用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，包括相互間可通斷連接的信號產(chǎn)生電路、波形選擇開關(guān)、OCL功放電路、交直流轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字直流電壓表、數(shù)字頻率計電路以及電源電路?？梢酝ㄟ^本實用新型實現(xiàn)分別對各電路進行通電定性測試、直流通路檢修、信號通路檢修以及設(shè)備的性能測試，更方便地進行電子電路故障診斷維修訓練。
【專利說明】用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電路，尤其涉及一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電子行業(yè)人才需求非常旺盛，其中高職電子專業(yè)人才的需求量穩(wěn)步增長。同時電子企業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級，從傳統(tǒng)制造類企業(yè)逐步升級為技術(shù)密集型企業(yè)，更加需求、重視學生電子產(chǎn)品組裝調(diào)試與維修能力。在此背景下，我們開設(shè)一門培養(yǎng)學生較強實踐動手和維修能力的課程及實用的課程內(nèi)容對電信專業(yè)學生進行維修能力的培訓顯得尤為重要，從前采用xd2信號發(fā)生器，其為整機成品電路，不好拆卸，維修起來難找到元器件替代，不利于課程中的分析和學習，對學習電子電路的故障診斷分析并不直觀，因此提供一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路對學生學習電子電路的故障診斷是十分必要的。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，使得通過本實用新型可以實現(xiàn)分別對各電路進行通電定性測試、直流通路檢修、信號通路檢修以及設(shè)備的性能測試，更方便地進行電子電路故障診斷維修訓練。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供提供一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，包括信號產(chǎn)生電路、波形選擇開關(guān)、OCL功放電路、交直流轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字直流電壓表、數(shù)字頻率計電路以及電源電路，其中:
[0005]所述電源電路分別與信號產(chǎn)生電路、波形選擇開關(guān)、OCL功放電路、交直流轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字直流電壓表以及數(shù)字頻率計電路可通斷連接；
[0006]所述信號產(chǎn)生電路包括振蕩電路以及正弦波形成電路，所述振蕩電路中設(shè)有方波輸出端和三角波輸出端，所述三角波輸出端分別可通斷連接所述正弦波形成電路以及所述波形選擇開關(guān)的輸入端，所述方波輸出端以及所述正弦波形成電路的輸出端可通斷連接所述波形選擇開關(guān)的輸入端；
[0007]所述波形選擇開關(guān)選擇所述信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的正弦波、三角波或方波；
[0008]所述OCL功放電路的輸入端可通斷連接所述波形選擇開關(guān)的輸出端，放大被選擇的波形；所述所述OCL功放電路的輸出端可通斷連接所述交直流轉(zhuǎn)換電路的輸入端；
[0009]所述交直流轉(zhuǎn)換電路的輸出端可通斷連接所述數(shù)字直流電壓的輸入端；
[0010]所述數(shù)字直流電壓表接收并測試直流電壓；
[0011]所述數(shù)字頻率計電路可通斷連接所述方波輸出端，所述數(shù)字頻率計電路對方波進行計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果鎖存顯示。
[0012]較佳地，所述電源電路包括依次連接的整流電路、濾波電路以及穩(wěn)壓電路。
[0013]較佳地，所述整流電路連接一電源變壓器，為所述整流電路提供交流電壓。
[0014]較佳地，所述交直流轉(zhuǎn)換電路主要由半波整流電路、加法電路和濾波電路組成；所述半波整流電路將輸入的正弦波信號進行半波整流，所述加法電路將半波整流后的半波波形與正弦波波信號進行波形合成，形成全波整流波形并放大，使電壓平均值與輸入信號的有效值相等；所述濾波電路濾除波形中的交流成分，輸出直流電。
[0015]較佳地，所述振蕩電路中包括積分電路和電壓比較電路。
[0016]較佳地，所述數(shù)字電壓表電路采用量程為20V的3位半直流電壓表。
[0017]較佳地，所述數(shù)字頻率計電路包括閘門電路、定時器、置零電路、十進制計數(shù)器、LED數(shù)碼顯示器、一位十進制計數(shù)器、信號選擇電路、高低頻率選擇開關(guān)以及小數(shù)點及指示電路。
[0018]本實用新型由于采用以上技術(shù)方案，與之前的技術(shù)方案相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:
[0019]本實用新型提供的一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，每部分電路相互間的連接節(jié)點為可通斷連接的，便于逐步對電源、信號產(chǎn)生、信號輸出、頻率顯示、幅度顯示各部分電路進行檢查，分析判斷電路故障，使得學生可以通過本電路實現(xiàn)對各電路的通電定性測試、直流通路檢修、信號通路檢修以及設(shè)備的性能測試，更方便地進行電子電路故障診斷維修訓練。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為本實用新型的波形產(chǎn)生電路、波形選擇開關(guān)以及OCL功放電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖3為本實用新型的實施例中的電源電路原理圖；
[0023]圖4為本實用新型的實施例中振蕩電路原理圖；
[0024]圖5為本實用新型的實施例中正弦波形成電路原理圖；
[0025]圖6為本實用新型的實施例中交直流轉(zhuǎn)換電路原理圖；
[0026]圖7為本實用新型的實施例中數(shù)字頻率計電路原理圖；
[0027]圖8為本實用新型的實施例中直流電壓表原理圖。
【具體實施方式】
[0028]下面參照附圖和具體實施例來進一步說明本實用新型。
[0029]如附圖1-8所示，本實用新型提供的一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，包括信號產(chǎn)生電路10、波形選擇開關(guān)20、0CL (Output CapacitorLess)功放電路30、交直流轉(zhuǎn)換電路40、數(shù)字直流電壓表50、數(shù)字頻率計電路60以及電源電路70，每部分電路相互間的連接節(jié)點為可通斷連接的。
[0030]電源電路70分別與信號產(chǎn)生電路10、波形選擇開關(guān)20、OCL功放電路30、交直流轉(zhuǎn)換電路40、數(shù)字直流電壓表50以及數(shù)字頻率計電路60可通斷連接。本實施例中，可通斷連接的方式可以在連接節(jié)點采用焊錫連接，并不限于此種方式，也可以采用接插件連接或通斷開關(guān)連接來實現(xiàn)可通斷連接。
[0031]在本實施例中，電源電路70包括依次連接的整流電路、濾波電路以及穩(wěn)壓電路。電源變壓器80為外接部件，采用中心抽頭方式，輸出對稱的雙16V交流電壓給整流電路。整流電路由4只1N4001 (1V1?1V4)整流二極管組成，構(gòu)成了橋式雙全波整流電路，而橋式雙全波整流電路能輸出正、負兩組對稱電壓。濾波電路由電容ICl和電容1C2組成。本單元電路的穩(wěn)壓電路由三端穩(wěn)壓集成電路MC7812、MC7912和MC7805組成。電路中電容1C3、電容1C4、電容1C5是輸出濾波電容。電阻IRl是MC7912的負載電阻，因MC7912空載時輸出電壓不穩(wěn)定。電阻1R2是MC7805的保護電阻，若MC7805輸出端短路，1R2會首先燒毀，從而起到保護MC7805的作用。
[0032]信號產(chǎn)生電路10包括振蕩電路101以及正弦波形成電路102，振蕩電路101產(chǎn)生方波和三角波后，正弦波形成電路102將三角波轉(zhuǎn)換成正弦波。振蕩電路101中有方波輸出端和三角波輸出端，三角波輸出端分別可通斷連接正弦波形成電路102以及波形選擇開關(guān)20的輸入端，方波輸出端以及正弦波形成電路的輸出端可通斷連接波形選擇開關(guān)20的輸入端。
[0033]本實施例中，振蕩電路101以集成運放TL084中的4IC1A、4IC1B為主，構(gòu)成積分電路和電壓比較電路并連接成振蕩器。其中，可調(diào)電阻RPl、電阻4R6、電阻4R7、電容4C1、電容4C2、SW2-1、4IC1B構(gòu)成了積分電路，其輸入端連接在4IC1A輸出端。
[0034]當4IC1A輸出高電平時(+IOV左右)，4IC1B向下積分，即輸出電壓線性下降，當4IC1A輸出低電平時(-10V左右)，4IC1B向上積分，輸出電壓線性上升。
[0035]4IC1A及電阻4R1、電阻4R2、電阻4R3、電阻4R5、可調(diào)電阻4RP1構(gòu)成了史密特電壓比較電路。即當輸入電壓上升到設(shè)定閥值Ui時，電路輸出端由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。當輸入電壓下降至另一設(shè)定閥值U2時，電路輸出端由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平。
[0036]可調(diào)電阻RPl可連續(xù)調(diào)節(jié)輸出信號的頻率。SW2-1用于選擇高、低頻段。4IC1B第7腳輸出三角波，4IC1A第I腳輸出方波。
[0037]本實施例中，正弦波形成電路102是將波形產(chǎn)生電路輸出的三角波變換成正弦波。將三角波分五個階段(5級)逐漸變彎，每級變換都由二極管控制，由于二極管是非線性元件，其導通后的阻值逐漸變小，所以，波形的變彎可以很平滑，就能夠?qū)⑷遣ㄗ儞Q成較為理想的正弦波。如圖5所示，4IC1D、R26構(gòu)成電壓跟隨器。
[0038]波形選擇開關(guān)20選擇信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的正弦波、三角波以及方波。
[0039]本實施例中，波形選擇開關(guān)20采用4SW1，是由4把獨立的開關(guān)組合而成。起選擇輸出何種波形的作用。
[0040]OCL功放電路30的輸入端可通斷連接波形選擇開關(guān)20的輸出端，OCL功放電路30放大被選擇的波形，并輸出給交直流轉(zhuǎn)換電路，OCL功放電路的輸出端可通斷連接交直流轉(zhuǎn)換電路的輸入端。本實施例中，OCL功放電路30是用集成電路運放4IC電容IC作為前置放大器和推動級的OCL功放電路，因為集成電路運放在正負電源工作狀態(tài)下，其輸出端的電位約為0V，且非常穩(wěn)定，加上又有足夠大的電壓放大倍數(shù)和一定的輸出能力，非常適合做前置放電器和推動級。4V11(D325)和4V12(D551)以及周圍元件構(gòu)成功率放大電路。
[0041]數(shù)字頻率計電路60，可通斷連接信號產(chǎn)生電路的方波輸出端，對方波進行計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果鎖存顯示。本實施例中，如圖7所示，其中包括閘門電路、定時器、置零電路、十進制計數(shù)器、LED數(shù)碼顯示器、I位十進制計數(shù)器、信號選擇電路、高低頻率選擇開關(guān)以及小數(shù)點及指示電路。
[0042]閘門電路就是利用了與非門電路的上述特點，將輸入端I腳作為控制端，另一腳2腳作為信號輸入端，使與非門電路變成了一個受控的閘門。
[0043]定時器提供精確的計數(shù)時間，控制計數(shù)和置零電路工作。該電路由集成電路4541(2IC1)及電阻2R1、可調(diào)電阻2RPU2C1組成。
[0044]置零電路產(chǎn)生正的窄脈沖信號，使計數(shù)器置零。由集成電路4528 (2IC2A)和電阻2R2、電容2C2組成。電路實質(zhì)，是受上升延觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路。電阻2R2、電容2C2決定脈沖寬度。時間常數(shù)t ^ R2XC2=10KX0.01uF=0.1ms。脈沖寬度應遠小于計數(shù)時間Is。當觸發(fā)端受定時器上升沿觸發(fā)后，產(chǎn)生一正的窄脈沖信號，使計數(shù)器置零。脈沖過后，計數(shù)器開始計數(shù)。
[0045]十進制計數(shù)器用于計數(shù)、譯碼、驅(qū)動LED顯示器。電路由四只集成電路4026十進制計數(shù)器構(gòu)成(2IC4~2IC7)。集成電路4026具有十進制計數(shù)、7段譯碼和驅(qū)動LED數(shù)碼顯示器的功能。計數(shù)脈沖送到末位計數(shù)器的輸入端，末位計數(shù)器的進位信號是前一位計數(shù)器的計數(shù)信號。
[0046]LED數(shù)碼顯示器用于顯示頻率值(該LED數(shù)碼顯示器為共陰連接)。
[0047]I位十進制計數(shù)器用于高頻段時計數(shù)使用。電路由集成電路4026 (2IC8)十進制計數(shù)器構(gòu)成。當高頻段時選擇該電路輸出的信號進入“4位十進制計數(shù)器”進行計數(shù)。
[0048]信號選擇電路用于在低頻段時選擇直接從“閘門電路”輸出的信號，在高頻段時選擇從“I位十進制計數(shù)器”輸出的信號進入“4位十進制計數(shù)器”進行計數(shù)。該電路由(2IC3B~3D)組成。電路原理也是利用了與非門電路的特點，構(gòu)成了 3個閘門電路，再組合而成。當“高、低頻率選 擇開關(guān)”選擇高頻(kHz)時，2IC3C的控制端9腳為“1”，2IC3C的閘門打開。2IC3B的控制端6腳為“0”，2IC3B的閘門關(guān)閉，并輸出高電平“I”。使2IC3D的閘門也打開，輸出2IC3C的閘門輸出的信號，也就是“I位十進制計數(shù)器”輸出的十位數(shù)信號，當“高低頻率選擇開關(guān)”選擇低頻(Hz)時，2IC3D的閘門也打開，輸出2IC3B的閘門輸出的信號，也就是直接進來的個位數(shù)信號。
[0049]高低頻率選擇開關(guān)，控制“信號選擇電路”選擇所需的信號，同時使“小數(shù)點和指示電路”選擇相應的指示和小數(shù)點的亮、暗。開關(guān)是SW2-2，為2W2D按鈕開關(guān)的一組開關(guān)。另一組在信號產(chǎn)生電路中使用。通過按下與彈起控制開關(guān)切換。
[0050]小數(shù)點及指示電路,在SW2-2的作用下,選擇相應的指示和小數(shù)點的亮、暗。該電路由二極管2V2、二極管2V3、電阻2R8、電阻2R9組成。當開關(guān)打在高頻段時，5V電源經(jīng)電阻2R9、二極管2V2和數(shù)碼管上的小數(shù)點到地，使二極管2V2和小數(shù)點發(fā)光點亮。而二極管2V3不通電，不發(fā)光，當開關(guān)打在低頻段時，二極管2V3得電發(fā)光，二極管2V2和小數(shù)點不通電而不發(fā)光。
[0051]交直流轉(zhuǎn)換電路40將放大后的波形的電壓平均值變換成直流電壓；主要由半波整流電路、加法電路和濾波電路組成。其中半波整流電路是將輸入的正弦波信號進行半波整流。加法電路是將半波整流后的半波波形與正弦波波形進行波形合成，形成全波整流波形，并進行一定的放大，使其電壓平均值，與輸入信號的有效值相等。濾波電路是濾除波形中的交流成分，使之成為平滑的直流電。電源電路為交直流轉(zhuǎn)換電路提供±12V的直流電源。
[0052]直流數(shù)字電壓表50接收交直流轉(zhuǎn)換電路的直流電壓，交直流轉(zhuǎn)換電路的輸出端可通斷連接數(shù)字直流電壓50的輸入端；[0053]本實施例中，直流數(shù)字電壓表的核心是大規(guī)模集成電路ICL7107，采用雙積分A/D轉(zhuǎn)換原理，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號顯示出來，并能直接驅(qū)動LED數(shù)碼顯示器，顯示位數(shù)為3位半，量程為20V。直流電壓表中還包括負電壓產(chǎn)生電路、量程擴展電路、基準電壓電路以及時鐘信號頻率外接調(diào)整電路。
[0054]負電壓產(chǎn)生電路，由于集成電路ICL7107工作時，數(shù)字電路部分的地與模擬電路部分的地是分開的，且數(shù)字地需負電位。這樣電路正常工作就需要兩組電源，為了仍采用單電源工作，該單元電路采用負電壓產(chǎn)生電路，為數(shù)字地提供負電位。
[0055]量程擴展電路由電阻3R2和電阻3R6組成。工作原理是將輸入電壓經(jīng)電阻3R2、電阻3R6分壓衰減10倍后，送入集成電路ICL7107輸入端，再將小數(shù)點位置放在第2位上，這樣就實現(xiàn)了量程擴展?；鶞孰妷弘娐酚呻娮?R3、3V6、可調(diào)電阻3RP1構(gòu)成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路組成。可調(diào)電阻3RP1用以調(diào)節(jié)輸入到ICL7107基準電壓輸入端(35、36腳)的電位。時鐘信號頻率外接調(diào)整電路由電阻3R4、電容3C7、可調(diào)電阻3RP2組成?？烧{(diào)電阻3RP2可調(diào)節(jié)時鐘信號頻率。
[0056]本實用新型由多個相互獨立的功能電路構(gòu)成的一個數(shù)字信號發(fā)生器?？僧a(chǎn)生正弦波、方波、三角波，并可顯示波形幅度和頻率。用于電子電路故障診斷維修訓練使用。多個功能各電路間通過節(jié)點相互連接，若與其它電路斷開，就可對獨立的功能電路進行單獨調(diào)試檢修。節(jié)點可根據(jù)需要任意連接切斷。檢測時，依次對電源、信號產(chǎn)生、信號輸出、頻率顯示、幅度顯示各部分電路進行檢測，判斷出哪一個單元電路出現(xiàn)了故障，然后再根據(jù)電路的工作原理判斷出故障的部位，并進行故障修復，修復后再對實訓電路進行設(shè)備的性能測試，如還存在有其他故障應進一步檢修排除。
[0057]通電的定性測試:表象檢查中確定設(shè)備內(nèi)部無明顯短路故障后，可進行通電檢查，可檢查輸出幅度、頻率有無顯示，用示波器檢查輸出有無波形的輸出，以確定設(shè)備是無輸出、輸出不足、輸出不穩(wěn)定還是波形失真，以便于判斷故障的性質(zhì)、范圍和程度。
[0058]直流通路檢修:首先用萬用表檢查交直流電源進行檢查，然后對各部分的供電的直流電源電壓以及各關(guān)鍵位置的工作電壓進行檢查，找出不正常的電壓位置，然后對不正常的電壓引起的原因進行分析和判斷，直至發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。
[0059]信號通路檢修:利用現(xiàn)有的各種設(shè)備(示波器、信號源、毫伏表等)，根據(jù)電路內(nèi)信號的產(chǎn)生、流向逐步檢查信號的情況是否正常，找出信號消失、變小、失真的部位，對該部位電路進行分析和判斷，找出引起信號不正常的原因，直至發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。
[0060]設(shè)備的性能測試:故障修復后，應該對設(shè)備進行性能指標的測試，以便判斷設(shè)備是否真正意義上已經(jīng)修復，或者了解在維修過程中，由于調(diào)整、測試、元器件的更換等原因是否對設(shè)備的性能指標引起了變化，如有變化，應該對電路進行調(diào)試，以恢復到原來的性能指標。
[0061]上述公開的僅為本實用新型的具體實施例，該實施例只為更清楚的說明本實用新型所用，而并非對本實用新型的限定，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應落在保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，其特征在于，包括信號產(chǎn)生電路、波形選擇開關(guān)、OCL功放電路、交直流轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字直流電壓表、數(shù)字頻率計電路以及電源電路，其中: 所述電源電路分別與信號產(chǎn)生電路、波形選擇開關(guān)、OCL功放電路、交直流轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字直流電壓表以及數(shù)字頻率計電路可通斷連接； 所述信號產(chǎn)生電路包括振蕩電路以及正弦波形成電路，所述振蕩電路中設(shè)有方波輸出端和三角波輸出端，所述三角波輸出端分別可通斷連接所述正弦波形成電路以及所述波形選擇開關(guān)的輸入端，所述方波輸出端以及所述正弦波形成電路的輸出端可通斷連接所述波形選擇開關(guān)的輸入端； 所述波形選擇開關(guān)選擇所述信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的正弦波、三角波或方波； 所述OCL功放電路的輸入端可通斷連接所述波形選擇開關(guān)的輸出端，放大被選擇的波形；所述OCL功放電路的輸出端可通斷連接所述交直流轉(zhuǎn)換電路的輸入端； 所述交直流轉(zhuǎn)換電路的輸出端可通斷連接所述數(shù)字直流電壓的輸入端； 所述數(shù)字直流電壓表接收并測試直流電壓； 所述數(shù)字頻率計電路可通斷連接所述方波輸出端，所述數(shù)字頻率計電路對方波進行計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果鎖存顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，其特征在于，所述電源電路包括依次連接的整流電路、濾波電路以及穩(wěn)壓電路。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，其特征在于，所述整流電路連接一電源變壓器，所述電源變壓器為所述整流電路提供交流電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，其特征在于，所述交直流轉(zhuǎn)換電路包括半波整流電路、加法電路和濾波電路；所述半波整流電路將輸入的正弦波信號進行半波整流，所述加法電路將半波整流后的半波波形與正弦波波信號進行波形合成，形成全波整流波形并放大，使電壓平均值與輸入信號的有效值相等；所述濾波電路濾除波形中的交流成分，輸出直流電。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，其特征在于，所述振蕩電路中包括積分電路和電壓比較電路。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，其特征在于，所述數(shù)字電壓表電路采用量程為20V的3位半直流電壓表。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于電子電路故障診斷維修訓練的實訓電路，其特征在于，所述數(shù)字頻率計電路包括閘門電路、定時器、置零電路、十進制計數(shù)器、LED數(shù)碼顯示器、一位十進制計數(shù)器、信號選擇電路、高低頻率選擇開關(guān)以及小數(shù)點及指示電路。
【文檔編號】G09B9/00GK203773818SQ201420144362
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】孟桂芳, 周步新, 翟紅, 金薇 申請人:蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院