雷雨天打雷时,我们总是先看到闪电,然后才听到雷声,这是因为打雷时产生的光的传播速度约为300000km/s,而声波的速度约为340m/s(即传播100m所需的时间约为0.3s)。距离越远,从看到闪电到听到雷声的时间差越大。本例介绍的雷电测距器就是根据此原理工作的。
电路工作原理
该雷电测距器电路由LED数码显示电路、时钟振荡器和触发控制电路组成,如图2-88所示。
LED数码显示电路由LED数码管/显示驱动一体化集成电路ICl、IC2和电阻器R3组成。
时钟振荡器电路由四与非门集成电路IC3(Dl-D4)内部的Dl、D2、电阻器Rl、R2和电容器Cl组成。
触发控制电路由测距按钮S2、1C3内部的D3、D4、电阻器R4、R5和电容器C2组成。
接通电源开关S1后,时钟振荡器振荡工作,为IC2的CP端提供周期为295ms的时钟脉冲(在295ms中声波正好传输了100m)。1C1和1C2级联组成两位 (1位整数位和1位小数位)计数显示器,在时钟脉冲和触发控制电路受到作用下显示出计数结果。
当未按动S2时,其常闭触头接通,常开触头断开,由D3、D4组成的RS触发器不能产生复位脉冲和送数/锁存脉冲。当按下S2时,其常开触头接通,常闭触头断开,RS触发器翻转,lC3的10脚输出高电平,为ICi和IC2提供锁存信号,同时IC3的11脚输出复位脉冲,使ICl和IC2清零复位,驱动LED数码显示器稳定地显示出计数结果。
测试时,先接通电源开关S1,当看到闪电时,迅速按下S2不放,当听到雷声时,再迅速松开S2,这时LED数码显示器显示器显示的即是雷电离我们的距离。
元器件选择
Rl-R5选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。
Cl和C2选用独石电容器或涤纶电容器。
ICl和IC2均选用CLlO2型LED显示器/显示驱动一体化CMOS数字集成电路;IC3选用CD401l或CC401l、MCl4011型与非门集成电路。
S1选用微型拨动式按钮;S2选用含1组动合触头和一组动断触头的微型联动按钮。
GB使用3节5号或7号电池。
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