CN217902601U - 一种数字电子电路教学工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字电子电路教学工具，包括多个电压可调比较器电路模块；每个电压可调比较器电路模块均包括第一插座、第二插座、第三插座、电压可调比较器、二极管、电阻和电位器；第一插座和第二座均与电压可调比较器的三号端口连接；电压可调比较器的二号端口与电位器的滑动变阻器连接；电压可调比较器的一号端口与二极管的一端电路连接；二极管的另一端通过电阻与电源正极连接；电压可调比较器的一号端口，以及与电压可调比较器的一号端口连接的二极管的一端，均与第三插座连接；电压比较器的四号端口用于接地；电压比较器的八号端口与电源正极连接；通过该工具可灵活调节数字电子电路教学器具中比较器的输出电压。

Description

一种数字电子电路教学工具

技术领域

本实用新型涉及数字电子电路技术领域，特别涉及一种数字电子电路教学工具。

背景技术

目前，随着工业技术的飞速发展，我国已进入电气化时代，数字电子电路已经成为各类学校工科专业中的基础课程，同时也是电类专业的基础实践环节使用的主要基础元器件，但目前的双路电压比较器的参考电压调节困难，并且信号输入/输出端口有限，无法实现多路信号的输入和输出；同时数字信号传感器的输出端口存在多种类型，如常见的公头或母头，但是目前缺乏能够兼容多种数字信号传感器输出端口的信号接入单元，造成使用者接入多种信号转换头，增加了很多不必要的工作。

因此，如何灵活调节数字电子电路教学器具中比较器的输出电压，同时丰富能够兼容多种数字信号传感器输出端口的信号接入单元，已经成为同行从业人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本发实用新型的目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的一种数字电子电路教学工具，实现灵活调节数字电子电路教学器具中比较器的输出电压，同时丰富能够兼容多种数字信号传感器输出端口的信号接入单元。

一方面，本实用新型实施例提供了一种数字电子电路教学工具，包括多个电压可调比较器电路模块；

其中，每个所述电压可调比较器电路模块均包括：第一插座、第二插座、第三插座、电压可调比较器、二极管、电阻和电位器；

所述第一插座和第二座均与所述电压可调比较器的三号端口连接；

所述电压可调比较器的二号端口与所述电位器的滑动变阻器连接；

所述电压可调比较器的一号端口与所述二极管的一端电路连接；所述二极管的另一端通过所述电阻与电源正极连接；

所述电压可调比较器的一号端口，以及与所述电压可调比较器的一号端口连接的所述二极管的一端，均与所述第三插座连接；

所述电压比较器的四号端口用于接地；

所述电压比较器的八号端口与电源正极连接。

进一步地，所述第一插座和第二插座均包括三个插孔；

其中，所述第一插座和第二插座的一号插孔均与电源正极连接；

所述第一插座的和第二插座的二号插孔均与所述电压可调比较器的三号端口连接；

所述第一插座的和第二插座的三号插孔，均用于接地；

所述第一插座的二号插孔与所述第二插座的二号插孔连接。

进一步地，所述第三插座包括三个插孔；

所述第三插座的三个插孔均与所述电压比较器的一号端口连接。

进一步地，所述第一插座、第二插座和第三插座均为XH2.54mm双头3P 线所对应的插座。

进一步地，所述二极管为LED指示灯。

进一步地，所述电源正极的电压为5V。

一方面，本实用新型实施例提供了一种数字电子电路教学工具，包括多个数字信号设备接入电路模块；其中，每个所述数字信号设备接入电路模块均包括：排针、插座和第四插座；

所述排针，用于接入母头式数字信号设备；

所述插座，用于接入公头式数字信号设备；

所述排针的一号端口与所述插座的三号端口连接；且所述排针的一号端口和所述插座的三号端口均与电源正极连接；

所述排针的二号端口与所述插座的二号端口连接，且所述排针的二号端口与所述插座的二号端口均用于接地；

所述排针的三号端口与所述插座的一号端口连接，且所述排针的三号端口与所述插座的一号端口均与所述第四插座连接。

进一步地，所述第四插座为XH2.54mm双头3P线所对应的插座。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种数字电子电路教学工具，包括上述所述的电压可调比较器电路模块，以及上述所述数字信号设备接入电路模块；

所述数字信号设备接入电路模块中，排针的三号端口以及插座的一号端口，均与对应的所述电压可调比较器电路模块中的第一插座或第二插座连接。

和现有技术相比，本实用新型的有益效果为：可灵活调节数字电子电路教学器具中比较器的输出电压，提升教师的教授效率，便于学生实践操作。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的多个电压可调比较器电路模块电路示意图。

图2为本实用新型实施例提供的多个数字信号设备接入电路模块电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本使用新型保护的范围。

下面通过3个实施例分别进行详细说明：

实施例1：

本发明实施例1提供了一种数字电子电路教学工具，包括多个电压可调比较器电路模块；其中，每个电压可调比较器电路模块均包括：第一插座、第二插座、第三插座、电压可调比较器、二极管、电阻和电位器；第一插座和第二座均与电压可调比较器的三号端口连接；电压可调比较器的二号端口与电位器的滑动变阻器连接；电压可调比较器的一号端口与二极管的一端电路连接；二极管的另一端通过电阻与电源正极连接；电压可调比较器的一号端口，以及与电压可调比较器的一号端口连接的二极管的一端，均与第三插座连接；电压比较器的四号端口用于接地；电压比较器的八号端口与电源正极连接。

第一插座和第二插座均包括三个插孔；其中，第一插座和第二插座的一号插孔均与电源正极连接；第一插座的和第二插座的二号插孔均与电压可调比较器的三号端口连接；第一插座的和第二插座的三号插孔，均用于接地。第三插座也包括三个插孔；且第三插座的三个插孔均与电压比较器的一号端口连接；第一插座的二号插孔与第二插座的二号插孔连接。当外部信号接入第一插座时，第二插座可以实现信号转出；并且通过该形式还可以实现接入其他外部电路模块，例如接入接入数字传感器；此外，设置第一插座和第二插座作为信号输入端，可以作为一主一备，防止输入接口损坏后，模块无法使用。

当第一插座和第二插座接收到外部信号后，将信号发送至电压可调比较器的正极三号端口，此时可通过调节电位器来改变电压可调比较器的负极二号端口的电压；当电压可调比较器三号端口的电压高于二号端口的电压时，电压可调比较器一号端口输出高电平，此时二极管不工作(即为熄灭状态)；当电压可调比较器三号端口的电压低于二号端口的电压时，电压可调比较器一号端口输出低电平，此时二极管工作(即为点亮状态)，此时电阻、二极管和第三插座形成通路，第三插座输出高电平信号。基于此，可实现通过调节电位器阻值改变电压可调比较器输出端(即电压可调比较器一号端口)的电平信号。

在本发明实施例1中，电压可调比较器为LM393N芯片；第一插座、第二插座和第三插座均为XH2.54mm双头3P线所对应的插座；二极管为LED指示灯；电源正极的电压为5V；电源插座Power为电源插座，采用防反接2P插座；电阻采用150Ω金属膜电阻或碳膜电阻。

接下来通过图1对本发明实施例1进行详细说明。

图1中包括两个电压可调比较器电路模块，其中一个电压可调比较器电路模块(图1中右侧所示的模块)包括插座I0和插座I2(即第一插座和第二插座)、插座Y0(即第三插座)、电压可调比较器LM393N-1、LED指示灯DS1、电阻R1和电位器RP1；

其中，插座I0和插座I2采用XH2.54mm双头3P线所对应的插座，用于接入电压可调比较器LM393N-1的输入端信号；其中，插座I0所对应的插孔1 与电源线正极(+5V)电路连接；插座I0的插孔2信号线与插座I2的插孔2 信号线连接；且插座I0的插孔2与电压可调比较器LM393N-1的正极端口3 的信号线连接；插座I0所对应的插孔3与外部接地端的信号线电气连接；插座I2所对应的插孔1与电源线正极(+5V)电路连接；且插座I2的插孔2与电压可调比较器LM393N-1的正极端口3的信号线连接；插座I2所对应的插孔3与外部接地端的信号线电路连接；当外部信号接入I0插座时，I2插座可以实现信号转出，接入其他外部电路模块，如数字传感器只有一个接入端口，该设计既实现了让信号接入本模块，又实现了接入其他模块。同时，还可以作为一主一备，防止输入接口损坏后，模块无法使用。

插座Y0采用XH2.54mm双头3P线所对应的插座，用于对电压可调比较器LM393N-1的信号进行输出；Y0插座所对应的插孔1、插孔2和插孔3，均与外部电压可调比较器LM393N-1的输出信号端口1电路连接；且Y0插座所对应的插孔1、插孔2和插孔3，均与LED指示灯DS1一端的信号线电路连接；

电压可调比较器LM393N-1的1端口与外部LED指示灯DS1的一端信号线电路连接；LED指示灯DS1的另一端与电阻R1电路连接；电阻R1的输入端线与电路正极(+5V)电路连接；

电压可调比较器LM393N-1的2端口与外部电位器RP1的滑动变阻器通过信号线连接；电压可调比较器LM393N-1的4端口与外部接地端的信号线电路连接；电压可调比较器LM393N-1的8端口与电源线正极(+5V)电路连接；

在上述电源所对应的电源插座Power中，其端口1与电路正极(+5V)电路连接；端口2与负极(GND)电气连接。

在该电压可调比较器电路模块(图1中右侧所示的模块)中，当插座I0 和插座I2接收到外部信号后，将信号发送至电压可调比较器LM393N-1的正极三号端口，此时可通过调节电位器RP1来改变电压可调比较器LM393N-1 的负极二号端口的电压；当电压可调比较器LM393N-1三号端口的电压高于二号端口的电压时，电压可调比较器LM393N-1一号端口输出高电平，此时LED 指示灯DS1不工作(即为熄灭状态)；当电压可调比较器LM393N-1三号端口的电压低于二号端口的电压时，电压可调比较器LM393N-1一号端口输出低电平，此时LED指示灯DS1工作(即为点亮状态)，此时电阻R1、LED指示灯DS1和插座Y0形成通路，此时插座Y0输出高电平信号。

图1中另一个电压可调比较器电路模块(图1中左侧所示的模块)包括插座I1和插座I3(即第一插座和第二插座)、插座Y1(即第三插座)、电压可调比较器LM393N-2、LED指示灯DS2、电阻R2和电位器RP2；

其中，插座I1和插座I3采用XH2.54mm双头3P线所对应的插座，用于接入电压可调比较器LM393N-2的输入端信号；其中，插座I1所对应的插孔1 与电源线正极(+5V)电路连接；插座I1的插孔3信号线与插座I3的插孔3 信号线连接；且插座I1的插孔3与电压可调比较器LM393N-2的正极端口3 的信号线连接；插座I1所对应的插孔2与外部接地端的信号线电气连接；插座I3所对应的插孔1与电源线正极(+5V)电路连接；且插座I3的插孔3与电压可调比较器LM393N-2的正极端口3的信号线连接；插座I3所对应的插孔2与外部接地端的信号线电路连接；

插座Y1采用XH2.54mm双头3P线所对应的插座，用于对电压可调比较器LM393N-2的信号进行输出；Y1插座所对应的插孔1、插孔2和插孔3，均与外部电压可调比较器LM393N-2的输出信号端口1电路连接；且Y1插座所对应的插孔1、插孔2和插孔3，均与LED指示灯DS2一端的信号线电路连接；

电压可调比较器LM393N-2的1端口与外部LED指示灯DS2的一端信号线电路连接；LED指示灯DS2的另一端与电阻R2电路连接；电阻R2的输入端线与电路正极(+5V)电路连接；

电压可调比较器LM393N-2的2端口与外部电位器RP2的滑动变阻器通过信号线连接；电压可调比较器LM393N-2的4端口与外部接地端的信号线电路连接；电压可调比较器LM393N-2的8端口与电源线正极(+5V)电路连接；

在上述电源所对应的电源插座Power中，其端口1与电路正极(+5V)电路连接；端口2与负极(GND)电气连接。

在该电压可调比较器电路模块(图1中左侧所示的模块)中，当插座I1 和插座I3接收到外部信号后，将信号发送至电压可调比较器LM393N-2的正极三号端口，此时可通过调节电位器RP2来改变电压可调比较器LM393N-2 的负极二号端口的电压；当电压可调比较器LM393N-2三号端口的电压高于二号端口的电压时，电压可调比较器LM393N-2一号端口输出高电平，此时LED 指示灯DS2不工作(即为熄灭状态)；当电压可调比较器LM393N-2三号端口的电压低于二号端口的电压时，电压可调比较器LM393N-2一号端口输出低电平，此时LED指示灯DS2工作(即为点亮状态)，此时电阻R2、LED指示灯DS2和插座Y1形成通路，此时插座Y1输出高电平信号。

实施例2：

本发明实施例2提供了一种数字电子电路教学工具，包括多个数字信号设备接入电路模块；其中，每个数字信号设备接入电路模块均包括：排针、插座和第四插座；其中，排针，用于接入母头式数字信号设备；插座，用于接入公头式数字信号设备；排针的一号端口与所述插座的三号端口连接；且排针的一号端口和插座的三号端口均与电源正极连接；排针的二号端口与插座的二号端口连接，且排针的二号端口与插座的二号端口均用于接地；排针的三号端口与插座的一号端口连接，且排针的三号端口与插座的一号端口均与第四插座连接。

该数字信号设备接入电路模块可兼容数字传感器的多种类型输出端口；当所接入的3端数字信号设备为母头时，该母头接入到排针上，用于信号输入；此时排针的1号端口与数字信号设备的电源正极端头电路连接；排针的2号端头与数字信号设备的电源负极端头电路连接；排针的3号端头与数字信号设备的信号输出端头电路连接；3端数字信号设备接入后，由于排针和插座电路连接，插座接头可直接完成设备的接头转换，可与外部其他设备或模块相连接，同时与之相连的第四插座端口可作为数字信号设备的信号输出端口。

同理，当所接入的3端数字信号设备为公头时，该公头接入插座上，用于信号输入。此时，插座的3号端头与数字信号设备的电源正极端头电路连接，插座的2号端头与数字信号设备的电源负极端头电路连接，插座的1号端头与数字信号设备的信号输出端头电路连接。3端数字信号设备接入后，由于插座和对应的排针电路连接，排针接头可直接完成设备的接头转换，外部其他设备或模块相连接，可与外部其他设备或模块相连接，同时与之相连的第四插座端口可作为数字信号设备的信号输出端口。

接下来通过图2对本发明实施例2进行具体说明。

图2中包括4个数字信号设备接入电路模块，在这4个数字信号设备接入电路模块中，3P-0、3P-1、3P-2和3P-3均表示采用XH2.54mm双头3P线所对应的插座，用于接入公头式数字信号设备，从而实现信号接入；3Pin-0、3Pin-1、 3Pin-2和3Pin-3均表示采用XH2.54mm双头3P线所对应的排针，用于接入母头式数字信号设备，从而实现信号接入；Y0、Y1、Y2和Y3(即第四插座)，均采用XH2.54mm双头3P线所对应的插座，用于信号输出；

在其中一个数字信号设备接入电路模块中，Y0插座所对应的插孔1、2和 3均与外部3P-0插座的信号线一号端口电气连接；Y0插座所对应的插孔1、2 和3均与外部3Pin-0排针的信号线三号端口电气连接；3Pin-0排针的一号端口与3P-0插座的三号端口电路连接，且3Pin-0排针的一号端口与3P-0插座的三号端口均与电源线正极一号端口(+5V)电路连接；3Pin-0排针的二号端口与 3P-0插座的二号端口连接，且3Pin-0排针的二号端口与3P-0插座的二号端口均与外部接地端的信号线电路连接；3Pin-0排针的三号端口与3P-0插座的一号端口连接，且3Pin-0排针的三号端口与3P-0插座的一号端口均与Y0插座的信号线电路连接；电源的二号端口与负极(GND)电气连接。

在其中一个数字信号设备接入电路模块中，Y1插座所对应的插孔1、2和 3均与外部3P-1插座的信号线一号端口电气连接；Y1插座所对应的插孔1、2 和3均与外部3Pin-1排针的信号线三号端口电气连接；3Pin-1排针的一号端口与3P-1插座的三号端口电路连接，且3Pin-1排针的一号端口与3P-1插座的三号端口均与电源线正极一号端口(+5V)电路连接；3Pin-1排针的二号端口与3P-1插座的二号端口连接，且3Pin-1排针的二号端口与3P-1插座的二号端口均与外部接地端的信号线电路连接；3Pin-1排针的三号端口与3P-1插座的一号端口连接，且3Pin-1排针的三号端口与3P-1插座的一号端口均与Y1插座的信号线电路连接；电源的二号端口与负极(GND)电气连接。

在其中一个数字信号设备接入电路模块中，Y2插座所对应的插孔1、2和 3均与外部3P-2插座的信号线一号端口电气连接；Y2插座所对应的插孔1、2 和3均与外部3Pin-2排针的信号线三号端口电气连接；3Pin-2排针的一号端口与3P-2插座的三号端口电路连接，且3Pin-2排针的一号端口与3P-2插座的三号端口均与电源线正极一号端口(+5V)电路连接；3Pin-2排针的二号端口与 3P-2插座的二号端口连接，且3Pin-2排针的二号端口与3P-2插座的二号端口均与外部接地端的信号线电路连接；3Pin-2排针的三号端口与3P-2插座的一号端口连接，且3Pin-2排针的三号端口与3P-2插座的一号端口均与Y2插座的信号线电路连接；电源的二号端口与负极(GND)电气连接。

在其中一个数字信号设备接入电路模块中，Y3插座所对应的插孔1、2和 3均与外部3P-3插座的信号线一号端口电气连接；Y3插座所对应的插孔1、2 和3均与外部3Pin-3排针的信号线三号端口电气连接；3Pin-3排针的一号端口与3P-3插座的三号端口电路连接，且3Pin-3排针的一号端口与3P-3插座的三号端口均与电源线正极一号端口(+5V)电路连接；3Pin-3排针的二号端口与 3P-3插座的二号端口连接，且3Pin-3排针的二号端口与3P-3插座的二号端口均与外部接地端的信号线电路连接；3Pin-3排针的三号端口与3P-3插座的一号端口连接，且3Pin-3排针的三号端口与3P-3插座的一号端口均与Y3插座的信号线电路连接；电源的二号端口与负极(GND)电气连接。

实施例3：

本发明实施例3提供了一种数字电子电路教学工具，包括上述所提到的电压可调比较器电路模块和数字信号设备接入电路模块；

将电压可调比较器电路模块中负责输入的第一插座或第二插座，作为数字信号设备接入电路模块中负责输出的第四插座；在上述其余电路连接不便的情况下，将排针的三号端口以及插座的一号端口，均与对应的所述第一插座或第二插座连接；基于此，当数字信号设备接入数字信号设备接入电路模块后，所输出的信号可通过电压可调比较器电路模块；该信号在通过比较器后，产生逻辑信号，该逻辑信号通过电压可调比较器电路模块中的第三插座实现输出，用于控制外部设备的启动或停止。

本实用新型实施例提供了一种4/2端口的参考端电压可调电压比较器，可通过调节电位器RP阻值改变比较器输出端的电平信号。此外还提供了一种包含多路3P插头和插座的数字信号设备接入单元，可兼容数字传感器的多种类型输出端口。将电压可调比较器电路模块和数字信号设备接入电路模块相结合，可有效控制外部设备的启动或停止。通过采用防反插的XH2.54mm的多P 线插座，实现数字电子电路的操作简单化、实用化。同时，该设计不仅提升了教师的教授效率，而且也方便了学生的实践效果，更有利于数字电子电路的发展。

虽然本实用新型已经以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型，对于本领域技术人员而言，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (6)

1.一种数字电子电路教学工具，其特征在于，包括多个电压可调比较器电路模块；

其中，每个所述电压可调比较器电路模块均包括：第一插座、第二插座、第三插座、电压可调比较器、二极管、电阻和电位器；

所述第一插座和第二座均与所述电压可调比较器的三号端口连接；

所述电压可调比较器的二号端口与所述电位器的滑动变阻器连接；

所述电压可调比较器的一号端口与所述二极管的一端电路连接；所述二极管的另一端通过所述电阻与电源正极连接；

所述电压可调比较器的一号端口，以及与所述电压可调比较器的一号端口连接的所述二极管的一端，均与所述第三插座连接；

所述电压比较器的四号端口用于接地；

所述电压比较器的八号端口与电源正极连接。

2.根据权利要求1所述的一种数字电子电路教学工具，其特征在于，所述第一插座和第二插座均包括三个插孔；

其中，所述第一插座和第二插座的一号插孔均与电源正极连接；

所述第一插座的和第二插座的二号插孔均与所述电压可调比较器的三号端口连接；

所述第一插座的和第二插座的三号插孔，均用于接地；

所述第一插座的二号插孔与所述第二插座的二号插孔连接。

3.根据权利要求1所述的一种数字电子电路教学工具，其特征在于，所述第三插座包括三个插孔；

所述第三插座的三个插孔均与所述电压比较器的一号端口连接。

4.根据权利要求1所述的一种数字电子电路教学工具，其特征在于，所述第一插座、第二插座和第三插座均为XH2.54mm双头3P线所对应的插座。

5.根据权利要求1所述的一种数字电子电路教学工具，其特征在于，所述二极管为LED指示灯。

6.根据权利要求1所述的一种数字电子电路教学工具，其特征在于，所述电源正极的电压为5V。

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