简易智力竞赛抢答器

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这里介绍一个适合初学者组装的抢答器,外形见图1。此电路简单而且成本低、调试容易。

图1
图1 🔍原图 (406×278)

工作原理

抢答器的电路见图2所示。K\(_{0}\)为电源开关,由节目主持人控制。K1~K\(_{4}\)为抢答按钮开关(竞赛前临时用导线与抢答器连接),分别由各竞赛选手操作。BG1与BG\(_{5}\)、BG2与BG\(_{6}\)等分别组成4组电子开关,用来控制各指示灯的亮与灭。BG9与BG\(_{1}\)0组成音频振荡器,用来报警。

图2
图2 🔍原图 (840×413)

开始抢答时,闭合K\(_{0}\)接通电源,如果K1~K\(_{4}\)都没有按下,BG1与BG\(_{5}\)、BG2与BG\(_{6}\)等管的基极都得不到正向偏压,不能导通。此时BG1~BG\(_{4}\)只有很微弱的穿透电流分别通过每只灯泡,远不能使灯泡发光。假设K1先按下,使二极管D\(_{1}\)与D0相串联正向导通。此时电源由R\(_{2}\)、D0和D\(_{1}\)给BG1提供基极偏流I\(_{b1}\),经BG1放大集电极有较大的电流(I\(_{c1}\)=βIb1)通过灯泡Z\(_{D1}\),在它上产生电压降,能使BG5的基极电位提高变为导通。BG\(_{5}\)导通后产生集电极电流Ic5又能增加BG\(_{1}\)的基极电流Ib1,使BG\(_{1}\)的集电极电流Ic1进一步增强,ZD\(_{1}\)上的电压降继续增大,BG5的基极电位更进一步升高,因而又促使BG\(_{5}\)更进一步导通……如此循环下去,很快使BG1和BG\(_{5}\)进入饱和导通状态。此时ZD1的端电压升至额定值,小灯泡达到白炽发光,表示本组已获得抢答权。由于BG\(_{1}\)利BG5的饱和导通已不依赖于D\(_{0}\)和D1来提供偏流,即使释放K\(_{1}\),灯泡ZD1并不熄灭。BG\(_{5}\)的饱和导通电流通过R2,在R\(_{2}\)上产生电压降,使P点电位升高,音频振荡器开始振荡发声,表示抢答结束。BG1和BC\(_{5}\)导通后,把P点与电源正极之间的电压箝制在1.1伏左右,此后K2、K\(_{3}\)或K4按下去,已不能使串联的两只硅二极管正向导通。电路没有反应。待大家看清显示结果,主持人应切断电源开关K\(_{0}\),停止显示。下次开始抢答时再接通K0。

元件选择

BG\(_{1}\)~BG4选用3AX81型锗管(或3CK型、3CG型中功率管),β值要互相接近且大于50。BG\(_{5}\)~BG8选用3DC6型硅管,也可以选用其他3DG或3DK型的管子。β值大于50。BG\(_{9}\)、BG10分别选用3AX31和3DG6,β值在80左右。D\(_{0}\)~D4用2CP10。ZD\(_{1}\)~ZD4用2.5V、0.2A手电筒灯泡均可。

安装与调试

图3是抢答器的印刷线路板(1∶1)及元件连线图。机壳用木板自制,外形尺寸为200×120×100mm。

图3
图3 🔍原图 (1287×739)

整机焊好,检查无误,接上按钮开关,便可试验。一般不用调试就能正常工作。如果接通电源后,发现没有按下按钮开关,灯泡能立即点亮,说明控制该灯的管子已击穿或各极焊错。若发现灯泡虽然不亮,但喇叭发声,说明灯泡有的未焊好或灯丝已断,应检查排除。故障排除后,接通电源,然后按下一只按钮开关,应能立即点亮对应的灯泡,喇叭同时发声。再按下其余开关,不应继续点亮灯泡。切断电源再马上接通,重复上述步骤,直到把所有开关都试验完毕为止。(吴汝怀)