【文章內(nèi)容簡介】 下列反饋過程時，應(yīng)注意：在圖 231的 PNP電路中，晶體管的基極和集電極電位均為負值，所以 uc1↓，表示 BG1 集電極電位降低，而 uc1↑則表示 BG1 集電極電位升高，當(dāng) BG1 基極電位降低時，則ic1↑，反之當(dāng) BG1 基極電位升高時， ic1↓ ic1 越來越小， ic2 越來越大，最后到達 BG1 截止、 BG2 導(dǎo)通；接差觸發(fā)脈沖方波從 2端輸入，并在 t=t2 時，有正 尖脈沖作用于導(dǎo)通管 BG2 的基極，又經(jīng)過正反饋過程，使 BG1 導(dǎo)通， BG2 截止。以后，在 2 端的觸發(fā)脈沖的輪流作用下，雙穩(wěn)電路的狀態(tài)也作用相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)，如圖 231（ b）所示。 圖 231 R11 R13 R9 R19 D7 D6 V2 C8 C10 C9 R14 V3 R12 D8 R20 V4 R10 F4 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計 15 圖 232 由上述過程可見： （ 1）雙穩(wěn)態(tài)電路的尖頂觸發(fā)脈沖極性由晶體管的管型決定： PNP 管要求正極性脈沖觸發(fā)，而 NPN 管 卻要求負極性脈沖觸發(fā)。 （ 2）每觸發(fā)一次，電路翻轉(zhuǎn)一次，因此，從翻轉(zhuǎn)次數(shù)的多少，就可以計算輸入脈沖的個數(shù)，這就是雙穩(wěn)態(tài)電路能夠計算的原理。 雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)電路形式有：單邊觸發(fā)、基極觸發(fā)、集電極觸發(fā)和控制觸發(fā)等。 圖 232 給出幾種實用的雙穩(wěn)態(tài)電路。電路（ a)中 D D4為限幅二極管，使輸出幅度限制在 6伏左右；電路（ b）中的 D D6 是削去負尖脈沖；電路（ C）重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 16 中的 ui ui2 為單觸發(fā)， ui 為輸入觸發(fā)表一是上述電路的技術(shù)指標。 表一 幾種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的技術(shù)指標 圖二 (a) (b) (c) (d) 管型 二極管 2AP3 2AP15 2AK1C 2AK17 三極管 3AX31B 3AG40 3AK20 3DK3B 信號電平 “ 0”（無信號）（ V） 0 0 0 +6 “ 1”（有信號）（ V） 6 6 9 0 工作頻率（ KHz） 10 600 1000 8000 抗干擾電壓（ V） ≥ 1 ≥ ≥ 2 觸發(fā)靈敏 度（ V) ≤ 4 ≤ ≤ 7 輸出端的吸收能力（ mA) ≤ 4 ≤ ≤ 2 10 輸出端的發(fā)射能力（ mA) ≤ 44 ≤ 12 ≤ 12 7 輸出脈沖的上升時間（μ s） 2 ≤ ≤ ≤ 輸出脈沖的下降時間（μ s） 2 ≤ ≤ ≤ 對β值的要求 ＞ 50 5080 6090 ＞ 50 元件參數(shù)的允許化 △β＜ 10,177。5% △β＜ 10,177。5% △β＜ 10,177。5% △β＜ 10,177。5% 電源電壓的波動范圍 177。 5% 177。 5% 177。 5% 177。 5% 第二節(jié) 定時 器的特點 1. 定時周期寬。開機時間和保持時間從幾秒到兩小時，分別連續(xù)可調(diào)。 2. 開機，保持時間分別用兩種顏色，各 10個發(fā)光二極管分段顯示，工作，剩余時間一目了然。 3. 定時器可單次工作，也可重復(fù)工作。 4. 定時器不用時可以當(dāng)普通電源插座用。 ，觸發(fā)器，計數(shù)器等，制作容易。 一、 定時器的電路圖 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 17 電路構(gòu)成（參看電原理圖）：由 F2， F3， C1， W1 等組成 A振蕩器， F5， F6，C2， W2 等組成 B振蕩器， IC2 為第一計數(shù)器， IC3 為第二計數(shù)器， IC3 10 個輸出端分別接兩組各 10個負極連在一起的發(fā)光 二極管，它們的負極分別通過限流電阻 R9， R10 接在由 V2， V3 組成的雙穩(wěn)觸發(fā)器的兩個輸出端點。 二、 定時器的工作過程 IC2， IC3 的清 0 端分別接有 R5， C3， R6， C5 組成清 0 電路使兩個計數(shù)器置 0，雙穩(wěn)態(tài)中 V3 基極接有電容 C10。所以通電瞬間 V3 基極呈低電位，使 V3截止，集電極呈高電位使 V2 導(dǎo)通，因 D8 截止使 V4 導(dǎo)通，繼電器吸合，整機處于通電狀態(tài)。與此同時，箝位二極管 D3 截止使 A 振蕩器開始工作； D5 導(dǎo)通使振蕩器 B中的 F6 的輸入端被箝位在低電平，所以振蕩器 B 停止振蕩，振蕩器A的脈沖信號，經(jīng) D2送到門 F1 倒相后，經(jīng) K1 送到 IC3 的 EN 端負脈沖輸入端，每振蕩一次計數(shù)器計一個數(shù)，其輸出端按 Y0Y9 的順序分別輸出正脈沖，由于V2 集電極為低電位，所以由 X1X10 組成的發(fā)光管陣列被依次點亮，當(dāng)計到第十個脈沖時（ X10 點亮后）， IC3 的 12 腳進位端給出一個進位正脈沖，它經(jīng)門F4 倒相變成負脈沖后經(jīng) C8 和 C9 去觸發(fā) V2， V3 組成的雙穩(wěn)態(tài)電路使之翻轉(zhuǎn)，即變成 V2 截止， V3 導(dǎo)通， D8 導(dǎo)通使 V4截止，繼電器關(guān)斷，整機處于待機狀態(tài)，與此同時，因 D3導(dǎo)通，振蕩器 A輸入端被箝位從而停止振蕩。 由于 V2截止，其集電極高電位使 D5 截止，門 F6輸入端解除箝位，振蕩器B 開始工作，其輸出經(jīng) D1， F1 送到 IC3 進行計數(shù)，但是由于此時 V3 導(dǎo)通， V2截止，所以雖然 IC3 的 V0V9 依舊順序給出正脈沖，但此時 X1X10 并不亮，而X11X20 依次經(jīng) R10 接到 V3 集電極（低電位），所以 X11X20 依次亮起，到 X20亮后，同樣 IC3 12 腳給出進位脈沖經(jīng) F4倒相后，再次使雙穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)，使 V3截止， V4 導(dǎo)通，繼電器吸合，電路再次處于通電狀態(tài)，從上述可以看出，定時器的工作周期，即是雙穩(wěn)態(tài)的翻轉(zhuǎn)周期，而振蕩器每經(jīng)出 10個脈沖，雙穩(wěn)態(tài)才翻轉(zhuǎn)一次，因此振蕩器 的 RC時間常數(shù)不必取得很大。 實踐證明，當(dāng) R取 6M時， C取 5μ 時觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)周期即可達到十幾分鐘，為進一步擴大定時范圍，本機在 IC3 前面又加一個計數(shù)器 IC2。當(dāng) K1置于 X10時， F1送來的負脈沖被送到 IC2 的 EN 端，而 IC2的 12 腳進位端給出的進位正重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 18 脈沖經(jīng) V1 倒相后，經(jīng) K1被連在 IC3 的 EN端上，這樣 F4送來 10 個脈沖， IC3才計數(shù)一次，送來 100 個脈沖后觸發(fā)器才翻轉(zhuǎn)一次，使定時周期擴大十倍。 由 F2， F3 組成的振蕩器 A只在 V2 導(dǎo)通， V3截止繼電器吸合，電路處于開機狀態(tài)時工作。此時 X1X10 燈依次點亮，可 以指示電路的開機時間，同時調(diào)節(jié)電位器 W1 可以改變通電時間長短，由 F5， F6 組成的振蕩器 B只在 V3 導(dǎo)通， V2截止繼電器斷電，電路處于待機狀態(tài)時工作，此時 X11X20 燈依次點亮，可以指示電路的待機時間，同時調(diào)節(jié)電位器 W2 可以改變待機時間長短。 以上所述是電路工作在重復(fù)狀態(tài)，本機也可以工作在單次狀態(tài)，當(dāng) K2 擲于單次狀態(tài)，通電時，電路與重復(fù)工作時一樣，開始 V3 截止， V2 導(dǎo)通， V4 導(dǎo)通繼電器吸合，電路處于通電狀態(tài)，振蕩器 A開始工作， X1X10 燈依次點亮，但是到 X10 顯示完后， IC3 給出進位脈沖，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)使 V3 變成導(dǎo)通時，D3， D4 都被箝位，而 D4 通過 K2 接到振蕩器 B 的 F6 輸入端上，這樣兩個振蕩器都被箝位，而停振計數(shù)器停止計數(shù)，由于此時 V4 截止繼電器斷電，電路處于待機狀態(tài)，這樣就完成了一次定時關(guān)機過程。 本機電路 IC3 的輸出端中分別串有 D12D20 9 個二極管，以防止各個輸出端互相干擾，兩個計數(shù)器進位端分別通過 C4， C6 接至電路的清“ 0”端，以保證在送出進位脈沖后，計數(shù)器能可靠的回零，就是當(dāng)一個振蕩器停振，另一個開始工作時，計數(shù)器從 0開始工作，電路中， D8， D9 為隔離二極管，可防止 V3截止時，由于 V4導(dǎo)通， 使得 V3 集電極電位過低導(dǎo)致兩排燈都亮，電路中 D1，D2為兩個振蕩器的隔離二極管。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 19 第 5 章 硬件設(shè)計與制作中的問題與 解決方法 第一節(jié) 電路的分布 首先要熟悉原理圖，熟悉電路的組成何工作原理，各子電路的功能及其相互關(guān)系、信號的傳遞方式和順序；了解各功能電路的工作狀態(tài)，弄清那些功能電路可能產(chǎn)生干擾，以及抑制干擾的措施；弄清哪些電路或 元件易接收干擾以及采用何種屏蔽或接地等措施；哪些元器件的體積較大，重量較重，而不宜安裝在印制板上，例如工頻變壓器宜安裝在機殼的底板上，而散熱片宜安裝在機殼底側(cè)面或后面板上；有多少控制何調(diào)整元件。分清這些元件應(yīng)放在面板上、機殼內(nèi)還是印制板上。總之，根據(jù)電路底功能、元器件的作用以及其形體重量等進行整體布局。其中還要考慮如何減少板外連線，使其整機結(jié)構(gòu)緊湊。同時在不得不用板外線處理的情況下，也要盡量避免線路交叉，以免電路之間相互干擾。 由于電路板的設(shè)計問題，不能完全按照圖紙上的布局，而是需要根據(jù)電路板，適當(dāng)?shù)陌岩恍?集成塊和元器件橫放或者豎放，有些本來靠的很近的元器件不得不分的很開，只能使用導(dǎo)線把它們連起來。元器件的繁多使得導(dǎo)線如蜘蛛網(wǎng)似的遍布電路板上，而讓人經(jīng)常接錯線，分不清哪根線接的哪里，哪里是不是又少接了根線，因此導(dǎo)致后來測試時很多問題的產(chǎn)生。 了解整機結(jié)構(gòu)，整機結(jié)構(gòu)要求外形美觀大方、體積小、重量輕、加工裝配簡便、成本低、工作安全可靠、維修何使用方便一節(jié)符合標準化設(shè)計要求等。 第二節(jié) 電路的焊接 由于以前課程設(shè)計焊接過收音機和無線話筒的電路板，此次的焊接可以說是輕車熟路。焊接時，使用焊槍槍頭放在焊腳，錫輕觸槍 頭就會自然融化滴在焊腳，只需輕輕提起焊槍即可。對于焊腳密集的地方，一定要讓錫盡量少的沾重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 20 在焊槍上，多了容易滴到旁邊的焊腳而形成短路，一旦沾上則很難分開，如果沾上兩個本來應(yīng)該分開的焊腳，就要盡量把錫從上面去掉，留最少的錫在上面，然后用槍頭劃開兩個焊腳。焊槍不可長時間停留在焊腳，否則極其容易使元器件因過熱而損壞。 通電后有些發(fā)光二極管不會亮，開始以為焊接出錯短路了或者虛焊接觸不良，檢查很多次后故障依舊，用萬用表測量卻是一切數(shù)據(jù)正常，得出結(jié)論，該二極管已經(jīng)損壞?？赡苡捎诤附訒r，焊槍長時間停留二極管引腳導(dǎo)致過熱而損壞 ，更換后一切正常。 第 6 章 定時器的測試 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 21 在完成電路板印制、器件安裝之后 ，接下來就是作品測試。通過測試，判斷電路芯片或印制電路板是否存在故障和判斷故障的位置，以便修復(fù)。 判斷故障是否存在，稱為故障檢測（ fault detection）；若不僅判斷有無故障，而且還需要指出故障位置，稱為故障定位。故障檢測與故障定位統(tǒng)稱為故障診斷或故障測試。隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展， MSI 和 LSI 功能性器件已變成了基本元件，數(shù)字系統(tǒng)越來越復(fù)雜，因此數(shù)字邏輯電路的故障診斷問題，已經(jīng)成為 制作過程中重要的和不可缺少的方面 對一個產(chǎn)品的測試通常用一個測試設(shè)備進行。將被測電路放置在測試儀上，測試設(shè)備根據(jù)需要產(chǎn)生一系列測試輸入信號加到被測電路上，在電路輸出端得到輸出信號，與預(yù)期輸出相比較，如果一致，則表示合格；不一致，則表示不合格。本次測試主要使用萬用表檢查各個電路元器件是否通電工作，是高電位還是低電位，來排除故障。 電路故障一般分有參數(shù)故障和邏輯故障兩類。參數(shù)故障是指電路參數(shù)上的變化引起的故障。邏輯故障指使電路邏輯功能發(fā)生錯誤的故障。 邏輯故障按其隨時間的表現(xiàn)形式，可分為“永久性故障”、“間歇性 故障”和“瞬態(tài)故障”。在測試時始終存在的故障稱為永久故障。永久故障也稱為硬故障，常見原因如元件損壞、線路開路或短路等。此次測試時，一些發(fā)光二級管損壞，開始以為電路焊接有問題，仔細檢查后并無錯誤，使用萬用表檢查后才發(fā)現(xiàn)原來二極管已經(jīng)損壞，更換后使用正常，這些都是屬于永久性故障。間歇性故障時有時無，如線路接觸不良引起。焊接過程中，由于虛焊引起的接觸不良，通電后二極管經(jīng)常忽亮忽滅，重新焊接后，正常。瞬態(tài)故障需多次重復(fù)測試才能測出，重復(fù)出現(xiàn)次數(shù)由故障的概率決定。對間歇故障的診斷基本方法與永久性故障相同。因此故障的重 點是永久故障。 在永久故障中，最常見的故障是“固定型故障”，即某個信號線（輸入或輸出）的值固定為某一個電平值。固定電平值為 1 的故障稱為“固定 1 故障”（ Stuckat1fault），記為 Sa1；固定電平值為 0的故障稱為“固定 0故障”（ Stuckat0fault），記為 Sa0。 如果一個電路中只在一條信號線上有故障，稱為“單故障”。在多條信號線上出現(xiàn)有故障