触摸光控实验模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种触摸光控实验模块，包括布线基板、电源以及设于布线基板上的功能单元，所述功能单元与电源藕接，所述功能单元包括光信号电路、开关电路以及照明电路，所述光信号电路包括均与电源并联的光敏元件和保护电阻，所述照明电路和开关电路均与光敏元件藕接，所述光敏元件接有用于感测光亮的感光线，上述的任意一电路的组成元件的引脚均设有用于插线的接线孔。该种实验模块能够帮助学生更加形象生动的理解模电数电的知识触摸光控实验模块。
【专利说明】触摸光控实验模块
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种教学仪器，更具体地说，它涉及一种涉及光控的实验模块。
【背景技术】
[0002] 在大学的模电数电学习过程中，由于三极管、二极管、门电路的等放大电路的核心 器件的原理比较抽象，学生学习过程中比较吃力，而且特别容易忘记，首先在大学课程的模 式往往是前15个星期是理论学习，学期的最后几个星期为实验课，其次，在实验课上并没 有许多实验模块里面都包含了模电以及数电的难点重点等元器件，再次，在模块中，模块中 的实验现象体现的不充明显，造成学生概念学习理解不深刻，因此，现在需要一个能够让学 生形象的理解模电数电知识的实验模块。 实用新型内容
[0003] 针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够帮助学生更加形 象生动的理解模电数电的知识触摸光控实验模块。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
[0005] -种触摸光控实验模块，包括布线基板、电源以及设于布线基板上的功能单元，所 述功能单元与电源藕接，所述功能单元包括光信号电路、开关电路以及照明电路，所述光信 号电路包括均与电源并联的光敏元件和保护电阻，所述照明电路和开关电路均与光敏元件 藕接，所述光敏元件接有用于感测光亮的感光线，上述的任意一电路的组成元件的引脚均 设有用于插线的接线孔。
[0006] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0007] 所述开关电路包括二极管、滤波元件、开关元件、与光敏元件串联的滑动变阻器以 及两输入端与滑动变阻器并联的与门，所述二极管一端与与门的输出端连接，另一端串联 滤波元件后接电源，所述开关元件藕接滤波元件和照明电路。
[0008] 所述照明电路包括串接的发光二极管和电阻，所述发光二极管与电阻连接的另一 端接开关元件，所述电阻与发光二极管连接的另一端接接电源正极。
[0009] 所述开关元件为NPN三极管，所述滤波元件一端与三极管的基极连接后连接至二 极管的正极，另一端与三极管的发射极连接后连接至电源的负极。
[0010] 所述二极管正极端和电源负极连接有第二电阻。
[0011] 通过采用上述技术方案，学生用一只手的手指紧紧遮住光敏电阻的感光线的触 头，由于光敏电阻本身特性，光线强度越小，阻值越大，此时滑动变阻器阻值很大，电流在光 敏电阻下端分流后，与门电路的输入端的电平一端为高电平，另一端为低电平，此时结合数 电上的知识，由于与门电路的特性，输出端为低电平信号，而二极管此时处于反接状态，二 极管正极电位高于负极电位，二极管导通，从而三极管导通，闭合电路形成一个回路，发光 二极管导通并亮，并且调节光滑动变阻器，发光二极管亮度也产生了变化；同理，当手指不 遮住光敏电阻时，滑动电阻阻值很小，此时，与门电路输入端都是高电平，此时输入端为高 电平并且在二极管处负极电位高于正极电位，二极管截止，从而三极管截止，发光二极管 灭，这样也就通过人手的触摸达到了光控的目的。各个元件的引脚都设置接线孔，方便学生 在实验时根据电路图通过插接导线来连接完成电路图，或者是通过短接某些元件来对电路 进行选择性测试，学生能够更加形象生动的理解模电数电的知识。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型触摸光控实验模块实施例的结构示意图。
[0013] 1、布线基板；2、电源；3、光信号电路；4、开关电路；5、照明电路；R5、电阻；D2、发 光二极管；T1、三极管；A、与门；C1、滤波元件；R4、第二电阻；D1、二极管；R2、滑动变阻器； R3、光敏元件；S、感光线。
【具体实施方式】
[0014] 参照图1对本实用新型触摸光控实验模块实施例做进一步说明。
[0015] 一种触摸光控实验模块，包括布线基板1、电源2以及设于布线基板1上的功能单 元，所述功能单元与电源2藕接，所述功能单元包括光信号电路3、开关电路4以及照明电 路5,所述光信号电路3包括均与电源2并联的光敏元件R3和保护电阻R5,所述照明电路 5和开关电路4均与光敏元件R3藕接，所述光敏元件R3接有用于感测光亮的感光线S，上 述的任意一电路的组成元件的引脚均设有用于插线的接线孔。
[0016] 所述开关电路4包括二极管D1、滤波元件C1、开关元件、与光敏元件R3串联的滑 动变阻器R2以及两输入端与滑动变阻器R2并联的与门A，所述二极管D1 -端与与门A的 输出端连接，另一端串联滤波元件C1后接电源2,所述开关元件藕接滤波元件C1和照明电 路5。所述照明电路5包括串接的发光二极管D1D5和电阻R5,所述发光二极管D1D5与电 阻R5连接的另一端接开关元件，所述电阻R5与发光二极管D1D5连接的另一端接接电源2 正极。
[0017] 所述开关元件为NPN三极管T3,所述滤波元件C1 一端与三极管T3的基极连接后 连接至二极管D1的正极，另一端与三极管T3的发射极连接后连接至电源2的负极。所述 二极管D1正极端和电源2负极连接有第二电阻R4R5。这里的滤波元件C1为市场上常用的 电容，光敏元件R3优选是光敏电阻R5。三极管T3也可以选用mos管来代替，但是mos管应 用更为复杂，此处还是采用NPN三极管T3为宜。二极管D1的型号为1N4148型号，相比其 他型号开关，1N4148开关漏电小，速度快，有利于实验的进行。
[0018] 通过采用上述技术方案，学生用一只手的手指紧紧遮住光敏电阻R5的感光线S的 触头，由于光敏电阻R5本身特性，光线强度越小，阻值越大，此时滑动变阻器R2阻值很大， 电流在光敏电阻R5下端分流后，与门A电路的输入端的电平一端为高电平，另一端为低电 平，此时结合数电上的知识，由于与门A电路的特性，输出端为低电平信号，而二极管D1此 时处于反接状态，二极管D1正极电位高于负极电位，二极管D1导通，从而三极管T3导通， 闭合电路形成一个回路，发光二极管D1D5导通并亮，并且调节光滑动变阻器R2,发光二极 管D1D5亮度也产生了变化；同理，当手指不遮住光敏电阻R5时，滑动电阻R5阻值很小，此 时，与门A电路输入端都是高电平，此时输入端为高电平并且在二极管D1处负极电位高于 正极电位，二极管D1截止，从而三极管T3截止，发光二极管D1D5灭，这样也就通过人手的 触摸达到了光控的目的。各个元件的引脚都设置接线孔，方便学生在实验时根据电路图通 过插接导线来连接完成电路图，或者是通过短接某些元件来对电路进行选择性测试，学生 能够更加形象生动的理解模电数电的知识。
[0019] 首先结合模电上三级管上特性，三极管T3本身会对电路产生有极间干扰，会产生 噪声，需要抑制这种自激振荡，如果在三极管T3电路中，三极管T3自激振荡被无限放大对 三极管T3本身和系统都会造成干扰，另外自激振荡会造成三极管T3不稳定，而并联电容后 可使流经的电流与电容形成一个开环负反馈，由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，所 以引入负反馈后，在放大倍数的下降程度将减小，从而使通频带展宽，从而，三极管T3自激 振荡减少，此外并联电容后，由于电容的充放电特性，此时，发光二极管D1D5的熄灭起到了 延时作用。
[0020] 并联一个第二电阻R4R5后，若三极管T3截止时，并没有短路，而是高阻态，若接通 电源2,难免会有电流通过，这样就不能保证基极与发射极完全截止，由于电流很小，如果加 上第二电阻R4R5,可以保证第二电阻R4R5上的压降小于0. 7V，这样三极管T3就能可靠截 止。
[0021] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于 上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指 出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和 润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种触摸光控实验模块，包括布线基板、电源以及设于布线基板上的功能单元，所述 功能单元与电源藕接，所述功能单元包括光信号电路、开关电路以及照明电路，所述光信号 电路包括均与电源并联的光敏元件和保护电阻，所述照明电路和开关电路均与光敏元件藕 接，所述光敏元件接有用于感测光亮的感光线，上述的任意一电路的组成元件的引脚均设 有用于插线的接线孔。
2. 根据权利要求1所述的触摸光控实验模块，其特征在于：所述开关电路包括二极管、 滤波元件、开关元件、与光敏元件串联的滑动变阻器以及两输入端与滑动变阻器并联的与 门，所述二极管一端与与门的输出端连接，另一端串联滤波元件后接电源，所述开关元件藕 接滤波元件和照明电路。
3. 根据权利要求2所述的触摸光控实验模块，其特征在于：所述照明电路包括串接的 发光二极管和电阻，所述发光二极管与电阻连接的另一端接开关元件，所述电阻与发光二 极管连接的另一端接接电源正极。
4. 根据权利要求3所述的触摸光控实验模块，其特征在于：所述开关元件为NPN三极 管，所述滤波元件一端与三极管的基极连接后连接至二极管的正极，另一端与三极管的发 射极连接后连接至电源的负极。
5. 根据权利要求4所述的触摸光控实验模块，其特征在于：所述二极管正极端和电源 负极连接有第二电阻。
【文档编号】G09B23/18GK203910122SQ201420324633
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】邵元成 申请人:温州海诚实验室设备有限公司