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试题3.1串联稳压电源的设计与制作

功能分析
利用具有单向导电性能的桥式整流元件，将正负交替变化的正弦交流电压变换成单方向的脉动直流电压。利用电容滤波电路尽可能地将单向脉动直流电压中的脉动部分（交流分量）减小，使输出电压成为比较平滑的直流电压。利用串联稳压电源使输出直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定。
原理框图

完整电路图

试题3.3正弦波发生器的设计与制作
首先利用LM358采用文式桥振荡方式产生正弦振荡产生正弦波,Rp3,R4,R3组成负反馈电路,使产生的信号保持稳定,具有较小的失真,然后通过第二级运放LM386将正弦波变放大，尽量减小产生的失真.通过调节双联可调电容C1,C3可以实现频率的调节,电压的调节依靠可调电阻R6,.为使输出波形更接近正弦波
＝

一个正弦波振荡器主要由以下几个部分组成。
（1）放大电路
（2）正反馈网络
（3）选频网络
（4）稳幅环节
放大电路
RC选频网络
稳幅电路
调节幅值大小
幅值放大输出

试题3.4简易4路抢答器的设计与制作
4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为s1，s2，s3，s4。(2)k1给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
74ls373为地址锁存器g点为锁存控制端

试题3.5数显定时器的设计与制作
两位数显式秒定时器的定时时间为30s和60s。该电路是由一只集成电路555多谐振荡器输出的1秒脉冲信号作为时基信号而组成的电路。Cd4518内含为两个二、十计数器、
CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器

振荡频率为：=1

555多谐振荡器产生1S脉冲
60S或30秒计数器（cd4518）
译码 驱动
显示
60S或30秒计数选择电路
复位电路

试题3.7简易测频仪的设计与制作

T=1.1RC=
试题3.8音频放大器的设计与制作

NE5532构成的前置放大电路
放大倍数为Au=1+R5/R4=23
音频信号输入
带通滤波器
R1 C1 R2 C2
同相比例运算放大器
信号输出电路

试题3.9四路呼叫器的设计与制作

555定时器即实现单稳态的输出的时间是5秒，那就对应的时间T=1.1RC

T=1.1RC=1.1*470*103*10*10-6=5秒
能通过按键S1~S4进行呼叫，任意一个按下蜂鸣器将发出5S的报警声
呼叫按钮S1~S4
4002或非门
产生触发信号
555单稳态触发器产生5秒脉冲
报警电路

试题3.10三角波发生器的设计与制作
三角波发生电路三角波电路波形可以通过积分电路实现，把方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到了三角波。1）集成运放的选择由于方波的前后沿时间和滞回比较器的转换速率有关，当方波频率很高或方波前、后沿要求较高时，应选择高速集成运算放大器来组成滞回比较器。（2）稳压管的选择稳压管的作用是限制和确定方波的幅度。此外，方波幅度和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关。为了得到稳定而且对称的方波输出，通常选用高精度双向稳压管。R3是稳压管的限流电阻，其值根据稳压管的稳压电流来确定。（3）分压电阻R1和R2的阻值的确定R1和R2的作用是提供一个随输出方波电压而变化的基准电压，并由此决定三角波的输出幅度。所以R1和R2的阻值应根据三角波输出幅度的要求来确定。而且当要求三角波的幅度可以调节时，可以选择用电位器来代替R1、R2。（4）积分元件R和C参数的确定R和C的值应根据方波和三角波发生器的振荡频率来确定。当分压的电阻R1和R2的阻值确定后，先选择电容C的值，然后确定R的值。而且为了减小积分漂移，应尽量将电容C的值取大些。但是电容量大的电容漏电也大，所以通常积分电容应不超过1uF
4、参数计算
方波周期、频率计算：T=2RCln(1+2R1/R2) f=1/T副值：Ut=R1/(R1+R2)*Uz三角波副值：Ut=Uz*R1/R2周期、频率计算：T=4*R1*R*C/R2
f=R2/(4×R1×R×C)=2/(4×1×0.5×1×0.001)
所以R为500欧姆

滞回比较器产生方波
积分电路产生三角波

试题3.11 基于单片机的八路广告灯的设计与制作

单片机上电复位电路 阻容复位时电容为10uF,电阻为10K
AT89C51
单片机
晶振电路
上电复位电路
八路广告灯

试题3.12 声光控开关的设计与制作

声光控延时开关的电路原理图见图所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门G1～G4，使电路结构简单，工作可靠性高。
顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启"，若干分钟后延时开关“自动关闭"。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图2所示的方框图。
结合图2来分析图1。声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒接收并转换成电信号，经C3耦合到V1的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(G3)的2脚，R4、R9是V1偏置电阻，C4是电源滤波电容。
为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻R10等元件组成光控电路，R6和R10组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，R10两端的电压高，即为高电平，t=2πR3C2，改变R3或C2的值，可改变延时时间，满足不同目的。G1和G4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当C2充电到一定电平时，信号经与非门G1、G4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C2充满电后只向R3放电，当放电到一定电平时，经与非门G1、G4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。
二极管D1～D4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R1降压，C1滤波后即为电路的直流电源，为MIC、V1、IC等供电。

试题3.13 简易广告彩灯电路的设计与制作

1、每个8050三极管可以驱动八到十六个发光二极管。只有相同发光电压(不同颜色的发光电压一般不同)的发光二极管才可以并联使用。可以将发光二极管接成需要的图案，表达设计者的意图。
2、彩灯闪烁的周期是：T=0.7×(R1+R3)×C2+0.7×(R2+R4)×C1根据闪烁快慢要求选择R1,R2,R3,R4,C1,C2的参数。调节电位器R1、R2的大小，可以改变闪烁速度。
3、电压过高会烧坏发光二极管。工作电压从3v开始调大，当提供的电源电压高于5v后应当串入一个2.2～27欧姆的电阻作为限流电阻，以免烧坏发光二极管。

R1,R2,R3,R4,C1,C2组成定时模块
Q1 Q2电子开关
LED显示

试题3.14 简易密码锁的设计与制作
数字密码锁电路图:

用密码去控制各位D触发器的翻转，达到密码开锁的目的；用按钮开关去控制电子门铃的触发信号，达到按响电子门铃的目的。按此构思，可得实训电路如图1所示。
1.四位密码锁主体电路
 在图1中，四个D触发器N1~N4构成四位密码电路，本电路密码设定为1469，S1、S4、S7、、S9分别是1、4、7、9四位密码的按钮端；平时四个D触发器的CP 端皆悬空相当于1状态，触发器保持原状态不变。 
当按下S1时，CP1为低电平，松手后S1自动恢复高电平，CP1获上升沿，此时Q1=D1=1；
再按下S4时，CP2为低电平，松手后S4自动恢复高电平，CP2获上升沿，此时Q2=D2= Q1=1；
同理，按下S7并松手后，Q3=D3= Q2=1；按下S9并松手后，Q4=D4= Q3=1，用此Q4=1去控制开锁机构即可。此处用R2和LED显示来代替开锁机构开锁。
2.置零与电子门铃控制电路
图1中，C2因电压不能突变，在接通电源瞬间C2电压为零使N1~N4各位皆为零。
  S0既用于四个D触发器直接置零，又用于控制电子门铃CL9300A的触发端。当S0=0时，通过G5、、G4使N1~N4直接置零；同时，通过G3使CL9300A的触发端获高电平而起振，发出门铃声。
3.延时电路
开锁时，Q4=0，G1=1，经R1、C1延时后，G2=0，G5=1， G4=0，使 N1~N4为零，结束开锁状态。
D触发器
密码输入电路
开锁
C1 R6组成延时模块

试题3.15 秒表的设计与制作

555定时器产生1Hz脉冲
百进制计数器
CD4518
译码、驱动
显示

试题3.16 声光停电报警器的设计与制作

光耦器件4N25的强、弱电隔离；
工作原理：该装置由交流检测器（左半部）和音频振荡器（右半部分）组成。交流电220V经VD整流，C1滤波得到300V直流高压。此直流一路经R1使发光二极管LED1发光，另一路经R2送入光电耦合器4N25的1脚，使内部的发光管点亮，光照射到光电晶体管上，此光电晶体管呈低电阻导通，将VT1基极电位拉到地电位，音频振荡器无法正常工作，扬声器与发光二极管均无电流流过，既不发声也不发光。一旦突然停电，C1两端的300V检测电压消失，LED1熄灭，光电耦合器中内部的发光管也随之熄灭，光电晶体管没受到光照呈高阻，VT1的基极不再被光耦短接到地，VT1、VT2等元件组成的音频振荡器满足振荡条件，开始振荡使扬声器和LED2发声发光，有关人员闻讯断开SA，此后改为人式报警。当市电恢复供电时，LED1发光，这时可以再改为自动报警。
制作调试：调整R4或C2的数值可以改变音调的高低。如有交流声可将C1换为0.47uF/400V，以增强滤波效果。
交流检测器
光耦器件4N25
音频振荡器
报警

试题3.17 简易信号发生器的设计与制作

图中的8038 为函数发生器专用IC，它具有3 种波形输出，分别正弦波、方波和三角波，8038的第10脚外接定时电容，该电容的容值决定了输出波形的频率，电路中的定时电容从C1至C3决定了信号频率的3个倍频程，从0.1μF开始，依次减小十倍，直到100pF，频率范围相应地从10Hz～100Hz～10kHz。图中RW4 为调节幅度大小电位器，用于改变输出波形的幅值。
整个电路的频率范围为10Hz～10kHz，Ua741为同相比例运放，做功率放大
函数发生器专用集成电路ICL80382
频段选择电路
方波占空比调节
输出方波
输出正弦波
输出三角波
运算放大

ICL8038实物图

ICL8038引脚图
脚1、12（Sine Wave Adjust）：正弦波失真度调节；
　　脚2（Sine Wave Out）：正弦波输出；
　　脚3（Triangle Out）：三角波输出；
　　脚4、5（Duty Cycle Frequency）：方波的占空比调节、正弦波和三角波的对称调节；
　　脚6（V+）：正电源±10V～±18V；
　　脚7（FM　Bias）：内部频率调节偏置电压输；
　　脚8(FM Sweep)：外部扫描频率电压输入；
　　脚9（Square　Wave　Out）：方波输出，为开路结构；
　　脚10（Timing　Capacitor）：外接振荡电容；
　　脚11（V－ or　GND）：负电原或地；
脚13、14（NC）：空脚。

试题3.18 数显逻辑测试电路的设计与制作

电路设计要求
要求制作的逻辑笔能方便地显示四种逻辑状态。
即当被测电压UI为直流低电平(UI≤0.4V)时，显示“0”;当被测电压，UI为直流高电平 (UI≥1/2VCC)时，显示“1”，当被测电压UI为交流电平时(UI≤18V)，显示“P”；当输入为高阻态时，不显示。
电路设计及原理说明
整个电路主要由三极管 V1、V2 、CD4511、数码管等元器件组成。当输入电平低于0.4V时，三极管V1截止，IC1输入端A、D为低电平，B、C为高电平，则IC1的输出端a、b为低电平，c、d、e、f、g为高电平。由于IC1的输出端a、 f未接数码管，数码管只有c、d、e、f、g为高电平，因为数码管做了倒置，故显示状态为上半部的0。
当输入为高电平时，三极管V1饱和，UI通过二极管VD1加入，使IC1 输入端A、B、C均为高电平，D为低电平，相当于DCBA输入为 0111状态，IC1输出端d、e、f、g为低电平，a、b、c为高电平，由于 IC1输出端a未接数码管，数码管上只有b、c极得到高电平，故显示1。 当输入端为高阻态时，三极管V1饱和，IC1各输入端A、B、C、D、 BI均为低电平。故IC1各输出端均为低电平，数码管不显示。 当输入为交流信号时，若频率较高时，数码管显示P，频率较低时，P 字作闪烁显示。 三极管V2与发光二极管LED等组成恒流源，电容C1为加速电容使测试笔能测试较高的频率。电容C2为储能电容。
元件选择
（1） V1、V2：可选三极管9014。 （2） IC1：选用COMS集成BCD-七段锁存/译码/驱动器CD4511。 （3） VD1：选用二极管2AP9。 （4） 数码管：共阴极数码管。 （5） C1、C3瓷介电容，C2选用耐压大于25V的电解电容器。 其他元器件可参考电路图中的参数。

信号输入
V1信号检测
Cd4511、锁存译码驱动
显示

试题3.19 场效应管功放电路的设计与制作

NE5532构成的前置放大电路
放大倍数为Au=1+R5/R4=23
音频信号输入
带通滤波器
R1 C1 R2 C2
同相比例运算放大器
信号输出
由两个MOS组成的OTL功放电路放大

试题3.20 三角波发生器的设计与制作

555 可调节的对称三角波发生器电路
如图所示，这是一个具有恒流充电和恒流放电的变形多谐振荡器，恒流源I1由VT1控制。当VT1导通时（3脚呈高电平），VT2导通，I1对C2充电，充电速率为dV0/dt=I1/C2，当C2电压达到阈值电平2/3VDD（8V）时，555被复位，3脚呈低电平，VT1截止，I1=0，C2通过VT3，RP1，D4放电，当放至触发电平1/3VDD（4V）时，555又被置位，输出高电平，开始第二周期的充电。本电路的振荡频率可达75/C HZ。电容的单位为微法