这里介绍一级电子电路实验,一共使用20多个元器件,可以完成振荡、报警、延时、光控、磁控、声控、双稳、单稳、无稳等十余种实验。还可以用部分元件制成电子门铃,供实际使用。文中实验大多采用典型电路,着重介绍实验方法,用以锻炼初学者认识和搭接电路的能力。全部内容分三次刊登。
电子门铃
实验电路见图1,这是一个间歇振荡器电路。当三极管的基极电位发生的微小波动,经过三极管BG与线圈L\(_{1}\)的两次反相作用,再由电容C回输到基极,形成强烈的反正馈,电路工作时,三极管BG交替饱和截止。变压器次级感应到的脉动电压加在压电陶瓷片HTD的两端,使它振动发音。

发音元件HTD是一片特种陶瓷片,它的一面烧结在薄铜片上,另一面镀上一层薄银。铜片和银层是HTD的两极。当极间电压变化时,陶瓷片会发生伸缩变形。使用时,将两根细软导线分别焊在的铜皮和镀银面上,焊点位置如图2。焊接动作要快,焊点要小,防止银层剥落。然后,用胶把它银面向下粘牢在门铃外壳的面板上,再在面板上面粘上助声罩。这样压电片才能响亮地发音。

门铃的其它元器件,连同电池都按图3所示固定在线路板上,它们可以一并装进外壳盒内,仅将连接开关的导线从盒侧小孔引出。接通开关,门铃就会发出悦耳的声音。改变电容器C或电阻R的数值,能调节音调的高低。C的电容量越小,R的阻值越低,声音就越尖锐。但R的阻值不宜过小,以防止三极管损坏。

变压器B的规格比较特殊(在邮购套件中已包括变压器成品)。如果自己绕制,可以参考图4数据。为了焊接布线方便,注意初级线圈抽头2要从上端引出,而中间引线为线头3。

由于元件还要用来做后面的其他电路实验,所以暂时先不要把引线剪短,只作临时焊接,等所有实验都做完后再正式组装。
触摸警报器
电路见图5,将一小片敷铜绝缘板的铜箔面,用刀从中间划开,分别焊出引线,做成触摸电极M。三极管BG\(_{1}\)、BG2组成两级反相器。BG\(_{3}\)组成间歇振荡器,产生报警音响。在平时,电路中BG1截止,它的集电极,也就是,BG\(_{2}\)的基极的电位提高,BG2导通,BG\(_{2}\)集电极电位降低,使BG3基极处低电位不能工作。人手摸到电极M时,BG\(_{1}\)通过人体电阻得到偏流,由截止变为导通,情况与上述相反,BG2立即截止,BG\(_{3}\)导通,于是振荡器发音。

下面的电路实验都在铆钉绝缘板上进行。先在一小块绝缘板上打进空心铆钉。搭接电路时,这些铆钉就作为元件引线的焊接点。为了方便,还要在绝缘板上、下方各焊一银铜线,作为电源引入线。图6就是触摸报警器电路所用的各元器件在绝缘板上的焊接位置。特别注意变压器各引线位置不要接错。

如把触摸电极M的面积适当加大,两极间缝隙加长,做成图7形状。就可以用这个电路做成婴儿尿湿报知器或下雨、漏水报警器等。

互补振荡电路
图8是另一种间歇振荡器,它使用一对PNP和NPN型的三极管,所以称为互补电路。由于压电陶瓷片HTD的两极形成一个电容器,所以它能在电路中作为反馈元件传输信号,使两只三极管周期性地导通和截止。HTD也因两极间电压周期性变化而振动发音。改变电阻R\(_{1}\)的阻值,能使音调在一定范围内变化。这个电路不用变压器,制作比较简单,但它发音比较轻。

图9是各个元件在板上的位置。只要连接无误,电路一般不需要调整就能工作。如音质不够好,可在两只三极管基极之间接一个几百微微法的电容器。

延时电路
把一只电容器和一只电阻串联后接在电源上,电容器会被充电。充电时,电容器两端的电压逐渐上升。阻值和电容量越大,它们的充电时间就越长。利用电容器的充电、放电特性,我们可以作延时电路实验。实验电路如图10。电源接通后,电路并不立即发声。随着C\(_{1}\)被充电,它的正极电压缓慢上升。几秒钟后才有足够高的电压加到BG1的基极,使它导通,BG\(_{2}\)组成的振荡器才能工作,发出声音。电路延迟时间的长短,可以通过改变C1和R\(_{1}\)、R2数值调节。


将电路稍微变化,还可以实现振荡器的延时关断。实验时,可用薄铜皮做一个按键开关K,把它并联在R\(_{1}\)的两端,如图10中虚线所示。开关K按下时,电容C1被迅速充电,电容两端电压等于电源电压,同时振荡器也工作发声。开关K放开以后,电容C\(_{1}\)要放电。放电电流的路径是C1正极→R\(_{2}\)→b1→e\(_{1}\)→R3→b\(_{2}\)→e2。放电过程中BG\(_{1}\)能维持较长时间导通,所以振荡器要继续发声一段时间才停止。延续时间的长短可通过改变C1和R\(_{2}\)的数值调节。图11是实验延时关断电路时各元器件在绝缘板上的位置安排。(陈鹏飞)