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占空比调整演示电路的简单设计

[日期:2014-01-29] 来源:  作者:四川 刘宏单 [字体: ]

 

  在职高电子教学中,频率和占空比是比较重要的两个概念,而频率是比较容易理解的,占空比却不容易被学生接受。
  
  为了增加学生对脉冲波形占空比的理解,特设计了简单的占空比调整演示电路,可在课堂上进行演示。电路如附图所示。
  
  本电路是利用4017的自锁特性制作的。4017的自锁特性是指用输出端的高电平端去控制他的13脚,由于13脚内部电路为锁存电路单元,当该脚有高电平输入时,4017的状态就被锁存。若要保持输出端状态,只需将该端的高电平输入到13脚即可,这样就完成J电路状态的自锁。
  
  电路中4017的时钟是由4093及外围器件组成的振荡器提供的,调整CI,R的值可以调整4093的振荡频率。在这个电路中是看LED发光的个数,以显示占空比所占比例。
  
  只要按下KO—K7中的任意键,4017就会被自锁。
  
  电路工作原理
  
  当按下KO~K7任意按键,4017输出的高电平也正好与按键是同一支路时,该输出的高电平就会经过由二极管组成的门阵列驱动相应的LED发光。
  
  由于4093每产生10个脉冲周期后,4017的输出才能循环一次,所以在4017输出驱动的10个LED组成的阵列中,LED显示恰好构成一个周期,将这个周期分成10分,即是该周朝10等分的占空比。按下所设置的按键,就选定了显示对应占空比的百分数。电路中按下任一设置键后,4017都会驱动LED1,这时驱动支路高电平就会同时被反馈到4017(13)脚,即4017的输出状态就被锁定。利用这个功能,就可完成本电路的要求。
  
  在本电路中只设置了占空比10%~80%的可调演示,如果需要10%~100%的占空比演示,可以按照图中原理增加二极管的数量并联接LED9、LED10即可。
  
  演示实例
  
  如要演示30%占空比,可以按下电路中的K2键,这时在LED阵列中就只有LEDl~LED3被点亮并保持。在该LED组成的阵列中,三个LED被点亮,还有七个不能被点亮。三个点亮的LED在10等分中显示一个波形周期的高电乎,而匕个没亮的代表一个波形周期的低电平。这样,就可直观地看到一个波形周期内占空比的显示。同理,如需要演示其他占空比的百分数,再按下相应的按键即可。
  
  制作时,虽然在这个电路中时钟频率对电路无多大影响,但是为了保证电路的可靠性,建议将频率做得较低些。
  
  申路的时钟源坏可以由555电路或4069等构成。电路中的二极管门阵列可以由其他具有同功能集成电路代换;KO~K7采用IO个互锁~排的按键阵列开关,这样才不影响整个范围的演示效果。电路中的LED阵列选用同一颜色高亮度的发光二极管,如选用红色发光二极管,更具观赏性。
  
  电路制作好后,可将电路装在一个小盒子里。将LED阵列装在盒子表面,以示观看。互锁开关要安装在容易操作的位置。

占空比调整演示电路


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