CN201918084U - 综合电路实验板 - Google Patents

Abstract

综合电路实验板，提供一种用于装配和测试实验电路的功能与技术数据，并具有灵活方便的操作性和良好的接触可靠性以及功能综合性的电路实验装置，其特征在于，主要包括：电源电路；信号源电路；数字信号状态显示电路；实验电路装配区。其中所述各电路的对外接点都接有自锁紧插座，利用自锁紧迭插线连接实验电路保证可靠性，其中所述的实验电路装配区中含有电阻模块、电容模块和电感模块，它们分别由n个同种类元件串联而成，并引出n+1个对外接点，利用模块的组合可变性给实验电路及实验板工作电路提供所需元件，使得实验板具有操作灵活性和方便性。

Description

综合电路实验板

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种电路实验装置，主要应用于电路、模拟电子技术及数字电子技术实验。

背景技术

学习者在学习电路、模拟电子技术及数字电子技术过程中，或者是电路设计工作者在电路设计过程中，为了掌握或者测试电路的功能以及电路工作时各种技术数据，需要在电路实验装置上连接实验电路，加上工作电源和所需的信号源后，利用各种电子测量仪器测试实验电路的功能以及实验电路工作时各种技术数据。

现有的电路实验装置主要是电路实验箱(电路分析实验箱，模拟电子技术实验箱，数字电子技术实验箱，模数综合电路实验箱)，由电路实验板，电源变压器装配到合适的提箱中而成，所以电路实验箱的主要部分就是一块电路实验板。

现有的电路实验板上配备了直流电压源，常用的数字信号源和模拟信号源，采用电位器调节电压，调节电流以及调节信号源的频率与幅度。

现有的电路实验板上配备有双排直插式集成电路插座，插接实验电路中所需的双排直插式集成块；配备有金属小孔，用于插接电子元件和连接导线。

现有的电路实验板在使用时存在的问题有：

利用金属小孔插接电子元件(主要是电阻器和电容器)和连接导线时操作不方便，而 且插接电子元件和连接导线后由于元件与金属小孔的接触不可靠而使得实验电路工作不可靠。

由于不同的实验电路需要不同的电子元件，占元件数量大多数的是电阻器和电容器，因此在装配实验电路时需要准备(或从元件库里领取或从元件店购买)。费时费力还浪费元件。

调节电源电压电流以及调节信号的频率幅度的电位器，由于使用频繁，容易出现接触不良，而使实验电路的测试不能正常进行，而且调节过程中电位器的即时电阻值无法直观确定，不利于测试过程中对数据的及时掌握，又由于电位器的使用寿命有限而影响了电路实验板的使用寿命。当需要改变电容值改变信号频率时，由于实验板上没有配备可变电容器而无法实现这种电路实验功能。

现有的电路实验板综合性能差，不能在同一实验板上完成电路分析，模拟电子技术，数字电子技术的电路实验。

综上所述，现有的电路实验板在可靠性，灵活性，方便性，经济性，使用寿命等方面存在问题，需要改进。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种电路实验板，以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

综合电路实验板，主要由以下部分组成：电源电路(提供实验电路常用的低电压交流 电源，直流电压源，直流电流源，可调直流电压源和可调直流电流源)；信号源电路(提供高低电平信号，频率和幅度可调的正弦波信号，三角波信号，脉冲波信号)；数字信号状态显示电路(包括高低电平信号显示器，数码信号显示器)；实验电路装配模块，由以下部分组成：若干块双排直插式集成电路插座；若干块电阻模块；若干块电容模块；若干块电感模块；若干组接线座(如弹簧接线座)。以上各部分电路的对外接点都接自锁紧插座，按照实验电路结构，利用与自锁紧插座配套的自锁紧迭插线将双排直插式集成电路插座上的集成块(或其它电子器件)，综合电路实验板上备用的电阻模块，电容模块，电感模块，接线座上外接的电子器件以及电源信号源，连接成实验电路。

所述的电阻模块是由n个(实际使用时合适的个数为4个或5个)电阻元件(R₁，R₂，......R_n)串联而成，串联电路上的每一个连接点及两个端点引出对外接点(n个电阻串联对外接点为n+1个)，对这些对外接点命名(如A，B，C，......)，在这些对外接点上都装上自锁紧插座。这个电阻模块可以当作一个可变电阻使用，只要改变模块的组合方式(即改变电阻的串并联关系)，模块的电阻值随之改变。

所述的电容模块电路是由n个(实际使用时合适的个数为4个或5个)电容元件(C₁，C₂，......C_n)串联而成，串联电路上的每一个连接点及两个端点引出对外接点(n个电容串联对外接点为n+1个)，对这些对外接点命名(如A，B，C，......)，在这些对外接点上都装上自锁紧插座。这个电容模块可以当作一个可变电容使用，只要改变模块的组合方式(即改变电容的串并联关系)，模块的电容值随之改变。

所述的电感模块电路是由n个电感元件(L₁，L₂，......L_n)串联而成，串联电路上的每一个连接点及两个端点引出对外接点(n个电容串联对外接点为n+1个)，对这些对外接 点命名(如A，B，C，......)，在这些对外接点上都装上自锁紧插座。这个电感模块可以当作一个可变电感使用，只要改变模块的组合方式(即改变电感的串并联关系)，模块的电感值随之改变。

所述的可调电压源的电压调节，可调电流源的电流调节，信号源的频率调节，幅度调节电路引出外接接口，在这些外接接口上并可变电阻或外并可变电容或可变电感实现。而使用的可变电阻可变电容可变电感分别利用综合电路实验板上的电阻模块，电容模块，电感模块取得。

综合电路实验板上没有的电子元件，通过综合电路实验板上的接线座接入实验电路或者通过双排直插式集成电路插座接入实验电路。

实用新型有益效果：

本实用新型利用独特新颖的电阻模块电容模块电感模块的可变性和利用自锁紧插座对外连线的方式，很好地解决了电路连接的可靠性和方便性问题，很好地解决了电源中电压电流调节问题，很好地解决了信号源的频率和幅度的调节问题。本实用新型配备常用的电源，信号及显示电路，加上灵活多变的电阻模块电容模块电感模块及双排直插式集成电路插座，可完成电路分析，模拟电子技术和数字电子技术的电路实验，很好地解决了电路实验板的综合利用问题和经济低耗的问题。

实用新型综合电路实验板，是一种用于测试实验电路的功能与技术数据，并具有非常灵活方便的操作性和非常高的接触可靠性以及非常强的功能综合性的电路实验装置。

附图说明

图1为本实用新型综合电路实验板结构示意图；

图2为本实用新型综合电路实验板电阻模块电路原理图(以n＝3为例)；

图3为本实用新型综合电路实验板电容模块电路原理图(以n＝3为例)；

图4为本实用新型综合电路实验板电感模块电路原理图(以n＝3为例)；

图5a为本实用新型综合电路实验板可调电压源电路原理图；

图5b为实用新型综合电路实验板电阻模块电路原理图(以n＝3为例)；

图6a为本实用新型综合电路实验板双波形信号发生器电路原理图；

图6b为实用新型综合电路实验板电阻模块电路原理图(以n＝3为例)；

图6c为实用新型综合电路实验板电容模块电路原理图(以n＝3为例)；

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1的本实用新型综合电路实验板结构示意图，实验电路的电源由电源电路提供，同时电源电路中的可调电压，可调电流电路引入实验电路装配模块中的电阻模块电容模块电感模块进行调节。实验电路的信号源由信号源电路提供，同时信号源电路中的可调频率，可调幅度电路引入实验电路装配模块中的电阻模块电容模块电感模块进行调节。实验电路输出信号状态由显示电路模块或外接示波器显示。图1中所述各电源电路，信号源电路，显示电路，是电路工作者非常熟识的电子电路，其实施方案也是电路工作者非常了解的， 此处不再阐述。

参见图2的本实用新型的电阻模块电路原理图，它是由n个电阻R1，R2，R3，......，Rn串联而成(本图以3个电阻串联为例说明)，对每一个结点命名(如A，B，......，)，在电路板上的实体就是一个个自锁紧插座。电阻模块随着组合方式的变化电阻值随之变化，具体实施方式如下表所示(表格中，串联用符号“+”表示，并联用符号“//”表示，等效电阻用如RAD(BC)形式表示，含义是利用自锁紧迭插线将括号内两点B，C短路后A，D两点之间的等效电阻)：

编号	等效电阻	串并关系	编号	等效电阻	串并关系
						1	RAB	R1	9	RAB(BC，AD)	R1//R3
2	RBC	R2	10	RBC(BD)	R2//R3
						3	RAC	R1+R2	11	RAB(AC，BD)	R1//R2//R3
4	RCD	R3	12	RAC(AD)	(R1+R2)//R3
						5	RAD(BC)	R1+R2	13	RBD(AD)	(R2+R3)//R1
6	RBD	R2+R3	14	RBC(AD)	(R3+R1)//R2
						7	RAD	R1+R2+R3	15	RBD(AC)	(R1//R2)+R3
8	RAB(AC)	R1//R2	16	RAC(BD)	(R2//R3)+R1

从上表中可知，当串联电阻的个数n＝3时，能够实现的不同组合方式数量为16个，即能够得到不同电阻数值个数有16个。按照同样的讨论方法，当n＝1时，能够得到不同电阻数值个数有1个。当n＝2时，能够得到不同电阻数值个数有4个。当n＝4时，能够得到不同电阻数值个数有48个。当n＝5时，在不接短路线或只接一条短路线的条件下就能够实 现的不同组合方式数量超过200个。当n≥6时，能够实现的不同连接方式数量更大，一般情况下就没有必要了。

参见图3的本实用新型的电容模块电路原理图，它是由n个电容C1，C2，C3，......，Cn串联而成(本图以3个电容为例说明)，对每一个结点命名(如A，B，......，)。电容阻模块随着组合方式的变化电容值随之变化，具体实施方式与电阻模块的具体实施方式完全相同。

参见图4的本实用新型的电感模块电路原理图，它是由n个电感L1，L2，L3，......，Ln串联而成(本图以3个电感为例说明)，对每一个结点命名(如A，B，......，)。电感阻模块随着组合方式的变化电感值随之变化，具体实施方式与电阻模块的具体实施方式完全相同。

参见图5的本实用新型综合电路实验板可调电压源电路原理图，调压电路中，LM317输出端“2”与与调整端“1”的电压恒定为1.25V，调整端电流忽略不计，当在端口MN(两端点接有自锁紧插座)处并入电阻模块(电阻模块电阻的等效电阻用R′表示)，则端口MN处的等效电阻为R_MN＝R′//R。

通过简单计算可得： $U_O=1.25+\frac{{\mathrm{RR}}^{\′}}{R+R^{\′}}\×\frac{1.25}{R_O}$

$R^{\′}=\frac{{\mathrm{RR}}_0(U_O-1.25)}{1.25R-R_0(U_O-1.25)}$

只要改变电阻模块的连线方式，也就改变了电阻模块的等效电阻用R′，也就改变了电压源的输出电压Uo。

例于，当取Ro＝348′Ω，取R＝3K′Ω时，输出电压变化范围为1.23V-12.0V。

$U_O=1.25+\frac{10.75}{1+3/R^{\′}}$

$R^{\′}=\frac{3(U_O-1.25)}{12-U_O}$

以上表达式中，电压单位为V，电阻单位为K′Ω。

参见图6为本实用新型综合电路实验板双波形(矩形波和三角波)信号发生器电路原理图，实际应用时，将电阻模块(电阻模块的等效电阻为R′)并入到LM端口(两端点接有自锁紧插座)，将电容模块(电容模块的等效电容为C′)并入到MN端口(两端点接有自锁紧插座)。

通过对电路的简单讨论可得，信号发生器的信号频率与LM端口的等效电阻R_MN＝R′//R₁₄(其中R′为电阻模块的等效电阻)，MN端口的等效电容C_MN＝C′//C有关(其中C′为电阻模块的等效电容)，

关系式为 $f=\frac{R_{12}}{4R_{\mathrm{LM}}{R}_{11}{C}_{\mathrm{MN}}}$

即 $f=\frac{R_{12}(R_{14}+R^{\′})}{4R_{14}{R}^{\′}{R}_{11}(C+C^{\′})}$

当改变电阻模块或电容模块的组合方式时，也就改变了电阻模块的等效电阻R′或电容模块的等效电容C′，也就改变了电路输出信号频率。

从以上对本实用新型综合电路实验板的具体实施过程的描述中可知，在现有电路实验板的基础上加以改造，利用本实用新型电路实验板上的电阻模块，电容模块，电感模块以及自锁紧插座和自锁紧迭插线的应用，使装配实验电路变得非常方便和接触非常可靠，信号频率和幅度的调节变得非常方便而且数据关系非常清楚。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理及方法，在不脱离本实用新型思想的前提下，本实用新型实施方案可以做得更加具体，这些变化和改进都落入要求保 护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.综合电路实验板，其特征在于：主要包括：电源电路；信号源电路；数字信号状态显示电路；实验电路装配模块，其中所述电源电路包括整流滤波电路，稳压电路，可调电压源电路，可调电流源电路；其中所述信号源电路包括正弦波信号发生器，三角波信号发生器，脉冲波信号发生器，高低电平信号发生器；其中所述数字信号状态显示电路包括高低电平信号显示器，数码信号显示器；其中所述实验电路装配模块包括若干块双排直插式集成电路插座，若干块电阻模块电路，若干块电容模块电路，若干块电感模块电路，若干组接线座。

2.根据权利要求1所述的综合电路实验板，其特征在于，所述各电路的所有输入输出端口都接有自锁紧插座，所述实验电路装配模块中各器件的对外接点都接有自锁紧插座。 

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