专利名称：多功能电子模块拼插实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种为少年儿童学习电子技术方面的知识而设计的电子实验仪器，具体地说是一种多功能电子模块拼插实验仪。
通常情况下，学习电子技术的人是通过设计、制作电路板、焊接安装、调试、验证的方法来了解一种电路的功能，显然这种方法费工费时。在现有技术中，利用插接不同元器件来改变电路的方法已经存在，例如实验室用的《数字逻辑实验仪》，是将元器件直接插入多孔插座板，用来验证某个数字电路的逻辑关系。很显然，由于元器件的引脚脆弱，不宜频繁插拔，不便于青少年使用。
有一种电子科普用的简单电子装置，它是将单一元件封装起来，取几件来拼插成不同的电路，但是这种装置也存在严重的不足，一方面是它形成的电路比较简单，使用元器件的数量一般不超过十只，与实用电路相差也较大；另一方面是它拼插出的电路种类太少，不能满足不同层次学习者的学习实践要求。
本实用新型的目的是提供一种多功能电子模块拼插实验仪。
本实用新型的目的是按以下方式实现的设计人设想这么一种科普型电子玩具少年儿童在玩的浓厚兴趣之中，同时对电子技术做到初步入门，对电子技术的各方面的电路有一个较广泛的了解，那么，制造这种玩具就是一件很有意义的事情，本电子装置就是出于这种想法而设计出来的。设计这种装置需要解决如下的技术问题在造价不高、元器件或者组件数量不多的情况下，能够表现出较广泛的各类电路的特点，使用者容易掌握。
将不宜经常移动的电子组件固定于机壳上，另外将17种常用电子电路分别组装在有引脚的封蔽体内，制成电子电路实验模块。在实验仪的机壳上安装有可供这些电实验模块随意插入或者取下的模块插接板，通过不同的电子模块在模块插接板上的拼插，可以组成如收音、无线传声、双工对讲、数码显示、传感检测、电器开关控制等66种电路。该实验仪不仅是能够使少年儿童产生浓厚兴趣的玩具，同时也是电子爱好者们了解、学习电子技术的媒介；在要求不很高的场合，还可以作为多功能小家用电器来使用，如作家用门铃、声控开关、光控开关、磁控开关、温控开关等等。
附
图1为多功能电子模块拼插实验仪的外观结构示意图；附图2为多功能电子模块拼插实验仪模块拼插板的平面示意图；附图3为多功能电子模块拼插实验仪的电路原理图；附图4为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M1上用的驻极体话筒模块中的电路原理图；附图5为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M2、M12上用的前置放大器、秒振荡器模块中的电路原理图；附图6为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M3上用的振荡器模块中的电路原理图；附图7为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M4上用的调频段谐振器模块中的电路原理附图8为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M5上用的电表分流模块中的电路原理图；附图9为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M6上用的音乐模块中的电路原理图；附
图10为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M7上用的功率放大器模块中的电路原理图；附
图11为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M8上用的双工电路模块中的电路原理图；附
图12为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M9上用的可控硅开关器模块中的电路原理图；附
图13为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M10上用的二进制计数器模块中的电路原理图；附
图14为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M11上用的中波磁性天线模块中的电路原理图；附
图15为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M13上用的干簧管磁力开关模块中的电路原理图；附
图16为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M14上用的光电传感器模块中的电路原理图；附
图17为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M15上用的热敏传感器模块中的电路原理图；附
图18为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M16上用的电平显示器模块中的电路原理图；附
图19为多功能电子模块拼插实验仪模块插座M17上用的十进制计数显示器模块中的电路原理图。
附图20为收音电路原理附图21为扩音电路原理图；附图22为双工对讲电路原理图；附图23为调频无线传声电路原理图。
参照说明书附图对本实用新型的多功能电子模块拼插实验仪作以下详细地说明。
本实用新型的多功能电子模块拼插实验仪，其结构是由机壳1、模块插接板2、喇叭3、压电陶瓷换能器插座4、可变电容器5、电压表6、电平显示器7、数码显示器8、电位器9、拉杆天线10、按钮开关11组成，喇叭3、可变电容器5、电压表6、数码显示器8、压电陶瓷换能器插座4、电平显示器7、杆天线10、按钮开关11及电位器9固定在机壳1的前部，电路转换开关KA、KB、KC、KF、KE、KG、KD、KH、KI固定在模块插接板2上，模块插接板2固定在机壳1的顶部。模块插座M1-M17设置在模块插接板2上，喇叭3、压电陶瓷换能器插座4、可变电容器5、电压表6、电位器9、拉杆天线10及按钮开关11由导线和模块插座M1-M17上的各插接孔相连接，数码显示器8、电平显示器7由连线连接插头和模块插座M17、M16相插接。
(为了方便描述，机壳上各零部件的数字标记在电路中使用电子电路标记喇叭为Y、压电陶瓷换能器插座为CK-2、可变电容器为C1、电压表为G、电位器为R3、拉杆天线为A、按钮开关为QA)模块插接板2上的模块插座M1的1脚和电池DC的正极相接，2脚接地，3脚和开关KE、KA、KF相接，模块插座M2的6脚、M3的3脚、M1的3脚、M4、M11的1脚并接在一起，模块插座M15的1脚和电池DC的正极连接，2、3脚和开关KF的定触点N、M连接，模块插座M14的2脚和地线连接，3脚和开关KE的定触点相接，1脚接电池DC的正极。模块插座M2的1、5脚分别串接开关KB、KC至电池DC的正极，2脚接地和开关KG的定触点b相接，1脚和模块插座M8的3脚连接，3脚和开关KG的动触点连接，开关KG的定触点a与模块插座M5的1脚、M8的5脚、M9的3脚、M13的2脚，M6的3脚、M7的3脚、M11的2脚、M4的2脚、M3的4脚及开关K1的动触点和天线A相连接，模块插座M13的1脚接电池DC的正极，电压表G的+极接模块插座M5的4脚及试电笔插座E1相接，电压表的-极接模块插座M5的3脚，并串接电阻R2和试电笔插座E2相接，模块插座M5的2脚、M3的2脚、M8的2脚、M6的2脚、M7的2脚、M9的2脚接地，模块插座M11的3脚、2脚接可变电容C1，KA的动触点接地线，喇叭Y接模块插座M7的4脚与地线之间，电位器R3接模块插座M7的5、6脚之间。模块插座M8的1脚和电池DC的正极相接，4脚和压电陶瓷换能器插座CK-2的一端相接，压电陶瓷换能器插座CK-2的另一端接地，模块插座M9的4脚和模块插座M3、M6、M7、M10、M16的1脚并接，1脚接电池DC的正极，开关KD的两端及开关KH的定触点a、b和模块插座M9的1、4脚并接，开关KH的动触点和模块插座M17的1脚相接，模块插座M17的4、5、6、7脚和开关K1的定触点相接，2脚接地，3脚和按钮开关QA相接，QA的另一端接电池DC的正极。模块插座M12的3、4脚与模块插座M10的3脚及模块插座M17的3脚相接，1、5脚和电池DC的正极并接，2脚接地，模块插座M10的4、5、6、7脚与模块插座M16的2、3、4、5脚并接；模块插座M10的2脚接地，电容C2并接电池DC的正负极之间，R1作为滤波电阻串接在电池DC的正极线路上，K1为电位器R3的同轴电源开关串接在电池DC的负极线路上，电池DC负极接地。
实施例本实用新型的多功能电子模块拼插实验仪其加工制作非常简单方便，按说明书附图所示安装制作即可。模块插接板可用敷铜板制作，可作为机壳的上盖使用，模块插座的插脚孔用导线和其元器件相连接。
下边对几种具体实用电路拼插举例说明1、拼插组成收音机实验选择
图14、
图10组成的中波磁性天线模块、功率放大器模块与模块插座M11、M7插接在一起，可以连接成图20所示的收音电路。由于集成电路D386输入端的高阻抗、微电流特性对高频调幅强信号形成检波作用，则整个电路形成调谐——检波——放大式的收音机，可收听本地中波电台广播，输出功率可达300mW左右。调节电位器R3，可使集成电路D386的电压增益在20～200之间改变，从而改变音量。
该电路原理解释见(成都)电子报1990年合订本第144页，《用LM386的简易收音机》一文。
2、拼插组成扩音器实验选择图4、图5、
图10组成的驻极体话筒模块、前置放大器模块、功率放大器模块与模块插座M1、M2、M7插接在一起，可以连接成图21所示的扩音电路。驻极体话筒输出的声频信号经C3送到BG3、BG4组成的前置放大模块，该模块的静态偏置使其处于弱信号放大状态，放大后的信号从晶体管BG4的集电极送到集成电路D386进行功率放大，由扬声器Y发声。R3为音量调节。图中的驻极体话筒模块由屏蔽线与接插扳相接，以使驻极体话筒与扬声器保持距离，防止振荡。
3、拼插组成双工对讲器实验选择图4、图5、
图11、
图10、组成的驻极体话筒模块、前置放大器模块、双工电路模块、功率放大器模块与模块插座M1、M2、M8、M7插接在一起，可以接成图22所示双工对讲电路。话筒信号经晶体管BG3、BG4放大后，送至变压器B的中心抽头②端。在①②线圈和②③线圈上同时产生音频电动势，音频信号其一路消耗于电阻R16；另一路经电容、插座CK-2、到压电陶瓷换能器BM发声。设计压电陶瓷换能器BM的阻抗等于电阻R16的阻值，并考虑到①②线圈和②③线圈的匝数相同及绕制方法，可得两路音频电流产生的磁势之和为零。因此，在④⑤线圈上得不到感生电势，扬声器Y不发声。实际上由于压电陶瓷换能器BM的容性和阻抗变化、变压器B绕制精度等因素，扬声器中存在微小的侧音，不影响正常的工作。
压电陶瓷换能器BM是声电转换可逆器件，它将外部声音转换出的电信号，经插座CK-2、电容、变压器B的③①端、电阻R16、电容C2形成回路，信号电压在①②线圈和②③线圈上是迭加加倍的，经变压在④⑤线圈上产生较大的信号电压，经集成电路D386放大后送扬声器Y发声。
上述，实现了双工对讲功能。
有关工作原理可见《电子电话机原理使用与检修》(人民邮电出版社，夏栋、薛鸿贵编著1992年6月第一版)，“分离元件电子通话电路”一节。
4、拼插组成调频无线传声器实验选择图4、图6、图7组成的驻极体话筒模块、振荡器模块、调频段谐振器模块与模块插座M1、M3、M4插接在一起，可以接成图23所示的调频无线传声电路。其中电容C5、电感L2组成并联谐振回路，频率应该在88-108MHz范围内。用调频收音机收听。通电之后，LC回路的初次振荡和两晶体管BG1、BG2的强正反馈使两晶体管BG1、BG2交替饱和、截止，使LC回路又补充能量而维持振荡。话音信号送入后，加到电路的电压随声频话音规律浮动，两管的集电结电压随之变动，因而改变了集电结电容，使谐振频率发生变化，达到调频的目的。显然在调频的同时，由于饱和管的饱和深度也随音频电压变化，该电路存在着寄生调幅。调频信号由天线A幅射，可听距离在20米以内。
该电路见(成都)电子报的1989年合订本的第156页，《简易调频话筒》一文。该电路各项参数和市售卡拉OK无线话筒相似，满足国家无线电委员会关于发射装置的历次许可规定。实验验证性能指标不劣于业余型调频话筒的性能要求。
通过上述拼插组合实验说明本实用新型的多功能电子模块拼插实验仪和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
权利要求1.多功能电子模块拼插实验仪，包括机壳、模块插接板、喇叭、可变电容器、电压表、电平显示器、数码显示器、电位器、拉杆天线、压电陶瓷换能器插座及按钮开关，其特征在于喇叭、可变电容器、电压表、数码显示器、压电陶瓷换能器插座、电平显示器、按钮开关及电位器固定在机壳的前部，模块插接板安装在机壳的顶部，拉杆天线及电路转换开关KA--K1固定在模块插接板上。
2.根据权利要求1所述的多功能电子模块拼插实验仪，其特征在于模块插座M1-M17设置在模块插接板上，喇叭、压电陶瓷换能器插座、可变电容器、电压表、电位器、拉杆天线、按钮开关由导线和模块插座M1-M17上的插接孔相连接，数码显示器、电平显示器由连线连接插头和模块插接板上的模块插座M17、M16相插接。
3.根据权利要求2所述的多功能电子模块拼插实验仪，其特征在于模块插接板上的模块插座M1的1脚和电池DC的正极相接，2脚接地，3脚和开关KE、KA、KF相接，模块插座M2的6脚、M3的3脚、M1的3脚、M4、M11的1脚并接在一起，模块插座M15、的1脚和电池DC的正极连接，2、3脚和开关KF的定触点N、M连接，模块插座M14的2脚和地线连接，3脚和开关KE的定触点相接，1脚接电池DC的正极。
4.根据权利要求2所述的多功能电子模块拼插实验仪，其特征在于模块插座M2的1、5脚分别串接开关KB、KC至电池DC的正极，2脚接地和开关KG的定触点b相接，1脚和模块插座M8的3脚连接，3脚和开关KG的动触点连接，开关KG的定触点a与模块插座M5的1脚、M8的5脚、M9的3脚、M13的2脚，M6的3脚、M7的3脚、M11的2脚、M4的2脚、M3的4脚及开关K1的动触点和天线A相连接，模块插座M13的1脚接电池DC的正极，电压表G的+极接模块插座M5的4脚及试电笔插座E1相接，电压表的-极接模块插座M5的3脚，并串接电阻R2和试电笔插座E2相接，模块插座M5的2脚、M3的2脚、M8的2脚、M6的2脚、M7的2脚、M9的2脚接地，模块插座M11的3脚、2脚接可变电容C1，KA的动触点接地，喇叭Y接模块插座M7的4脚与地线之间，电位器R3接模块插座M7的5、6脚之间。
5.根据权利要求1所述的多功能电子模块拼插实验仪，其特征在于模块插座M8的1脚和电池DC的正极相接，4脚和压电陶瓷换能器插座CK-2的一端相接，压电陶瓷换能器插座CK-2的另一端接地，模块插座M9的4脚和模块插座M3、M6、M7、M10、M16的1脚并接，1脚接电池DC的正极，开关KD的两端及开关KH的定触点a、b和模块插座M9的1、4脚并接，开关KH的动触点和模块插座M17的1脚相接，模块插座M17的4、5、6、7脚和开关K1的定触点相接，2脚接地，3脚和按钮开关QA相接，QA的另一端接电池DC的正极。
6.根据权利要求1所述的多功能电子模块拼插实验仪，其特征在于模块插座M12的3、4脚与模块插座M10的3脚及模块插座M17的3脚相接，1、5脚和电池DC的正极并接，2脚接地，模块插座M10的4、5、6、7脚与模块插座M16的2、3、4、5脚并接，模块插座M10的2脚接地，电容C2并接于电池DC的正负极之间，R1作为滤波电阻串接在电池DC的正极线路上，K1为电源开关串接在电池DC的负极线路上，电池DC负极接地。
专利摘要本实用新型提供一种多功能电子模块拼插实验仪，其结构是由机壳、模块插接板、喇叭、压电陶瓷换能器插座、可变电容器、电压表、数码显示器、电平显示器、电位器、拉杆天线及按钮开关组成，该实验仪和现有技术相比，具有结构简单、设计合理、一物多用等特点，不仅是能够使少年儿童产生浓厚兴趣的玩具，同时也是电子爱好者们了解、学习电子技术的媒介，还可以作为多功能小家用电器来使用，因而，具有很好的推广使用价值。
文档编号G09B23/18GK2264396SQ9622770
公开日1997年10月8日 申请日期1996年4月26日 优先权日1996年4月26日
发明者史新人 申请人:史新人