第5章典型电路测试

本章对前4章中具有代表性的典型电路进行实际测试——书读百遍其意自现，如此便可温故而知新。选择电路具体如下： 第1章的带通滤波器、第2章的RC积分电路、第3章的LED台灯测试电路、第4章的交流电压自动切换电路。每个测试电路包括电路图、电路板和测试结果，读者可将前面对应章节的理论计算和仿真分析与实际测试结果进行对比，以便更加深刻地理解其中含义，强烈建议读者能够自己绘图、制板、焊接、调试、故障排除与性能提升——纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！
5.1带通滤波器
带通滤波器电路图、电路板、测试结果分别如图5.1~图5.3所示——输入为脉冲电压信号，低频时输出波形仅对输入信号的上升和下降沿进行处理，将直流分量忽略，输入与输出波形相差很大。随着输入信号频率升高，输入与输出波形逐渐一致，高频时输出信号几乎为零。上述测试结果与带通滤波器性能相符——低频和高频被抑制、中间频带通过。
5.2RC积分电路
RC积分电路电路图、电路板、测试结果分别如图5.4~图5.6所示，输入为脉冲电压信号，然后经过RC滤波电路输出，通过短路块对滤波电容进行选择。输入脉冲信号相同的情况下，电容值越大、输出波形上升沿时间越长，这就是RC积分电路的功能。当积分常数非常小时，R和C的实际器件特性非常重要，必须选择无感高频电阻和电容，以保证理论计算与实际测试的一致性。
注意： 为保证测试波形和数据的准确性，测试探头和示波器输入端必须为高阻状态，否则测试波形和上升沿数据误差很大——电阻R1的原因！













图5.1带通滤波器电路图





图5.2带通滤波器电路板




图5.3带通滤波器测试波形




图5.3(续)




图5.4RC积分电路图




图5.5RC积分电路板




图5.6RC积分电路测试波形



5.3LED台灯电路
LED台灯电路电路图、电路板和测试结果分别如图5.7、图5.8和图5.9所示，利用5V直流电源对电路进行供电，开始上电时电路不工作、LED不发光，当开关SW1或者SW2经历“闭—开”过程时，LED的工作状态转换一次，即LED原来发光、当SW1或者SW2闭合再打开后LED变为不发光，或者LED原来不发光、当SW1或者SW2闭合再打开后LED变为发光。
注意： 单独切换一支开关状态时另外一支开关必须保持闭合状态，或者两支开关协同调节，避免一支开关长期断开,使得另外一支开关的“闭—开”切换无效！


图5.7LED台灯测试电路图




图5.8LED台灯电路测试——LED关




图5.9LED台灯电路测试——LED开


5.4交流电压自动切换电路
交流电压自动切换电路电路图、电路板分别如图5.10和图5.11所示，该电路主要对市电进行处理，由于市电通常为110VAC和220VAC两档，所以该电路设置比较域值为150VAC——即市电低于150VAC时倍压电路工作； 市电高于150VAC时倍压功能无效，电路为全桥整流。通过可调变压器对输入交流电压进行调节，测试数据如表5.1所示。由测试结果可知输入低于140VAC时输出直流电压为输入交流电压整理值的两倍——倍压有效，输入高于160VAC时输出直流电压即为整流值——倍压无效，测试结果与设计和仿真一致。由于该电路输入和输出为高压，实际测试时务必注意安全。


图5.10交流电压自动切换电路图



表5.1交流电压自动切换电路测试数据




输入交流电压Vrms/V输出直流电压Vdc/V备注
80215倍压有效
100270倍压有效
140378倍压有效
160220倍压无效
180250倍压无效
200276倍压无效


图5.11交流电压自动切换电路板