(duì)有故障的部分對(duì)分檢測(cè)，一直到找出故障為止。采用“對(duì)分法”可減少調(diào)試工作量。分割測(cè)試法 對(duì)于一些有反饋的環(huán)形電路，如振蕩器、穩(wěn)壓器等電路，它們各級(jí)的工作情況互相牽連，這時(shí)可采取分割環(huán)路方法，將反饋環(huán)去掉，然后逐級(jí)檢查，可更快地查出故障部分。對(duì)自激振蕩現(xiàn)象

11、也可以用此法檢查。電容器旁路法 如遇電路發(fā)生自激振蕩或寄生調(diào)幅等故障，檢測(cè)時(shí)可用一只容量較大的電容器并聯(lián)到故障電路的輸入或輸出端，觀察對(duì)故障現(xiàn)象的影響，據(jù)此分析故障的部位。在放大電路中，旁路電容失效或開路，使仙反饋加強(qiáng)，輸出量下降，此時(shí)用適當(dāng)?shù)碾娙莶⒙?lián)在旁路電容兩端，就可以看到輸出幅度恢復(fù)正常，也就可斷定旁路電容的問題。這種檢查可能要多處試驗(yàn)才有結(jié)果。這時(shí)要細(xì)心分析可能引起故障的原因。這種方法也用來檢查電源濾波和去耦電路的故障。對(duì)比法 將有總是的電路狀態(tài)、參數(shù)與相同的正常電路進(jìn)行逐項(xiàng)對(duì)比。此方法可以較快地從異常的能數(shù)中分析出故障。替代法 把已調(diào)試好的單元電路代替有故障或有疑問的相同的單元電路（

12、注意共地），這樣可以很快判斷故障部位。有時(shí)元器件的故障不很明顯，如電容漏電、電阻變質(zhì)、晶體管和集成電路性能下降等，這時(shí)用相同規(guī)格的優(yōu)質(zhì)元器件逐一替代實(shí)驗(yàn)，就可以具體地判斷故障點(diǎn)，加快查找故障點(diǎn)的速度，提高調(diào)試效率。靜態(tài)測(cè)試法 故障部位找到后，要確定是哪一個(gè)或哪幾個(gè)元件有問題，最常用的就是靜態(tài)測(cè)試法和動(dòng)態(tài)測(cè)試法。靜態(tài)測(cè)試法是用萬用表測(cè)試電阻值、電容漏電、電路是否斷路或短路，晶體客和集成電路的各引腳電壓是否正常等。這種測(cè)試是在電路不加信號(hào)時(shí)進(jìn)行的，所以叫靜態(tài)測(cè)試。通過這種測(cè)試可發(fā)現(xiàn)元器件的故障。動(dòng)態(tài)測(cè)試法 當(dāng)靜態(tài)測(cè)試還不能發(fā)現(xiàn)故障原因時(shí)，可以采用動(dòng)態(tài)測(cè)試法。測(cè)試時(shí)在電路輸入端加上適當(dāng)?shù)男盘?hào)再測(cè)試元

13、器件的工作情況，觀察電路的工作狀況，分析、判別故障原因。組裝電路要認(rèn)真細(xì)心，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。安裝電路要注意布局合理。調(diào)試電路要注意正確使用測(cè)量儀器，系統(tǒng)各部分要“共地”調(diào)試過程中不斷跟蹤和記錄觀察的現(xiàn)象、測(cè)量的數(shù)據(jù)和波形。通過組裝調(diào)試電路，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高設(shè)計(jì)水平，圓滿完成設(shè)計(jì)任務(wù)。三、 課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對(duì)學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告的能力訓(xùn)練。通過寫報(bào)告，不僅把設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)，而且把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度。總結(jié)報(bào)告應(yīng)包括以下幾點(diǎn)：（1） 課題名稱。（2） 內(nèi)容摘要。（3） 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求。（4） 比較和選定設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)框圖。（5

14、） 單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。（6） 畫出完整的電路圖，并說明電路工作原理。（7） 組裝調(diào)試的內(nèi)容。包括： 使用的主要儀器和儀表。 調(diào)試電路方法和技巧。 測(cè)試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)劃處結(jié)果比較分析。 調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法。（8） 總結(jié)設(shè)計(jì)電路的優(yōu)缺點(diǎn)，指出課題的核心及價(jià)值，提出改進(jìn)意見和展望。（9） 列出系統(tǒng)需要的元器件。（10） 列出參考文獻(xiàn)。（11） 收獲、體會(huì)。2 課程設(shè)計(jì)專題 2.7 投幣電話控制器 一、 目的及意義投幣電話作為一種公共通信工具,曾給人們的日常生活和工作帶來極大的方便。 投幣電話控制器的設(shè)計(jì)思路與自動(dòng)售貨機(jī)和投幣游戲機(jī)等這類機(jī)器的控制思路,原則上 基本一

15、樣。因此,了解投幣電話控制器的設(shè)計(jì)方法對(duì)于使用和維護(hù)這類設(shè)備,有著觸類旁通的現(xiàn)實(shí)意義。投幣電話的特點(diǎn)是: 操作簡單,只須拿起話筒,投入一次通話硬幣,即可接通電話,通話時(shí)間為3min,電路框圖如圖1-1所示。 圖1-1 控制器電路框圖二、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1 通話時(shí)間規(guī)定為3min, 即每投入一次通話硬幣可通話一個(gè)計(jì)時(shí)單元(3min)。2 在通話開始時(shí), 以綠燈提示。通話結(jié)束前20s, 應(yīng)以紅燈提醒通話者注意時(shí)間,并開始用數(shù)字顯示通話剩余時(shí)間,每通話1s, 數(shù)字自動(dòng)減1。3 數(shù)字顯示為零之前, 如不再投幣, 電話將自動(dòng)切斷,控制器停止工作; 如繼續(xù)投幣, 通話仍可繼續(xù)。三、 單元電路簡介1. 秒脈

16、沖發(fā)生器可由CD7555定時(shí)器組成多諧振蕩器。2. 二一十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器該電路可用一片CD4518來實(shí)現(xiàn)。一片CD4518內(nèi)部具有兩個(gè)同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(符號(hào)如圖1-2所示), 因此, 用CD4518來實(shí)現(xiàn)二一十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)比較合理。由于通話時(shí)間為3分鐘，共180秒，用二一十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器可把時(shí)間分為9段，當(dāng)計(jì)數(shù)器每計(jì)到20秒時(shí)就輸出一個(gè)信號(hào)，送到控制電路完成下一步功能。3. 控制電路 控制電路由CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)脈沖分配器加上發(fā)光二極管組成，控制電路的主要作用是時(shí)間控制。例如，在180 s的前160 s 通話時(shí)間，綠燈亮，表示一切正常；而當(dāng)時(shí)間超過160 s 以后，紅燈亮，并且開始倒計(jì)時(shí)。

17、它的主要功能是接收二十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)，并把每一個(gè)信號(hào)分配輸出。CC4017 是一個(gè)脈沖分配器，它將每一個(gè)輸入脈沖從Y0Y9 分別輸出，并且在最后20 s 開始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)脈沖切斷，通話也隨之切斷，控制電路如圖1-3所示。4. 譯碼顯示電路譯碼顯示器可由 CD4511BCD 鎖存/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器組成，它可以根據(jù)其輸入端的信號(hào)驅(qū)動(dòng)共陰極的數(shù)碼管5011A/B，在此，其輸入是最后20s 的剩余時(shí)間。 5. 減法器 減法器可用可預(yù)置的十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器CD4510芯片組成的二十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，電路如圖1-4所示。 6. 預(yù)置通話時(shí)間預(yù)置通話時(shí)間即為通話的控制時(shí)間，具體時(shí)間設(shè)定為3min ,

18、可用CD7555來實(shí)現(xiàn)；可根據(jù)該電路的脈沖寬度來選擇參數(shù)，其電路如圖1-5所示。 7. 5V直流電源 可用三端集成穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)。五、整體電路設(shè)計(jì)根據(jù)投幣或市內(nèi)電話控制器的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，將各單元電路有機(jī)地組合起來，便得到投幣電話控制器的邏輯參考電路。 圖1-2 CD4518 符號(hào) 圖1-3 控制電路 圖1-4 二十進(jìn)制減法器 圖1-5 定時(shí)電路五、供參考選擇的元器件 1 CD7555 2片 2 CD4518 1片 3 CD4510 2片 4 CD4511 2片 5 CD4017 1片 6 發(fā)光二極管(紅色，綠色） 各1只 7 共陰極數(shù)碼顯示管5011A/B 2 片 8 電容220µF,

19、100µF,47µF,10µF,0.01µF 各3只 9 電阻若干六、參考文獻(xiàn)1.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 華中理工大學(xué)出版社 楊宗善主編 1995.1。2. 新編實(shí)用半導(dǎo)體器件手冊(cè)電子工業(yè)出版社 楊幫文主編 2004.9 3 新編CMOS4000系列集成電路實(shí)用手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 楊幫文主編 2007 2.8 紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表 一、設(shè)計(jì)目的（1）掌握紅外線光電轉(zhuǎn)換器的工作原理；（2）掌握紅外線轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試方法。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）設(shè)計(jì)四位數(shù)數(shù)字顯示紅外線轉(zhuǎn)速表。轉(zhuǎn)速表用紅外線發(fā)光管。測(cè)速范圍為0000 9999轉(zhuǎn)/秒，實(shí)現(xiàn)近距離

20、測(cè)量；（2）發(fā)射的紅外線用一定的頻率脈沖調(diào)制，接收的調(diào)制脈沖通過解調(diào)電路得到被測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)速脈沖；（3）組裝、調(diào)試紅外線轉(zhuǎn)速表；（4）畫出完整的電路圖，寫出設(shè)計(jì)、調(diào)試報(bào)告；（5）選作遠(yuǎn)距離測(cè)量。 三、紅外線轉(zhuǎn)速表的工作原理紅外線轉(zhuǎn)速表采用的紅外線探頭有直接試和反射式兩種。直接式探頭、發(fā)光管和受光管在被測(cè)物體的兩邊，發(fā)光管射出的光線直接照射到受光管上，被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)阻擋光線，產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)，這種探頭經(jīng)常用做光電計(jì)數(shù)。反射式探頭、發(fā)光管和受光管在被測(cè)物體的同測(cè)，當(dāng)探頭接近物體是，接收到脈沖的紅外線信號(hào)，用于測(cè)量轉(zhuǎn)速比較方便。測(cè)量轉(zhuǎn)速的探頭根據(jù)測(cè)量距離可以采用透鏡系統(tǒng)，也可不采用透鏡系統(tǒng)。當(dāng)

21、被測(cè)物離開探頭距離在15cm以內(nèi)時(shí)，無需采用透鏡。探頭設(shè)計(jì)是可采用小功率發(fā)光管5GL和光敏受光管3DU5C。組裝電路如圖2-1所示，兩管并排放置，兩個(gè)管子的中心線夾角很小，使它們?cè)?0cm 15cm遠(yuǎn)處相交。這種探頭靠接近物體上漫反射回來的光線工作，對(duì)全黑色物體，接收靈敏度很底，對(duì)白色物體和鏡面反射體接收最靈敏，也能接收到其他顏色物體的反射光，但相應(yīng)的探頭距離要近些。                    

22、   圖2-1 不加透鏡，接收漫反射光的探頭 測(cè)量轉(zhuǎn)速的探頭經(jīng)常用透鏡系統(tǒng)，根據(jù)光學(xué)的折射反射原理，發(fā)射管和接收管都固定在探測(cè)架上，通過透鏡聚焦。在探測(cè)架中間用半透膜使發(fā)射的紅外線折射向轉(zhuǎn)動(dòng)體，又能使從轉(zhuǎn)動(dòng)的物體反射回來的紅外線通過半透膜射向接收管。半透膜上最好涂一層只能透過某個(gè)單色波長的物質(zhì)，或用單色性很好的濾色玻璃制作，使它只能透過固定波長的紅外線（例如0.93m）,這樣對(duì)于對(duì)抗雜散光的干擾更有利。為了提高反射紅外線的能力，通常在轉(zhuǎn)動(dòng)物體貼上一小片紅外線反射紙，反射效果極好。有時(shí)用鏡面、鋁箔、潔白平滑的紙、白油漆等也能提供反射性能。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)到反射紙恰好對(duì)著從發(fā)光管發(fā)

23、出的紅外線時(shí)，接收管接收到光信號(hào)，從單位時(shí)間內(nèi)收到光信號(hào)的次數(shù)便可測(cè)出轉(zhuǎn)速。    測(cè)量遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)動(dòng)物體，可用中功率和大功率發(fā)光二極管（HL系列發(fā)光二極管），還可采用砷化鎵單異質(zhì)結(jié)激光二極管（如2EJD系列），這種管子的峰值波長為0.90m，輸出功率為2 10W，額定工作電流為15A 45A，發(fā)射距離超過幾十米。相應(yīng)的接收管仍可采用硅光電三極管3DU5C。紅外線轉(zhuǎn)速表電路原理框圖如圖2-2所示。為了使紅外線轉(zhuǎn)速表不怕可見光干擾，系統(tǒng)可以設(shè)置振蕩器和波形變換電路，使發(fā)射的紅外線通過脈沖功率放大和調(diào)制，當(dāng)受光管收到脈沖信號(hào)后，電路把調(diào)制發(fā)光管的脈沖信號(hào)和受光管接收到的脈

24、沖信號(hào)選通出來，對(duì)收到的光電信號(hào)，必須“卸調(diào)”調(diào)制脈沖，即實(shí)行解調(diào)，從中取得真正需要的轉(zhuǎn)速脈沖輸出信號(hào)，解調(diào)后輸出信號(hào)送入計(jì)數(shù)控制門計(jì)數(shù)。             圖2-2 紅外線轉(zhuǎn)速表電路原理框圖秒脈沖電路可以得到1Hz的秒脈沖信號(hào)，通過1秒脈沖電路得到閘門時(shí)間（脈寬）為1秒的閘門信號(hào)，該1秒的脈寬就是轉(zhuǎn)速表的取樣時(shí)間，是計(jì)數(shù)控制門的輸入信號(hào)。為了在測(cè)量過程中，只讓顯示數(shù)字在每次測(cè)量結(jié)束后自動(dòng)改變一次數(shù)據(jù)，要對(duì)計(jì)數(shù)顯示“鎖存”，所以電路需要一個(gè)延時(shí)1鎖存信號(hào)。在計(jì)算器每測(cè)量

25、依次轉(zhuǎn)速后，使計(jì)算器自動(dòng)清零，故設(shè)置延時(shí)2電路，以提供延時(shí)清零脈沖。                                 計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼顯示電路完成光電轉(zhuǎn)速表的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)顯示。四、器件簡介1. 秒脈寬信號(hào)發(fā)生器可由CD7555定時(shí)器組成多諧振蕩器及D 觸發(fā)器CC401

26、3實(shí)現(xiàn)1秒脈寬信號(hào)。2.計(jì)數(shù)/鎖存/7段譯碼/驅(qū)動(dòng)器 CC40110    CC40110邏輯圖和引出端功能圖如圖2-3所示。a g為驅(qū)動(dòng)器輸出端，和七段顯示器連接；R為清零端，R=“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)零；CPu是加法計(jì)數(shù)時(shí)鐘，CPd是減法計(jì)數(shù)時(shí)鐘；Qco輸出進(jìn)位脈沖，Qbo 輸出借位脈沖；TE 為觸發(fā)器使能端，TE =“0”時(shí)計(jì)數(shù)器工作，TE =“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器處于禁止?fàn)顟B(tài)，即不計(jì)數(shù)；LE為鎖存控制端，LE=“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器鎖存。CC40110各引出端具體功能參見表2-1。    CC40110是CMOS集成電路，內(nèi)部計(jì)數(shù)器

27、采用“約翰遜計(jì)數(shù)器”結(jié)構(gòu)，按二十進(jìn)制加/減方式工作，鎖存器將數(shù)據(jù)鎖存，譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和輸出驅(qū)動(dòng)七段顯示器，電源范圍為3V 18V，輸出驅(qū)動(dòng)電源可達(dá)10mA以上。 圖2-3  CC40110邏輯圖和引出端功能圖 表2-1  CC40110真值表3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CC4098CC4098單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的管腳功能圖如圖2-4所示。觸發(fā)脈沖從TR+ 或TR- 端引入。Rext和Cext是外接的定時(shí)元件，其值決定輸出脈沖寬度（暫態(tài)時(shí)間）。CC4098的真值表如表2-2所示。表2-2 CC4098真值表 圖2-4 CC4098管腳功能圖五、供參考選擇的元器件 1 7555 1片 2 CC40110 4片 4 數(shù)碼顯示器5011A（共陰極） 4片 5 CC4013 (雙D觸發(fā)器) 1片 6 CC4098 1片 7 CC4011 (與非門） 1片 8 CC4009 (六反相器) 1片 9 5GL (發(fā)光管) 1只 10 3DU5C （光敏受光管） 1只 11 7414(六施密特觸發(fā)器) 1片 11 電容 100µF, 47µF, 10&