比较器芯片
正同负反:
如图为三五芯片的符号与真值表。经推理可知当V3=1(高电平),V3必然大于V2,V6=1,当V3=0(低电平),V3必然小于V2,V6=0,所以可以认为6脚的信号与3(+)脚是一样的;
同理,6脚的信号与2(-)脚是相反的。
[思考]2脚和3脚的信号关系是怎样的?
答:3脚与6脚同,2脚与6脚反,所以2、3脚信号关系是相反的,推广开来我们也可以认为被比较的两者关系是相反的。
[例1]如图为温度报警电路,温度超过设定值,蜂鸣器响起。关于该电路一下说法正确的是( )
Rt是负温度系数热敏电阻
当温度超过设定值蜂鸣器不响,故障原因可能是Rp1短路
当温度低于设定值蜂鸣器仍在响,故障原因可能是Rp2断路
将Rp2滑片下滑,温度设定值被调高
解析:高温时蜂鸣器响,比较器输出高电平,-输入脚是低电平,+输入脚是高电平,Rt当前(高温)阻值大为正系数所以A选项错误;Rp1短路,-脚进低电平输出高电平蜂鸣器始终响,所以B选项错误;
Rp2断路路,+脚进低电平输出高电平蜂鸣器始不终响,所以C选项错误;设定值调高后,调整的温度区间内原先报警(+脚信号为1),调整后现在不报警(+脚信号为0),即把+脚信号调小即把Rp2阻值调大,将其滑片上滑,D选项说法正确。
三五芯片
三五芯片基础功能实现原理
由触发器的真值表可知A、B信号和3脚输出信号的关系如下表:
A B 3脚
1 0 1
0 1 0
1 1 保持
0 0 非法输入
同时2脚进的比较器C2的+脚,所以2脚信号与B信号相同;6脚进的比较器C1的-脚,所以6脚信号与A信号相反,从而得出以下真值表:
6脚 2脚 3脚
0 0 1
1 1 0
0 1 保持
1 0 非法输入
[思考]为什么CB7555芯片的输入表信号表达方式是跟固定电位进行比较?
首先,我们所说的高低电平分两种情况:1.绝对高低电平,即VCC和接地;2.相对高低电平,只要高于某一设定值就算高电平,低于某一设定值就是低电平,这就是我们常见的电信号形式。
如图CB7555芯片内部电路图8脚是接VCC的,1脚接地,由分压原理可知三个电阻分到的电压都是VCC/3,于是2脚跟VCC/3进行比较,而6脚跟2VCC/3进行比较。
其余脚的功能特点
除输入输出脚外,555集成电路4脚是强制复位端,当4脚输入低电平时, 3脚被强制输出低电平。7脚是放电端,其电位状态与3脚输出一致。5脚信号改变会影响到2、6脚信号,如5脚信号升高相当于2、6脚信号降低。
[例2]如图为土壤浇灌自动控制系统,当土壤湿度低于设定值时水泵自动加水,达到设定值时水泵自动关闭,关于该电路下列说法不正确的是( )
土壤湿度达到下限水泵仍不加水,故障原因可能是二极管被击穿
土壤湿度达到下限水泵仍不加水,故障原因可能是三极管虚焊
土壤湿度达到上限水泵仍加水,故障原因可能是电容被击穿
土壤湿度达到上限水泵仍加水,故障原因可能是Rp连焊
解析:水泵不加水说明继电器没有工作,二极管击穿会造成继电器被短路无法工作,所以A选项正确;
三极管虚焊会是继电器上没有电流从而不工作,所以B选项正确;
水泵加水说明继电器在工作3脚是高电平,电容击穿时5脚是低电平时会使得2、6脚信号成为相对高电平,3脚会出低电平,所以C选项错误,选C;Rp连焊会导致2、6信号为低电平,从而3脚输出高电平,所以D选项正确。
课堂训练
如图为光控路灯电路,当环境光线过暗时路灯L亮起。关于该电路下列说法正确的是( )
灯L无论白天黑夜都在发光,故障原因可能是Rp1断路
灯L无论白天黑夜都不发光,故障原因可能是Rp2短路
增大Rp2的阻值,可使灯在更暗时才能亮起
增大R2阻值,可使灯在更暗时才能亮起
如图所示是小明设计的温度控制指示电路, Rt是正温度系数热敏电阻。当温度达到或高于30℃时发光二极管发光,反之不发光。下列关于该电路的说法中不正确的是( )
温度升高时, Rt阻值增大
实际温度低于30℃时,比较器输出为低电平
Rp2向上调节,可调低设置的报警温度
若想要调高报警温度, Rp1向上调节
如图所示,当温度低于设定温度时,电热丝加热;当温度高于一定值,电热丝停止加热。下列说法不正确的是( )
若想调高设定温度,可以将Rp1滑片向下调节或Rp2滑片向上调节
二极管反接的目的主要是保护三极管
电压比较器可以实现模拟信号转化为数字信号功能
电路中电阻R1若采用可调电阻,能对温度的设定产生影响
如图所示的光控电路,当光线暗到一定程度时,继电器J吸合, LED灯亮。调试中发出LED灯始终不亮,下列故障原因分析中合理的是( )
Rp虚焊 B. Rg与Rp位置接反了 C.R1阻值偏小 D.继电器J额定电压偏大
如图是温度控制电路,当低于20℃时加热丝加热,高于25℃时停止加热。根据电路判断一下说法正确的是( )
Rt1随温度升高阻值变大
Rt2随温度升高阻值变小
调高上限温度应将Rp2阻值增大
调高下限温度应将Rp1阻值减小
如图为矿车自动往返控制电路和工作场景示意图,当矿车到达工位1时,对应的干簧管触发,使电机正转(电机电流从+流向-)小车向工位2移动,矿车到达工位2时,对应的干簧管触发,使电机反转转小车向工位1移动。
根据电路完成6-7小题
关于该电路以下说法正确的是( )
当电机正转时继电器J1释放,J2吸合
Rw2是干簧管a
当小车在工位1和2中间时,J1和J2都释放
当小车在工位1和2中间时,J1和J2都吸合
当小车到达工位1时并没有返回工位2,可能发生的故障是( )
A.电容被击穿 B.非门虚焊 C.R2连焊 D.R1短路
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 C C A C B B A
1一、门电路与信号的话语权
电控技术的精髓在于对控制的具体解读,常见数字信号0和1在不同的门电路中话语权(控制的权限)是不同的。例如对于与门和与非门来说,当我们在其中一个输入端口输入信号0时,我们不需要考虑另一端口的信号就可确定输出,因此信号0对与门与非门来说具有极高的话语权,也可称之为与门、与非门的有效信号,而1则是与门与非门的无效信号(话语权较低)
[思考]对于或非门来说有效信号和无效信号分别是什么?
答:有效信号为1,无效信号为0
二、基本触发器电路与功能表
或非门基本触发器 与非门基本触发器
S(制1端)R(置0端)QQ1010010100保持保持11非法输入非法输入
S(置1端)R(置0端)QQ1001011000非法输入非法输入11保持保持
触发器原理解析
或非门触发器
如图可知或非门触发器有两个输出端口Q和,从符号看就可知输出端口的,两个信号是始终相反的。
输入端口S(start开始)——制1端,顾名思义其功能是控制输出Q信号为1;
输入端口R(restart重启)——制0端,顾名思义其功能是控制输出Q信号为0;
已知1对于或非门来说是有效信号,而0是无效信号;
制1状态:S=1 ,R=0时,S给有效信号1,R给无效信号0,所以S端有效输出Q被控制为1。验证:
当前===0,Q===1。
制0状态:S=0 ,R=1时,S给无效信号0,R给有效信号1,所以R端有效输出Q被控制为0。验证:
当前Q=,===1。
保持状态:保持状态的输出Q和的信号跟上一刻输出的Q和一样,即输出Q和的信号由上一刻输出的Q和决定,同时S和R并没有起到控制作用,即S和R得到的都是无效信号0。验证:假使前一刻输出Q=0,=1,当前输入S=0,R=0,则当前Q=,===1。
非法输入:S=1,R=1,此时S端和R端都有效,从功能来讲这是两个端口控制权的冲突,从逻辑来讲输出Q==0,这显然也不符合逻辑,所以是不被允许使用的。
[思考]当或非门触发器从非法输入状态进入保持状态会发生什么?
答:基于信号不会发生突变的原理
时刻1:R=S=Q==0
输出===1,Q===1
时刻2:R=S=0;Q==1
输出===0,Q===0
以此类推,电路将会发生紊乱
与非门触发器
如图可知与非门触发器有两个输出端口Q和,从符号看就可知输出端口的,两个信号是始终相反的。
输入端口(start开始)——制1端,顾名思义其功能是控制输出Q信号为1;
输入端口(restart重启)——制0端,顾名思义其功能是控制输出Q信号为0;
已知1对于或非门来说是有效信号,而0是无效信号;
制1状态:=0 ,=1时,给有效信号0,给无效信号1,所以端有效输出Q被控制为1。验证:
当前Q=,===0。
制0状态:=1 ,R=0时,给无效信号1,R给有效信号0,所以R端有效输出Q被控制为0。验证:
当前===1,Q=。
保持状态:保持状态的输出Q和的信号跟上一刻输出的Q和一样,即输出Q和的信号由上一刻输出的Q和决定,同时和并没有起到控制作用,即和得到的都是无效信号0。验证:假使前一刻输出Q=0,=1,当前输入=1,=1,则当前===1,Q=。
非法输入:=0,=0,此时端和端都有效,从功能来讲这是两个端口控制权的冲突,从逻辑来讲输出Q==1,这显然也不符合逻辑,所以是不被允许使用的。
[总结]
无论与非门还是或非门都有这样的特点:制1状态和制0状态我们可以统称为置位状态。置位状态下我们不能发现首先输入端口的信号时相反的,输出端口的信号也是相反的,同一水平线上的输入输出端口信号是相反的。如图置位状态下的或非门触发器S==,与非门触发器则是S==Q
温控上下限电路实现原理
温度上下限制普遍需要实现的功能:
温度低于或达到下限时开始加热,高于或达到上限时停止加热。这里对应了触发器两种输出状态即制1和制0状态。温度上下限中间夹着一个温度区间,温度在该区间内加热丝处在保持加热或保持停止加热,所以该区间也可被称为保持区间,对应了触发器的保持状态。
解题技巧:
[例]如图为温控电路,低于20℃时加热丝加热,高于25℃时停止加热。请根据电路完成以下问题。
Rt1是 热敏电阻
A.正系数 B.负系数
当温度低于20℃加热丝仍未加热,以下操作有效的是
调大Rp1
调小Rp1
调大Rp2
调小Rp2
把上限温度改为27℃,应该
调大Rp1
调小Rp1
调大Rp2
调小Rp2
解析:
[磨刀不误砍柴工]首先先确定触发器输入端口A、B和输出端口F如图
(1)低温时加热丝加热,对应F=1,而A==F=1,A点此时为高电平从而可知当前Rt1电阻大,即低温时Rt1电阻大,所以选B负系数
(2)当前仍未加热说明触发器处在保持状态,即A=B=0。想让加热器工作即F=1则应使输入端口A=1、B=0,即A端口信号由0变1,信号变大,对应Rp1阻值应当减小,故选择B调小Rp1
(3)将上限改为27℃,调整前温度区间25-27℃处在高温区,即A==F=0,调整后温度区间25-27℃处在保持区,即A=B=0,即B端口信号由1变0,信号变小,对应Rp2阻值应当增大,故选择C调大Rp2
课堂练习
如图所示触发器电路,按表格依次输入对应A、B信号,得到四条输出F信号中正确的是( )
序号 A B F
① 1 0 1
② 0 1 0
③ 1 1 1
④ 0 0 1
A.① B.② C.③ D.④
依据下图电路,判断下列选项中正确的是( )
初始状态下LED1亮,LED2灭
当闭合K1断开K2时,LED1灭,LED2亮
当闭合K1键时,开关K2对电路不起控制作用
当K2键由断开转为闭合,而K1键保持断开时,LED1灭,LED2亮
如图所示为泳池水位控制电路,当泳池水位过低时水泵工作加水,当水位到达上限时水泵停止工作。下列说法正确的是( )
虚线框内应用常开开关
当水位低于b点时,水泵不工作应当调大R2
当水位过a点时,水泵仍在加水应当调大R1
无论水位高低水泵始终不工作,可能是R1虚焊
如图为降温控制电路,当温度达到上限时风扇工作进行降温,当温度达到下限时风扇停止工作。关于该电路以下说法正确的是( )
Rt1是负系数热敏电阻
Rt1和Rt2系数不同
当温度达到上限时风扇没有开启,可能是因为Rp2连焊
想调低下限温度,应将Rp1滑片上滑
如图为矿车自动往返控制电路和工作场景示意图,当矿车到达工位1时,对应的干簧管触发,使电机正转(电机电流从+流向-)小车向工位2移动,矿车到达工位2时,对应的干簧管触发,使电机反转转小车向工位1移动。
根据电路完成5-6小题
关于该电路以下说法正确的是( )
当电机正转时继电器J1释放,J2吸合
Rw1是干簧管b
当小车在工位1和2中间时,J1和J2都释放
当小车在工位1和2中间时,J1和J2都吸合
当小车到达工位2时并没有返回,可能发生的故障是( )
A.R1虚焊 B.三极管V1发生断路 C.R2虚焊 D.R2连焊
如图是温度控制电路,当低于20℃时加热丝加热,高于25℃时停止加热。现有负系数热敏电阻Rt1、Rt2和电位器Rp1、Rp2,请选择正确的连接方式在虚线框内将电路补充完整( )
B. C. D.
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 C D B A B D B
1电容器充放电原理
1.电容器:两个相互靠近又彼此绝缘的导体组成一个电容器,我们可以理解为这是一个简易的充电宝。
2.电容器的充电和放电
(1)充电:使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫作充电,如图甲所示。电容板在开关闭合前并不具有电荷,而电源正负极上富含正负电荷,根据扩散原理,电荷会从浓度高的电源正负极转移到电容板上,电荷形成对峙从而产生电场和电压。充电过程中电容电压逐渐升高,当电容上机板电势升高到与电源正极相同时,电荷不在移动(同等电位间无法产生电流)充电完成,电容电压等于电源电压。
电容器充电示意图 电容器放电示意图
甲 乙
(2)放电:使充电后的电容器失去电荷的过程叫作放电.如图乙所示。当电容两端不存在外加电势差时,电容在其所在的闭合回路中相当于电源,会对回路中的用电器放电,同时在这个过程中电容板间电量逐渐被消耗,电容电压逐渐降低。
3.电容不同状态下的特点
当电容器不具有电荷时(充电开始瞬间或放电完毕瞬间)电容身上不具有电压,(根据分压原理)此时电容相当于导线电阻为0;当电容器充满电荷时(充电完毕瞬间或放电开始瞬间),电荷不再进入电容,电容相当于断开状态,电阻无穷大;当电容器在充电过程中,电容具有的电压逐渐升高,可看作其电阻在逐渐增大;当电容器在放电过程中,电容具有的电压逐渐降低,可看作其电阻在逐渐减小。
电容的主要功能——延时作用
电容的延时原理
电容身上的电压往往不会瞬间突变,也就是说电容无论是充电过程或者是放电过程都需要时间。而延时又可分为充电延时时间和放电延时时间。
影响电容延时时间的因素
电容的大小:首先电容值表示电容能容纳电量的能力。
对应电路中总电阻的值:放电电路中的总阻值影响放电时间,充电电路中的总阻值影响充电时间。
影响方式:如图1-1所示是一组电容充放电延时电路。当开关闭合时,如图1-2所示电流从VCC出发经过开关、电容C、R1再到接地,对电容C进行充电。假设当前电容充满电时具有一百个电荷,而电阻R1对充电电流具有限制作用例如每秒只能通过2个电荷,这样充饱电需要50秒时间。如果增大R1则对电流限制作用变强,每秒将只能通过一个电荷,这样充饱电需要100秒时间。因此可知充电电路中总电阻增大将会延长充电时间。
[思考]如图1-2所示,当电容充饱电后断开,电容的放电电流将经过那些电阻?该电阻的阻值对放电时间有何影响?电容C的电容值对充放电时间有什么影响?
[例]如图2-1所示为延时灯电路,有关该电路的以下说法中正确的是( )
当开关按下松开,灯L亮了一下又立刻灭掉
当开关按下时,灯L由亮转灭
增大R1,可以使灯亮时间延长
无论开关闭合或断开,L始终不亮,故障原因可能是R2虚焊
解析:当开关闭合瞬间电流由电源正极出发对C进行充电,由于充电回路中电阻几乎为0,电容C瞬间充满电V1导通同时V2导通,L立刻亮起,当开关断开后C对R1进行放电,放至电压较低时V1截至V2截至,从而灯延时关闭。所以A、B选项错误。增大R1可以使电容放电时间延长,从而灯亮时间被延长,C选项正确。R2虚焊后,V1导通时依然可以使V2基极变成低电平从而导通,对电路的正常功能不会产生影响,所以D选项错误。
开拓视野
除了上述的延时功能,电容C还具备其他用途
通交流阻直流
当电容被挂在信号传送线上时,假使信号是直流信号(不变的电信号),电容会在充饱电后相当于断开,从而阻止直流信号通过。当信号是交流信号使,通过电容的反复充放电信号可以几乎没有损失地通过电容。
稳定电压
现实中的直流电并不是一成不变的,会因受到外界的干扰而产生波动。如图3-1所示,当电路电压因干扰而增大时,C进行充电从而分弱流向R的电流;如图3-2所示,当电路电压因干扰而减小时,C会放电从而补充流向R的电流。通过这样的方式可以削弱电流的波动从而稳定R两端的电压。
课堂训练
如图,这是一个灯光延时控制开关的实验电路,由发光管模拟电灯。对于该灯光延时开关的描述,不正确的是( )
电阻R1可以控制延时时间,电阻变大,延时时间变长
电容充满电的时候三极管V1处于导通状态
电阻R4是LED灯的限流电阻
三极管的放大率太低会使延时时间变短
如图所示为某同学设计的台灯延时电路,下列分析正确的是( )
摁下按钮开关时,电容充电时间取决于C、R1
V1截止时,V2导通,L灯亮
如果L灯损坏,可以用家里普通的照明灯泡代替
按下开关并松开后, C同时对R1和三极管V1放电
如图所示为此小明设计的投影机开、关保护电路,其中M代表投影机, K是自锁式按钮开关(第一次按接通,第二次按断开)。开机时按下K投影机电源接通,然后再按投影机的遥控器开机; 关机时先按遥控器关机(切换至待机状态),然后再按K约三分钟后,投影仪自动断电。据材料,回答3-5小题:
在调试该电路时发现,开机时按下K后,风扇正常工作,小明用万用表对三极管V1进行检测,若测得UBE=0.63V, UCE=4.3v,则此时三极管工作在( )
放大状态 B. 饱和状态
C. 截止状态 D. 无法确定
关机时,再次按下K后, 电容C进入( )
A.充电状态 B.放电状态
C.饱和状态 D.截止状态
夏天天气闷热,投影机的散热速度较慢,若想延长投影机的断电延迟时间,正确的调节方法是 ( )
用参数为“129”的电容替换掉参数为“131”的电容C
将R3阻值增大
减小R1阻值
将RP的中心滑片向上滑动
如图所示是叮咚门铃的电路原理示意图。按下开关K扬声器发出“叮”声;松开开关K扬声器发出“咚”声,一段时间后声音停止。请完成第 6-7题。
松开开关K后,为了延长发出“咚”声的时间,以下措施合理的是( )
增大R1的阻值
减小C1电容量
减小R3阻值
增加C2电容量
决定扬声器音调的元件是( )
A.R1,R 2,C2 B.R2,R3,C1 C.R2,R3,C2 D.R2,R1,C1
扬声器“叮”的声音过于尖锐,以下调整方式正确的是( )
增大R2阻值,同时适当增大R3阻值
增大R2阻值,同时适当减小C2的电容值
增大R3阻值,同时适当减小R2阻值
增大R3阻值,同时适当增加C2的电容值
答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B D A B D A C C
1三极管与传感器组成的简单控制电路
三极管的三种工作状态:
工作状态 放大状态 饱和状态 截止状态
发射结(eb)状态 正偏 正偏 反偏
集电结(cb)状态 反偏 正偏 反偏
在电路中的等效作用 电阻(阻值可变) 开关(导通状态) 开关(断开状态)
三极管作为开关使用
开关利用的是三极管工作在饱和区和截止区的特性。
共射极接法
NPN开关共射极接法 PNP开关共射极接法
如图所示,共射极接法时,当三极管工作在饱和区时,三极管ec之间导通,继电器所在电路导通,继电器正常工作;当三极管工作在截止区时,三极管ec之间断开,继电器所在电路断开,继电器停止工作。
所以在共射极接法中,三极管导通负载元件工作,三极管截止负载元件不工作。
思考:
(1)为什么继电器常规的接法要采用共射极接法,而不是将继电器串联在发射极端?
(2)继电器旁并联的二极管有什么特点,该二极管起什么作用?
(3)假如在电路中加入一个发光二极管,用来表示继电器的工作状态,继电器工作时LED灯亮,继电器不工作时LED灯灭,该发光二极管应如何接入电路?
常见传感器
传感器名称 结构图 实物图 电路符号 系数
光敏传感器 负系数,即光线越强,光敏电阻阻值越小
热敏传感器 Rt或 NTC型,负系数,温度越高电阻越小
PTC型,正系数,温度越高电阻越大
湿度传感器 或 负系数,即湿度越大电阻值越小
磁敏传感器 只有吸合和断开两种状态,磁铁靠近时吸合,磁铁远离后断开
气敏传感器 一般为负系数,空气中某物质浓度越高阻值越小(具体根据题目分析)
声敏传感器 负系数,即声音越大阻值越小
传感器可以根据环境的变化(如改变温度、湿度、光线强度)改变三极管输入端的电信号,从而决定负载元件的工作状态,达到控制的效果。
传感器将环境信号转为电信号的方式
如图所示,常见的信号输入端口是由传感器和电位器组成的,环境的改变会使得传感器的组织发生变化,从而改变A点的电信号。而电信号和电阻之间有什么样的联系呢?
首先根据高中物理知识,某元器件上的电压就是该元器件两端电位的差值,例如光敏电阻Rg身上的电压值URg=Vcc(电源电压)-UA(A点电位),所以UA=Vcc-URg。
同时根据电阻分压原理,阻值越大的电阻分到的电压越多,例如当光线暗时光敏电阻阻值较大,分到的电压URg较大,从而根据公式UA=Vcc-URg,UA较小即A电点位较低。
由此可知,在该电路中光线越强,Rg的阻值就越大,分到的电压就越多,A点的信号就越低——这就是传感器将环境信号转成电信号的原理。
【思考】A点信号和R1阻值的关系是怎样的?
【例】如图所示是一个简易的光控灯电路。合上开关k,电路工作,当外界光线暗到一定的程度, Rg阻值很大, LED灯亮;当外界光线亮到一定的程度, Rg阻值很小, LED灯灭。分析该电子控制电路,回答以下问题:
电路图中的V1和V2的型号是 (在A.一样;B.不一样中选择一项),图中三极管V2类型是 (在A.NPN型;B.PNP型中选择一项);
当外界光线很亮的时,三极管V1处于 状态(在A.导通;B.截止中选择一项),三极管V2处于状态 (在A.导通;B.截止中选择一项), LED灯 (在A.亮;B.灭中选择一项)。
正确安装电路后,发现电路工作不正常,测得V1的基极处的电压接近0伏,可能存在的故障是 (在A.Rg短路; B.R2短路中选择一项)
电路正确安装后,调试中发现外界光线很亮了, LED灯没被关掉,合理的调整方法是 (A.R1阻值调大, B.R1阻值调小中选择一项),且应向 调节(在A.向上; B.向下中选择一项,将序号填写“ ”处)。假如电路链接时R1用的是定值电阻和R3用的是电位器,合理的调整方法应改为 (A.R3阻值调大, B.R3阻值调小中选择一项)。
课堂训练
夏天,某工作室温度超过28℃,室内可以开空调。如图所示是一简易温控电路,用于室内空调开启提醒器,当温度达到设定值,红色灯泡发光。分析该控制电路,下列说法正确的是( )
Rt是负温度系数的热敏电阻
达不到设定温度红灯就发光,可以将R1向下调节
红灯发光时, V1处于截止状态, V2处于饱和状态
R1滑动触头接触不良,在温度达到设定值时灯也可能不亮
如图所示为简易温度报警器,当温度超过设定温度时, LED灯发光报警。关于此电路,下列说法正确的是( )
Rt是正温度系数热敏电阻
电阻R3主要作用是分流
调节可变电阻Rw可以改变报警温度
三极管V2的管型是NPN管
如图图示是一个简易的光控灯电路。合上开关K,电路工作,当外界光线暗到一定的程度, Rg阻值很大, LED灯亮;当外界光线亮到一定的程度, Rg阻值很小, LED灯灭。分析该电子控制电路,下列判断错误的是( )
图中三极管V2型号是PNP型
图中的C是电解电容
外界光线很亮时,三极管V1应处于饱和状态
电路正确安装后,调试中发现外界光线很亮, LED灯没灭,应调大R1
如图所示是某光控灯的电路图,当外界光线暗到一定的程度时, LED灯亮,当外界光线亮到一定的程度时, LED灯灭。分析该控制电路,下列对该电路的分析和调试中正确的是( )
三极管V1为PNP型管
外界光线很暗时,三极管V1处于截止状态
为了提高发光二极管的亮度,接线时省去R4电阻
电路正确安装后,调试中发现外界光线很亮, LED灯仍未熄灭,调试时应减小R1阻值
如图所示是小明设计的家庭防盗报警电路,当天黑并且干簧管Rw检测到门被打开时,蜂鸣器报警。请完成第5-6题。
5.当蜂鸣器报警时,电路中V1, V2的状态是 ( )
V1导通、V2导通 B. V1导通、V2截止
V1截止、V2导通 D. V1截止、V2截止
6.小明搭接电路进行调试时,无论门打开还是关闭,蜂鸣器一直报警,产生该问题的原因可能的是( )
A. 蜂鸣器二脚短接 B. 三极管V1集电极虚焊
C. 电位器R1虚焊 D. 光敏敏电阻Rg二脚短接
如图所示为某取暖设备的温度控制电路,当温度下降到一定值时,常开触点J闭合,电热丝通电加热:当温度上升到设定的最高温度,自动切断电热丝,从而使该取暖设备的温度控制在一定范围内。下列关于该电路的分析中正确的是( )
电路中热敏电阻Rt的类型为正温度系数热敏电阻,
若想调高最低温度, R1的滑片应向上滑
当温度上升到设定温度,加热丝还持续加热,可能是三极管V1虚焊
该取暖设备使用一段时间后,发现温度下降到一定程度时,无论如何调节R1,电热丝均不工作,出现该问题可能是Rt短路
答案:
例题:(1)A ,A (2)A,A,A (3)A (4)B (5)B,B,B
课堂训练:
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 D C C D C B C
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1门电路与触发器
基础逻辑电路的逻辑符号、逻辑功能、逻辑表达式及真值表
类型 逻辑符号 逻辑功能 逻辑表达式 真值表
与门 有0出0,全1出1 F=A*B ABF000010100111
或门 有1出1,全0出0 F=A+B ABF000011101111
非门 有1出0,有0出1 F=A AF0110
与非门 全1出0,有0出1 F=A*B ABF001011101110
或非门 全0出1,有1出0 F=(A+B) ABF001010100110
二、常见逻辑转换:
A+A=A 例:1+1=1,0+0=0
A*A=A 例:1*1=1,0*0=0
A+=1 例:1+0=1,0+1=1
A*=0 例:1*0=0,0*1=0
= * =+
三、题型解析
1、门电路完整的电路解析题
[例1]关于下图所示电路功能,说法正确的是( )
F和C的信号永远相反
F信号是高电平时C肯定是低电平
F信号是低电平时C信号肯定是高电平
F和C的信号始终相同
解析:首先完整的门电路上,我们可以将输入信号代入得出输出和输入的逻辑关系,过程如图。
再将得出的关系式进一步转变后可得F=*(A+B),所以由式子可知只有当C=0,A或B等于1时F=1,所以选项B正确,其余选项皆错。
门电路缺失的电路设计分析题
[例2]小明设计了一个声控楼道灯电路,如下图所示,R1为声敏传感器,声音越大R1阻值越小。只有当夜晚且有脚步声时LED灯才会亮起。在虚线框中应放入何种门电路才能实现该电路的正常功能。()
与门 B.与非门 C.或门 D.或非门
解析:当电路中控制部分缺失时,我们需要从电路功能和输入端口入手,整理缺失门电路输入输出的逻辑关系。
操作顺序:
(1)确定端口
确定输入端口例如图中Rg连接的端口我们称其为A端口,另一输入端口为B端口,输出端口为F
白框架
逻辑是框架先搭好:F=A?B
定计算
根据条件确定输入信号间关系是相乘还是相加,若条件并且则相乘,条件或者则相加。
例如题目里“当夜晚且有脚步声”所以AB关系是相乘,F=A*B
定信号
确定当前条件下输入输出信号具体是什么,信号是0时对应端口代号上要加“-”(非),否则不用。
如题所示可知光线暗时A信号为0故A应写成,有声音时B信号为0故B应写成,而LED灯发光说明F信号当前为一,所以逻辑关系进一步确定为F=*
逻辑转变
经转变逻辑式变为F=所以答案选D选项。
课堂训练
如图当LED灯亮时,xy的信号应为( )
A.00 B.01 C.10 D.11
如图甲乙电路实现的功能是( )
图甲 图乙
①甲图LED灯亮说明XY信号相同 ②甲图LED灯灭说明XY信号相异
③乙图LED灯亮说明XY信号相同 ④乙图LED灯灭说明XY信号相异
①④ B.①③ C.②③ D..②④
如图AB为信号输入端口,F为输出端口,M为信号控制端口,下列说法不正确的是( )
F输出始终与M相反
当M为高电平时,F输出与B相同
当AB都是高电平时F也是高电平
当M是低电平时,F输出与A相同
如图为夜晚防盗报警电路,当夜晚门被打开时,干簧管断开,LED灯亮起。关于该电路一下说法正确的是( )
R1是干簧管
白天门打开LED也亮起,可能是RP1断路
向上滑动RP1滑片会使电路在更暗的环境里才能触发报警
调节R3阻值也可以改变报警所需光线亮暗程度
如图小明根据需要设计了一个安全保温控制电路,该电路只有当水箱且温度低于设定值时加热丝才会加热,图中Rt为正系数热敏电阻。该电路虚线框中正确的门电路组成是( )
B. C. D.
如图是小白依据阅读最佳亮度设计的亮度提醒电路,如果环境亮度正常时绿灯亮起,其余灯皆灭。根据该电路完成一下6-7小题。
该电路中虚线框内的门电路应为( )
A.与门 B.或门 C.与非门 D.或非门
关于该电路下列说法不正确的是( )
LED1灯亮起说明环境光线亮度过暗
增大R2阻值LED1会在光线更亮时发光
光线过亮但对应的灯仍未亮起,可以将Rp2滑片上移
调大R3阻值可使LED2在光线更亮时发光
答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 B C A C A A B
1自锁电路定义和用途
顾名思义,自锁即是自我锁定,而电控电路能自我锁定什么呢?
自然是输出状态。
那么什么情况我们需要用到自锁呢?
例如简易防盗报警电路,当陌生人打开门窗时会触发报警,以提醒屋内的人有闯入者。
但如果屋内的人警惕性并不高或者屋内无人,闯入者立刻把门关上,常见简易报警电路就会停止报警。
这样报警电路就无法起到预期的效果。使用自锁设计后报警器可以锁定报警,即使主人不在家也可以起到震慑闯入者的作用
触发器式自锁电路
锁定也可以理解为保持某一特殊状态,这里可以用触发器或555芯片的功能来实现这个自锁目标
[例1]如图1所示是小明设计的防盗报警电路,当门被打开时,干簧管Rw断开。根据该电路下列说法正确的是( )
开关K的作用是激活报警电路
当白天门被打开时,扬声器会发声报警
清晨小明还未醒来,奶奶打开屋门扬声器未报警,应当调小Rp阻值
当夜晚门被打开时扬声器报警,,门被关上报警声立刻停止
解析:当报警被触发并且门关闭后,开关K按下使得555芯片6脚为高电平,3脚输出低电平,所以开关K是用来使报警电路复位的,A选项错误;白天时Rg电阻小,555芯片4脚进低电平,3脚被强制复位为低电平,此时无论如何扬声器都不会报警,B选项错误;当前未报警,说明4脚电位过低,应增大4脚点位,可通过Rp阻值减小来完成,C选项正确;门关闭后,555芯片处于保持状态,应该报纸报警而不是立刻停止,D选项错误。
代替电源式自锁电路
该自锁电路往往与三极管或继电器开关触点配合使用,给电路最后的执行器部分或者被控对象提供额外电源使其锁定在工作状态当中。
[例2]如图2所示是小明设计的防盗报警电路,当门被打开时,干簧管Rw断开。根据该电路下列说法正确的是( )
当白天门被打开时,扬声器会发声报警
清晨小明还未醒来,奶奶打开屋门扬声器未报警,应当增大R1阻值
V3的作用是使门打开又关闭后报警器能继续报警
增大R3阻值会使报警电路在更亮的环境也能报警
解析:白天Rg电阻小,三极管V1导通,V2截止,从而继电器不工作,扬声器不会响,A选项错误;当前不报警V1基极是高电平,改为低电平应将R1阻值调大,B选项错误;V3在V2导通时导通,同时保持V2基极始终是高电平,从而始终报警,C选项正确。增大R3阻值会使部分光线区间又报警变为不报警,从而报警界限往光线暗处推移,所以应该是更暗的环境才能报警,D选项错误。
课堂训练
如图是车床工作安全保障电路,M为车床电机。当操作员在电机工作时将手伸入危险区域,会将LED灯的灯光挡住。请根据电路完成1-2小题
关于该电路下列说法正确的是( )
当操作员手伸入危险区域时555芯片3脚输出高电平
当操作员手伸出危险区域后电机立即开始工作
开关K的作用是手动关停电机
把Rp滑片上滑可使电机更快自动关停
手遮光时仍有少量光线漏出,以下操作正确的是( )
增大R1阻值
减小R2阻值
Rp滑片上滑
Rp滑片下滑
如图所示水壶加热电路,当闭合开关K后加热器工作,当水温到达100℃时加热丝停止加热。请根据电路回答3-4小题
图中继电器应选用( )
关于该电路说法正确的是( )
当温度从100℃降到100℃以下时加热丝立即开始加热
当水开后温度降低之后闭合K开关加热丝重新加热
Rt是负温度系数热敏电阻
水温未到100℃加热丝就停止加热,应当将Rp2阻值调低
如图是夜晚防盗报警电路,当夜晚且门窗被打开时,扬声器报警。门窗打开时干簧管断开,虚线框中有一个门电路未画出。关于该电路下列说法正确的是( )
虚线框中门电路为与非门
R2为干簧管
扬声器报警时关闭门窗扬声器就会立刻停止报警
将Rp滑片上滑,扬声器在光线更暗时才可能报警
如图是小宁设计电路安全保障电路,当经过负载RH的电流过大时,就会对RH进行断电。关于该电路不正确的是( )
Rp滑片上滑会使允许经过负载RH的电流增大
小宁在测试电路时发现电流超过安全值时继电器仍未工作,应将R2阻值适当调小
若R3阻值大于RH可能会出现继电器反复吸合释放的状态
减小负载RH阻值会使允许流经RH的电流减小
如图为小明设计的医院病号呼叫电路,当病人按下开关后LED灯亮起提醒值班室内的护士。关于该电路下列说法不正确的是( )
K2是病房呼叫开关
K1是值班室开关,当护士看到灯亮后可按下K1关灭LED灯
电容C起到稳定5脚电位的作用
图中的开关都是自锁开关,按一下闭合,再次按下断开
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 A D D B C B D
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