2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛考题(学生组)(2)

2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛（学生组）

3、四重双向开关CD4066B

CD4066是一种双向模拟开关，在集成电路内有4个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关，内部组成结构见图4。每个开关有一个输入端和一个输出端，它们可以互换使用，还有一个选通端CONTROL（控制端），当选通端为高电平时，开关导通，选通端为低电平时，开关截止。使用时选通端是不允许悬空的。

图4

4、14级二进制计数振荡器CD4060

CD4060 由一振荡器和14 位二进制计数器位组成，组成接通图如图5，引脚图如图6。振荡器的结构可以是RC 或晶振电路。CR 为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效，所有的计数器位均为主从触发器。在输入脉冲φ1和φ0的下降沿计数器以二进制进行计数，在时钟脉冲线上使用施密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。

图5 图6

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5、 6反相带施密特触发器CD40106

CD40106由6个结构相同的输入级具有施密特触发功能的反相器组成，内部结构图管脚图见图7，输入输出真值表见表1。施密特触发器在输入波形的上升段和下降段，它的阀值电压不同。

Inputs H L

图7 表1

6、 MF58热敏电阻

Output L H MF58为负温度系数（NTC）热敏电阻，其特点是温度越高其电阻值越小。MF58外形图如图8，电路符号如图9，温度-电阻对应值，见表2。

图8 图9

温度(℃) 0 5 10 15 20 电阻(kΩ) 27.62 22.3 18.19 14.81 12.25 温度(℃) 25 30 35 40 45 电阻(kΩ) 10 8.152 6.951 5.843 4.916 表2

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温度(℃) 50 55 60 65 70 电阻(kΩ) 4.16 3.552 3.048 2.614 2.227 温度(℃) 75 80 85 90 95 电阻(kΩ) 1.933 1.663 1.438 1.249 1.064 2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛（学生组）

三、装配及调试说明

注意：电路焊接完成后，仔细检查无误后，才可通电调试。

1、 外部接线

通过J1接入AC12V电源，为系统提供工作电源；灯泡经过导线连接到J2。 2、 电路工作原理

烘干系统的电路主要由：温度检测放大电路、温度比较电路、交流过零检测电路、可控硅触发延时电路、可控硅触发时间选择电路、可控硅触发电路、电源电路和加热器（用灯泡模拟加热器）所组成。其工作原理如下：

温度检测电路：温度检测电路主要由RT1（NTC负温度系数）热敏电阻、U1A组成的同相放大器和U1B组成的缓冲器所组成。当RT1测量环境温度越高，热敏电阻的电阻值越低，温度输出电压TP-A点的电压值越低。

温度电压比较电路：由电压比较器LM339和外围电阻构成的电压比较电路，可调电阻RP2、RP3、RP4分别作为3个比较电路的基准参考电压，当TP-A点的电压低于某个比较器的参考电压时，此比较器输出低电压，从而点亮发光二极管，关闭电子开关。

交流过零检测电路，当交流电过零时，光耦初级输入电压为零，次级截止，Q4集电极输出高电平，该信号通过具备反相功能的施密特触发器对其整形，输出高电平，使由U3等元件组成的计时器复位；当过零完成后，Q4集电极输出低电平，此时计时器开始计时。

可控硅触发延时电路：电路主要由CD4060二进制计数振荡器和晶体振荡器组成，当U3第12脚RESET为高电平时，计时器停止工作，输出全部为低电平，当12脚出现下降沿时，由Y1和U3组成的振荡器开始工作，振荡频率为32.768kHZ，此信号经过U3分频后，分别输出脉宽为：0.97ms、3.9ms和7.81ms的脉冲，供可控硅触发时间选择电路选择。

可控硅触发时间选择电路：电路由CD4066电子开关组成，电子开关的控制端C为高电平时，电子开关接通，控制端C为低电平时，电子开关断开，电子开关的控制端与温度比较电路的输出端相接。

可控硅触发电路：由电子开关输出的信号通过Q3放大后驱动光耦U7，U7次级导通后，电流经过R17和U7触发可控硅导通。

电源电路：电源电路主要由D2、C11组成的整流滤波电路和串联式稳压电源组成。 3、 调试方法

在调试电路时应首先使电源电路正常工作，即使+5V正常；

（1） 电源电路调试：接通AC12V交流电源，调节RP1使C10两端的电压为5V。

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（2） 温度检测放大电路调试：RT1和R21组成串联分压电路，当环境温度改变时RT1两端的

电压改变，此信号经过由U1A组成的放大电路放大，再经过由U1B缓冲输出；不同的温度U1B输出不同的电压，当温度为30℃时TP-A点的电压约为1.98V，温度为35℃时TP-A点电压约为1.73V，温度为40℃时TP-A点电压约为1.5V。

（3） 电压比较电路：该电路由3个结构相同的电压比较器组成，不同的是参考电压不同，当比

较器的同相端电压大于反相端时比较器输出高电平，反之输出低电平；调节PR2使U2的4脚电压为1.98V（对应温度为30℃），调节RP3使U2的6脚电压为1.73V（对应温度为35℃），调节RP4使U2第8脚电压为1.5V（对应温度为40℃）；假如：当TP-A点的电压低于1.98V时，U2A输出低电平，LED2点亮，U4A电子开关断开。

（4） 可控硅的触发信号来自电子开关，电子开关由电压比较电路控制，电子开关输入为经过延

时的脉冲信号。比如：比较器U2A输出为低电平，此时U4A电子开关断开，经过0.97ms延时的脉冲信号，无法通过电子开关触发可控硅，此时如果比较器U2B输出为高电平，U4B电子开关接通，经过3.9ms延时的信号到了时，可控硅电路被触发。

4、调试完成

接通电源后，使用灯泡或电烙铁对热敏电阻加热，当热敏电阻上的温度低于30℃时，灯泡

亮度最高，LED指示灯全部熄灭，温度每升高5℃灯泡亮度降低一个等级，LED指示灯多点亮1只，当温度高于40℃时灯泡熄灭，LED指示灯全部点亮。

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一、元件筛选与测试(10分)

准确清点和检查全套装配材料数量和质量，进行元器件的识别和检测，筛选确定元器件，检测过程中填写下表。（注：质量判定填写“可用”、“断路”、“短路”、“漏电”）

所使用的万用表型号为:____________________________

元 器 件 色环 电阻器 棕黑黑红棕 红紫绿橙金 电容器 数码标志 104 稳 压 二极管 D1 三极管 Q1 正向 电阻 反向 电阻 测量档位 电路符号 识别及检测内容 标称值（含误差） 容量值（uF） 质量判定 质量判定 每支1分 错1项，该三极管不得分。 错1项，该二极管不得分。 每支1分 识别错误错不得分。 配分 评分标准 得分 每支1分 共计2分 识别错误错不得分。 每支1分 画外形示意图 标出管脚名称 晶 体 振荡器 Y1 测量阻值 使用档位 每支1分 错1项，该晶体振荡器不得分。 画外形示意图 标出管脚名称 光耦 U6 电路符号 质量判定 每支1分 错1项，该光耦不得分。 可控硅 K1 画外形示意图 标出管脚名称 电路符号 质量判断 每支1分 错1项，该继电器不得分。 桥堆 D2 画外形示意图 标出管脚名称 正负输出端电阻，正向导通情况下 使用档位 每支2分 错1项，该桥堆不得分。

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