博客

50个经典典型应用电路实例分析（一）

热度64已有 7370 次阅读2012-6-15 15:57|

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。

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 0.44μH。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。

附表

振荡频率（MHz）98766253433834

变容二极管C值6101520304050

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~20μF，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，测量范围达 1nF~104μF。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11μs、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0.01μF，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11μs、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

在测试电容时，把计数结果乘以所用量程的倍率得到的数值就是被测电容的容量。例如，当基准脉冲周期为1.1ms，定时电阻为10K时，量程倍率为0.1μF，若测一个标称容量为4.7μF的电容，按动一下AN后结果显示为49，该电容的容量就为49×0.1μF=4.9μF。

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

本资料是从互联网收集，仅供大家学习交流，不能作为商业用途调试时，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 IC578L06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 0.110Hz，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 R3R5 、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。

（本文来源：百度文库作者：卓先生）