專利名稱：科技普及型電子線路實習機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種電子技術(shù)類科普教學用具，具體地說是一種科技普及型電子線路實習機。
早在1994年，基于對教學實踐和教學改革的不斷探索，我們就研制出了一種有利于培養(yǎng)學生動手能力和加深對電子學基本概念理解的電子線路實習機(ZL94 2 44179.6)。該實習機利用插接彈簧這一活動連接方式，取代了電子元器件與導線焊接這一費時、費力、費元件的傳統(tǒng)固定連接方式，為電子技術(shù)類教學提供了一種行之有效的教學設(shè)備。但是經(jīng)過近幾年的實踐與摸索，發(fā)現(xiàn)上述實習機尚存在著一些不足，如①電子元器件板的布局不夠合理，沒有區(qū)分顯示和測試部分，不便于操作，影響觀察效果；元器件全部暴露在面板上，占用面積大、元器件易損壞，影響美觀。②所選電子元器件種類單一，微電子(集成電路)元器件所占比例偏少，滿足不了電子技術(shù)飛速發(fā)展對教學的要求。③實習機造型笨拙、陳舊、死板，缺乏現(xiàn)代氣息，缺乏美感。
本實用新型的目的在于提供一種布局合理、功能增加、實用性增強，能夠滿足更高、更新教育要求的科技普及型電子線路實習機。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為該實習機主要由機殼、操作平臺及配套的連接導線組成，其特征在于操作平臺分為顯示板和測試板兩部分，顯示板傾斜放置在測試板前方，測試板的正、反面安裝著各種電子元器件和微電子(集成電路)器件，各元器件的端子上設(shè)置有插接彈簧或接插孔，插接彈簧或接插孔暴露在測試板正面，測試板的反面采用印刷電路板固定連接電子元器件，實習機設(shè)置有交直流兩路供電方式。
在上述的顯示板上，設(shè)置有顯示電流電壓的儀表、電源指示器件、LED發(fā)光二極管、數(shù)碼顯示器、光電管、光敏電阻、揚聲器及指示燈等。在測試板上，設(shè)置有各種電子元器件和微電子(集成電路)器件，這些器件又分為各個單元，有與顯示板電子元器件相對應的“顯示單元”；由各種阻值的電阻組成的“電阻器單元”；由各種容量的電容器組成“電容器單元”；由一定數(shù)量的硅二極管、鍺二極管、穩(wěn)壓二極管、雙基極二極管、雙向二極管、晶閘管、雙向晶閘管、NPN型三極管、PNP型三極管組成的“半導體單元”；由震蕩線圈、高頻扼流圈、磁性天線、調(diào)諧電容器、電位器、、話筒、紅外接受管、紅外發(fā)射管、耳機組成的“接受與發(fā)射單元”；有由前置放大集成電路、超外差收音機集成電路、功放集成電路、555集成電路、雙運放集成電路、TTL與非門集成電路、JK觸發(fā)器集成電路、音樂集成電路組成的“集成電路單元”；由各種按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、繼電器組成的“開關(guān)單元”；由電池組、穩(wěn)壓電源組成“電源單元”；由輸入輸出變壓器、中周變壓器組成的“變換單元”等，其中電池組可提供1.5、3、4、4.5、5、6、9伏直流電壓；穩(wěn)壓電源輸入220伏交流電，可輸出3、4.5、5、6伏直流電壓和9伏交流電壓。
上述實習機殼體上、下蓋的連接采取了“包軸”的形式，下蓋設(shè)計成臺階式形狀。
改進后的電子線路實習機，具有以下特點①布局更為合理。顯示板傾斜放置在測試板前方，便于觀察實習中出現(xiàn)的各種發(fā)光、發(fā)聲、電流電壓參數(shù)的變化情況；電子元器件分設(shè)在測試板的正反面，使部分元件隱蔽在測試板下，占用面積小、元器件不易損壞。
②實習功能更為突出。該實習機涉及的電子元器件具有典型性、代表性，與其配套教材《走進電子時代》(初、中級版)結(jié)合使用，可連接出上百利電路。不僅能夠深化學生對電子學基礎(chǔ)知識的認識，而且能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和實踐能力。
③外形更為美觀。機殼上、下蓋的連接采取了“包軸”的形式，使整個機殼呈現(xiàn)出具有現(xiàn)代氣息的優(yōu)美的流線型；機殼下蓋設(shè)計成“臺階狀”，使整個機殼呈現(xiàn)超輕、超薄的美感視覺效果。
④實習機的應用范圍更為廣闊。該實習機與其配套教材《走進電子時代》(初、中級版)可廣泛用于我國基礎(chǔ)性電子應用技術(shù)方面的普及教育。例如全面推進中小學素質(zhì)教育；企業(yè)在職職工的技能培訓；下崗職工的再就業(yè)教育；部隊戰(zhàn)士的軍地兩用人才培養(yǎng)；干部的現(xiàn)代化教育和培養(yǎng)農(nóng)村信息化急需的人才等。


圖1為科技普及型電子線路實習機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為科技普及型電子線路實習機測試板面板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為科技普及型電子線路實習機測試板面板字符圖；圖4為測試板中各集成電路功能說明圖；圖5為以調(diào)光燈為例的實習電路原理圖；圖6為以觸摸延時開關(guān)為例的實習電路原理圖；圖7為以集成電路超外差收音機為例的實習電路原理圖。
圖1中，1—機殼上蓋；2—機殼下蓋；3—上下蓋連接軸；4—顯示板，5—測試板；6—插接彈簧；7—連接導線。該實習機主要由機殼上下蓋1、2、操作平臺及配套的連接導線7組成，操作平臺分為顯示板4和測試板5兩部分，顯示板4傾斜放置在測試板5前方，測試板5的正、反面安裝著各種電子元器件和微電子(集成電路)器件，各元器件的端子上設(shè)置有插接彈簧6，插接彈簧6暴露在測試板5的正面，測試板5的反面采用印刷電路板固定連接電子元器件，實習機設(shè)置有交直流兩路供電方式。上述實習機殼體的上、下蓋1、2的連接軸3采取包軸形式，下蓋2設(shè)計成臺階式形狀。需要說明的是各元器件的端子處除通過插接彈簧6連接導線外，還可以設(shè)置成接插孔形式，其配套導線的兩端設(shè)有接插頭，接插頭之間可疊插。
圖2、3中，上述顯示板4上設(shè)置有顯示電流電壓的儀表、電源指示燈、LED發(fā)光二極管、數(shù)碼顯示器、光電管、光敏電阻、揚聲器及指示燈等。測試板5上的電子元器件和微電子(集成電路)器件，可分為與顯示板4上的電子元器件相應的“顯示單元”；從1Ω-1MΩ阻值的電阻中選擇了35個電阻組成的“電阻器單元”；從100PF—3300μF容量的電容器中選擇了20個電容器組成的“電容器單元”；由硅整流二極管、鍺二極管、穩(wěn)壓二極管、雙基極二極管、雙向二極管、晶閘管、雙向晶閘管、NPN型三極管、PNP型三極管組成的“半導體單元”；由震蕩線圈、高頻扼流圈、磁性天線、調(diào)諧電容器、電位器、話筒、紅外接受管、紅外發(fā)射管、耳機組成的“發(fā)射與接受單元”；由直放式收音機集成電路IC1(D7642)、超外差收音機集成電路IC3(ULN2204A)、低壓功放集成電路IC4(TDA2822)、555時基電路IC7(SA555N)、雙運放集成電路IC8(LM358)、TTL四與非門IC6(74HCOO)、JK觸發(fā)器IC5(SN74LS76AN)、音樂片IC2(MX-011)等組成的“集成電路單元”；由按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、繼電器等組成的“開關(guān)單元”；由電池組、穩(wěn)壓電源組成的“電源單元”；由輸入輸出變壓器、中周變壓器等組成的“變換單元”。其中“電源單元”中的電池組使用六節(jié)五號電池，可提供1.5、3、4.5、6、9伏直流電壓；穩(wěn)壓電源輸入220伏交流電，可輸出3、4.5、5、6伏直流電壓和9伏交流電壓。
測試板5的反面采用的是“印刷電路板”結(jié)構(gòu)固定連接元器件。考慮到學生的特點和安全性，大部分易損的元器件和穩(wěn)壓電源都安裝在測試板5的反面。為了便于學生學習和識別，測試板5的正面印有各種器件和集成電路的名稱和符號。
圖4為測試板中各集成電路功能說明圖，將其粘貼在機殼上蓋內(nèi)面板上，實習時可隨時查閱有關(guān)元器件、集成電路的名稱和符號。
圖5至圖7是從實習機配套教材《走進電子時代》(初、中級版)中摘錄的幾個實習線路的具體例子在圖5所示的“調(diào)光燈”線路實習中，可取用實習機提供的9伏交流電，用實習機的配套導線通過插接彈簧端子把四個硅二極管D1-D4連接起來，組成一個橋式整流電路；把單結(jié)晶體管T2和電位器RP連接起來組成一個觸發(fā)電路。學生可通過轉(zhuǎn)動電位器RP旋柄，調(diào)整晶閘管T1的導通時間。從實習機的顯示板上能夠觀察到指示燈HL亮度的變化情況。通過操作這些電路能夠使學生了解電路的組成、結(jié)構(gòu)和調(diào)光原理。
在圖6所示的“觸摸延時開關(guān)”線路實習中，從實習機9伏交流電源的彈簧端子出發(fā)，用導線把二極管D1和電阻R4、電容器C1連接起來組成一個整流濾波電路；用導線通過彈簧端子把晶體管T1、T2連接起來組成一個多級放大電路；再把晶體管T2的輸出端同電阻R2、R3連接起來組成一個分壓電路。分壓電路向晶閘管T3提供觸發(fā)電壓，再通過晶閘管T3接通指示燈HL，就構(gòu)成了一個完整的“觸摸延時開關(guān)電路”。當學生用手觸摸三極管T1的基極時，人體感應電壓使晶體管T1導通。晶體管T1導通后，一方面向晶體管T2注入電流，晶體管T2把輸入電流放大并通過輸出電路使晶閘管T3觸發(fā)導通。此時，學生可以從實習機顯示板上看到指示燈發(fā)亮。另一方面，晶體管T1導通后，又向電容C2充電。因此，當學生把手離開觸摸點M后，電容C2通過電阻R1放電，使晶體管T2繼續(xù)導通一段時間。此時，學生可以看到指示燈HL延時發(fā)亮的情況。放電結(jié)束時，晶體管T2截止，晶閘管T3過零關(guān)斷，指示燈HL熄滅。學生可以從這個實驗中看到RC電路的延時作用和晶閘管的工作特點。
在圖7所示的集成電路“超外差收音機”線路實習中，實習機提供的元器件，如ULN—2204超外差收音機集成電路IC1、中周變壓器、震蕩線圈、天線線圈、雙連調(diào)諧電容、揚聲器、穩(wěn)壓電源等。學生可在教師指導下，按照配套教材——《走進計算機時代》(初、中級版)中介紹的原理和方法，連接出一個完整的集成電路收音機。實習機內(nèi)的揚聲器就能發(fā)出悅耳的聲音，取得很好的收音效果。
權(quán)利要求1.一種科技普及型電子線路實習機，主要由機殼上下蓋(1)(2)、操作平臺及配套的連接導線(7)組成，其特征在于操作平臺分為顯示板(4)和測試板(5)兩部分，顯示板(4)傾斜放置在測試板(5)前方，測試板(5)的正、反面安裝著各種電子元器件和微電子器件，各元器件的端子上設(shè)置有插接彈簧(6)或接插孔，插接彈簧(6)或接插孔暴露在測試板(5)正面，測試板(5)反面采用印刷電路板固定連接電子元器件，實習機設(shè)置有交直流兩路供電方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技普及型電子線路實習機，其特征在于上述顯示板(4)上設(shè)置有顯示電流電壓的儀表、電源指示燈、LED顯示器、數(shù)碼顯示器、光電管、光敏電阻、揚與顯示板聲器及指示燈等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技普及型電子線路實習機，其特征在于測試板(5)上的電子元器件和微電子器件，分為與顯示板(4)上的電子元器件相應的“顯示單元”，由各種阻值的電阻組成“電阻單元”，各種容量的電容器組成“電容器單元”，由一定數(shù)量的硅二極管、鍺二極管、穩(wěn)壓二極管、雙基極二極管、雙向二極管、晶閘管、雙向晶閘管、NPN型三極管、PNP型三極管組成的“半導體單元”，由震蕩線圈、高頻扼流圈、磁性天線、調(diào)諧電容器、電位器、、話筒、紅外接受管、紅外發(fā)射管、耳機組成的“接受與發(fā)射單元”，由前置放大集成電路、超外差收音機集成電路、功放集成電路、555集成電路、雙運放集成電路、TTL與非門集成電路、JK觸發(fā)器集成電路、音樂集成電路組成的“集成電路單元”，由各種按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、繼電器組成的“開關(guān)單元”，由電池組、穩(wěn)壓電源組成的“電源單元”，由輸入輸出變壓器、中周變壓器組成的“變換單元”等，其中“電源單元”中的電池組可供1.5、3、4、4.5、5、6、9伏直流電源；穩(wěn)壓電源輸入220伏交流電，可輸出3、4.5、5、6伏直流電和9伏交流電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技普及型電子線路實習機，其特征在于上述實習機殼體的上、下蓋(1)(2)連接軸(3)處采取包軸形式，下蓋(2)設(shè)計成臺階式形狀。
專利摘要一種科技普及型電子線路實習機,由機殼、操作平臺及連接導線組成,顯示板傾斜放置在測試板前方,測試板的正、反面安裝著電子元器件和微電子器件,各元器件的端子上設(shè)置有插接彈簧或接插孔,彈簧或接插孔暴露在測試板正面,測試板反面采用印刷電路板固定連接元器件。該實習機布局合理、實習功能突出、外形美觀、應用范圍廣闊,可與其配套教材《走進電子時代》(初、中級版)配合用于我國電子技術(shù)(基礎(chǔ)電子線路)方面的普及教育。
文檔編號G09B23/18GK2401950SQ9924798
公開日2000年10月18日 申請日期1999年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月30日
發(fā)明者張寧春 申請人:甘肅匯凱電子有限公司