一種漸進(jìn)式發(fā)光顯示的電學(xué)演示器的制作方法

屬于教學(xué)儀器演示領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

創(chuàng)新是民族之魂，青年學(xué)生是創(chuàng)新的力量。

國(guó)家的強(qiáng)盛在于人材，人材的培養(yǎng)在于教育。教育的重點(diǎn)青少年，少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng)，少年進(jìn)步則國(guó)進(jìn)步，要培養(yǎng)少年對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)，提高教學(xué)質(zhì)量是關(guān)鍵，而實(shí)驗(yàn)儀器的精準(zhǔn)是提高教學(xué)的一個(gè)重要因素，實(shí)驗(yàn)儀器好，所做的實(shí)驗(yàn)更具說(shuō)服力，從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)事物，了解自然現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生的思維，對(duì)提高教育水平起到重要作用。因此，教學(xué)中的各種實(shí)驗(yàn)儀器都在不斷的提升，但卻還存在著很多不足之處：一是實(shí)驗(yàn)儀器的種類不足，特別是針對(duì)低年級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)儀器還不全面。二是教學(xué)儀器中寓教于樂(lè)的精神還不夠，三是現(xiàn)在多數(shù)教學(xué)儀器的成本太高，因而對(duì)一些偏遠(yuǎn)的村莊學(xué)校，還不能普及到很多普遍的教學(xué)儀器。

電學(xué)是物理學(xué)中最重要的一種門(mén)類，充滿神奇的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)少年的興趣，同時(shí)對(duì)建立電學(xué)的基本概念有著重要的作用，如果能研制一種優(yōu)秀的試驗(yàn)電路，而這種試驗(yàn)電路即能將抽象的將電學(xué)部分概念與定律形象化，顯然對(duì)受教育者有有著積極的幫助。如果這種電路又能成為初學(xué)者的自制試驗(yàn)電路，無(wú)疑將對(duì)提升學(xué)生的素質(zhì)教育有著積極的意義。

但是要設(shè)計(jì)一種具有一種演示儀器的電路同時(shí)又能成為初學(xué)者的自制試驗(yàn)電路存在著難點(diǎn)，一是從演示效果上， 由于電學(xué)中的概念很多，是作那方面的演示，二是本儀擬定主要是針對(duì)電容、電感等與頻率有緊密聯(lián)系的元件作物理性質(zhì)的演示，而要作那幾方面的演示，才能將其物理性得到充分的展示，三是，特別重要的一點(diǎn)是，盡管一些線路能達(dá)到演示目的，但不能成為一種優(yōu)秀的自制實(shí)驗(yàn)電路，因?yàn)橐环N優(yōu)秀的自制實(shí)驗(yàn)電路還遷涉各單元實(shí)驗(yàn)主題宜于初學(xué)者，同時(shí)還遷涉初學(xué)者的趣味性，以及是否易安裝成功等等系列問(wèn)題，所以這類優(yōu)秀線路還必須豐富、創(chuàng)新、發(fā)展。

本發(fā)明就是以兩輸入門(mén)作為一種基本有源件，作為單元的有尖源要件，可以組成多種功能的邏輯關(guān)系，從而拓展學(xué)生的思維。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是以兩輸入門(mén)作為一種基本有源件，作為單元的有尖源要件，可以組成多種功能的邏輯關(guān)系，成為一種優(yōu)秀的電路，其目的一是該線路可以成為一種演示儀，通過(guò)這種演示儀演示可以了解抗性元件結(jié)構(gòu)與與頻率的緊密的聯(lián)系，進(jìn)而理解容抗與感抗的意義，從而讓初學(xué)者打下一定的電學(xué)基礎(chǔ)，這種演示儀可以成為一種在廣大學(xué)校普及的儀器。二是該儀器因具有光與聲的三種色彩的顯示，因此具有一定的趣味性，能培養(yǎng)起廣大青少年對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。三是成為一種優(yōu)秀的制作實(shí)驗(yàn)線路，該電路具有多種特點(diǎn)，因而有利于制著，對(duì)提高學(xué)生的基本素質(zhì)發(fā)揮積極作用。

本發(fā)明所采用的措施是：

1、一種漸進(jìn)式發(fā)光顯示的電學(xué)演示器由測(cè)試孔，振蕩式放大單元，環(huán)形脈沖單元，四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)，顯示前置單元，顯示系統(tǒng)，語(yǔ)音級(jí)共同組成。

環(huán)形脈沖單元由環(huán)形振蕩器、隔離門(mén)組成；環(huán)形振蕩器由脈沖一門(mén)、脈沖二門(mén)、脈沖三門(mén)、脈沖電阻、脈沖電容組成。

脈沖一門(mén)的輸出端接脈沖二門(mén)的一個(gè)輸入端，脈沖二門(mén)的輸出接脈沖電阻后接脈沖三門(mén)的兩個(gè)輸入端，脈沖三門(mén)的輸出端接隔離門(mén)的兩個(gè)輸入端，脈沖四的輸出端接測(cè)試孔一，脈沖電容接在脈沖三門(mén)的輸入端與脈沖一門(mén)的輸出端之間，脈沖三門(mén)的輸出端接脈沖一門(mén)的兩個(gè)輸入端，脈沖二門(mén)的另一輸入端接四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)的輸出。

四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)由、切換按鈕、切換一門(mén)、切換二門(mén)、切換三門(mén)、切換四門(mén)、切換一門(mén)指示、切換二門(mén)指示組成：切換一門(mén)與切換二門(mén)的輸出端與電源之間各接一路指示，切換一門(mén)的輸出端接切換二門(mén)的一個(gè)輸入端，切換二門(mén)的輸出端接切換一門(mén)的一個(gè)輸入端，切換二門(mén)的輸出端即是四式電子開(kāi)關(guān)的輸出，接環(huán)形脈沖單元中脈沖二門(mén)的另一個(gè)輸入端，切換三門(mén)的輸出端接切換一門(mén)的另一個(gè)輸入端，切換四門(mén)的輸出端接切換二門(mén)的另一個(gè)輸入端，切換三門(mén)的一個(gè)輸出端與切換四門(mén)的一個(gè)輸入端相連，接切換按鈕的一端，切換按鈕的另一端接地線，切換三門(mén)的另一輸入端接切換二門(mén)的輸出端，切換四門(mén)的另一輸入端接切換三門(mén)的輸出端。

振蕩式放大單元，由振蕩式電壓提升電路、非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路組成：振蕩式電壓提升電路由電壓提升一門(mén)、電壓提升二門(mén)、電壓提升三門(mén)、一級(jí)積分二極管、二級(jí)積分二極管、三級(jí)積分二極管、四級(jí)積分二極管、一級(jí)電容、二級(jí)提升電容、三級(jí)提升電容、四級(jí)提升電容、振蕩電容、振蕩電阻一、振蕩電阻二、隔離電阻組成：電壓提升一門(mén)的輸出端接電壓提升二門(mén)的兩個(gè)輸入端，電壓提升二門(mén)的輸出端接隔離電阻到電壓提升三門(mén)的一個(gè)輸入端，四個(gè)積分二極管串聯(lián)在測(cè)試孔二與四級(jí)提升電容的正極之間，其中門(mén)三個(gè)串聯(lián)點(diǎn)各接一級(jí)電容的正極，一級(jí)電容的負(fù)極接地線，二級(jí)提升電容的負(fù)極接電壓提升一門(mén)的輸出端，三級(jí)提升電容的負(fù)極接電壓提升二門(mén)的輸出端，四級(jí)提升電容的負(fù)極接電壓提升三門(mén)的輸出端，振蕩電容接在電壓提升二門(mén)的輸出端與振蕩中心點(diǎn)之間，振蕩電阻一接在電壓提升一門(mén)的輸出端與振蕩中心點(diǎn)之間，振蕩電阻二接電壓提升一門(mén)的輸入端與振蕩中心點(diǎn)之間，電壓提升三門(mén)的輸出端即是振蕩式放大單元的輸出。

非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路由選擇按鈕、選擇一門(mén)、選擇二門(mén)、選擇三門(mén)、選擇四門(mén)、選擇一門(mén)指示、選擇二門(mén)指示組成：選擇一門(mén)與選擇二門(mén)的輸出端與電源之間各接一路指示，選擇一門(mén)的輸出端接選擇二門(mén)的一個(gè)輸入端，選擇二門(mén)的輸出端接選擇一門(mén)的一個(gè)輸入端，選擇二門(mén)的輸出端即是非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路的輸出，接電壓提升三門(mén)的另一 輸入端，選擇三門(mén)的輸出端接選擇一門(mén)的另一個(gè)輸入端，選擇四門(mén)的輸出端接選擇二門(mén)的另一個(gè)輸入端，選擇三門(mén)的一個(gè)輸出端與選擇四門(mén)的一個(gè)輸入端相連，接選擇按鈕的一端，選擇按鈕的另一端接地線，選擇三門(mén)的另一輸入端接選擇二門(mén)的輸出端，選擇四門(mén)的另一輸入端接選擇三門(mén)的輸出端。

顯示前置單元由前置放大管與多點(diǎn)式分壓電路組成：前置放大管的集電極接電源，基極接振蕩式放大單元的輸出。

多點(diǎn)式分壓電路由多個(gè)分壓穩(wěn)壓管、多個(gè)分壓電阻多個(gè)接地電阻組成：多個(gè)分壓穩(wěn)壓管串聯(lián)，每個(gè)分壓穩(wěn)壓管并聯(lián)一個(gè)分壓電阻，每個(gè)穩(wěn)壓管的負(fù)極即是一個(gè)分壓輸出點(diǎn)，每個(gè)分壓輸出點(diǎn)接一個(gè)接地電阻到地線，直到最后一個(gè)分壓點(diǎn)，最后一個(gè)分壓穩(wěn)壓管的負(fù)極接地線，其正極接前一個(gè)分壓穩(wěn)壓管的負(fù)極，第一個(gè)分壓穩(wěn)壓管的正極接前置放大管的發(fā)射極。

顯示系統(tǒng)由顯示激勵(lì)級(jí)、顯示級(jí)、功率放大級(jí)、顯示振蕩級(jí)組成。

顯示激勵(lì)級(jí)由多個(gè)顯示激勵(lì)單元組成；顯示級(jí)由多個(gè)顯示單元組成；功率放大級(jí)有兩級(jí)功放，第一級(jí)功放由功率放大器一；積分電阻一與積分電阻二組成；第二級(jí)功放由功率放大器二、積分電阻二、積分電阻一組成；顯示振蕩級(jí)由兩個(gè)振蕩門(mén)、振蕩電阻、振蕩電容、隔離二極管組成。

其中第一個(gè)顯示激勵(lì)單元的連接是：第一顯示激勵(lì)單元的第一激勵(lì)器的一個(gè)輸入端接第一個(gè)分壓輸出點(diǎn)，另一個(gè)輸入端接功率放大器二的輸出，第一顯示激勵(lì)單元的第一激勵(lì)器的輸出接第二激勵(lì)器的兩個(gè)輸入端，第二激勵(lì)器的輸出端接第一顯示單元。

其余多個(gè)顯示激勵(lì)單元除第一激勵(lì)器的另一個(gè)輸入端接法不同外，其余與第一顯示激勵(lì)單元的接法一致，其余多個(gè)顯示激勵(lì)單元的第一激勵(lì)器的另一個(gè)輸入端接輸入電容與輸入電阻到地線，接互鎖二極管到功率放大器二的輸出，其余每個(gè)顯示激勵(lì)單元的第一個(gè)激勵(lì)器的另一個(gè)輸入端都接一個(gè)交連電阻到前一個(gè)顯示激勵(lì)單元中第二激勵(lì)器的輸出端，每個(gè)顯示激勵(lì)單元的第二激勵(lì)器的輸出都接一個(gè)顯示單元。

隔離二極管的接在最后一個(gè)顯示激勵(lì)器單元的第一激勵(lì)器的輸出與振蕩匯合點(diǎn)之間，第一振蕩門(mén)的輸出接第二振蕩門(mén)的兩個(gè)輸入，第二振蕩門(mén)的輸出為兩路，一路接振蕩電容到振蕩匯合點(diǎn)，另一路接積分電阻一到功率放大器一的輸入，第一振蕩門(mén)的輸入接振蕩電阻二到振蕩匯合點(diǎn)，第一振蕩門(mén)的輸出接振蕩電阻一到振蕩匯合點(diǎn)。

功率放大器的一的輸入接一個(gè)積分電容到地線，振蕩放大器一的輸出接各顯示單元中所有共陰級(jí)發(fā)光管的另一個(gè)陽(yáng)極，功率放大器一的輸出接積分電阻二到功率放大器二的輸入，功率放大器二的輸入接積分電容二到地線。

每個(gè)顯示單元都由三個(gè)共陰極發(fā)光管與共陰電阻組成，三個(gè)共陰極發(fā)光管并聯(lián)，每個(gè)共陰極發(fā)光管的一個(gè)陽(yáng)極接對(duì)應(yīng)顯示激勵(lì)單元中第二激勵(lì)器的輸出，每個(gè)共陰極發(fā)光管的陰極接一個(gè)共陰電阻到地線。

語(yǔ)音級(jí)由多個(gè)語(yǔ)音指示組成，每個(gè)顯示激勵(lì)單元中第二激勵(lì)器的輸出接一個(gè)語(yǔ)音指示。

2、功率放大器一由三個(gè)兩輸入非門(mén)并聯(lián)而成，功率放大器二由兩個(gè)兩輸入非門(mén)并聯(lián)成。

3、脈沖電阻由可調(diào)電阻與固定電阻串聯(lián)而成。

4、前置放大管是一個(gè)NPN三極管。

對(duì)上述措施的意義解釋如下：

一、整個(gè)電路圖所產(chǎn)生的原理。

本發(fā)明中環(huán)形脈沖單元是用兩輸入的門(mén)組成了環(huán)形振蕩器，作為測(cè)試電源，當(dāng)阻抗性元件（即是電容、電感、電阻），連在測(cè)試孔兩端時(shí)，與測(cè)試電源成為了串聯(lián)關(guān)系，測(cè)試電源產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)所測(cè)的頻率元件后，進(jìn)入到振蕩式放大單元，進(jìn)行放大，振蕩式放大單元輸出激勵(lì)了顯示前置單元中的多點(diǎn)式分壓電路，該電路有多個(gè)分壓輸出點(diǎn)，每個(gè)分壓輸出點(diǎn)激勵(lì)一個(gè)顯示激勵(lì)單元，每個(gè)顯示激勵(lì)單元直接控制了一組顯示單元。當(dāng)分壓輸出點(diǎn)無(wú)電壓時(shí)，顯示激勵(lì)單元無(wú)電壓，封閉了顯示單元。其分壓輸出點(diǎn)超過(guò)門(mén)坎電壓后，顯示激勵(lì)單元啟動(dòng)，顯示單元工作。由此可知，振蕩式放大單元輸出信號(hào)越強(qiáng)，多點(diǎn)式分壓電路的分壓輸出級(jí)數(shù)越多，因而所啟動(dòng)的顯示單元越多。因而能從多種方面演示了阻抗性元件在電路中所體現(xiàn)的的系列特性。

為演示效果豐富，本措施注意到了以下幾點(diǎn)：

一是環(huán)形脈沖單元即測(cè)試電源，可以成為具頻率的脈沖電源形式，又可以成為頻率為零即是直流的形式，用兩種不同的電源，可以增進(jìn)對(duì)抗性元件的了解。因?yàn)閮煞N電源對(duì)頻率元件將產(chǎn)生非常不同的效果。

二是兩種電源的變換是通過(guò)四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)來(lái)執(zhí)行，四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)具有電子自保持，操作輕觸，便于狀態(tài)指示，生產(chǎn)無(wú)飛線等系列優(yōu)點(diǎn)，因而可以顯著提升整體性能。

三是在測(cè)試電源中增加的頻率可調(diào)，因此不僅可以演示抗性元件在有頻率與直流的兩種特殊，可以進(jìn)一步觀察頻率高低對(duì)元件的影響。

四為拓展效果，增加了進(jìn)入到振蕩式放大單元，進(jìn)行放大拓展了演示效果，與此同時(shí)，在振蕩式放大單元中采用了非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路，提升了產(chǎn)品性能。

五是在演示效果上采用了光與聲效果。

六是其顯示效果為流水型式，其好處是即能將抽象的電流，變成了所熟悉的水流，便于理解，同時(shí)動(dòng)態(tài)效果更能吸觀看者的眼球

七是本發(fā)明之所以是一種的優(yōu)秀的試驗(yàn)制著線路，主要是有以下特點(diǎn)，有利于激發(fā)青年的學(xué)習(xí)熱情，有利于提高學(xué)生的素質(zhì)教育。一是注重了主題突出，本電種突出了對(duì)兩輸入非門(mén)的認(rèn)識(shí)，因?yàn)閹缀跛袉卧怯蓛奢斎肱c非門(mén)組成。能避免初學(xué)者產(chǎn)生繁而厭學(xué)的情況。二是一種簡(jiǎn)單的兩輸入與非門(mén)邏輯關(guān)系，經(jīng)過(guò)不同的組合，可以演變成系列的邏輯關(guān)系，因而可以引導(dǎo)初學(xué)者積極思維，拓展想象空間，有利于提高素質(zhì)教育。三是各單元相對(duì)獨(dú)立，各單元聯(lián)系科學(xué)，調(diào)試簡(jiǎn)單，基本上一裝就成。四是各單元檢查時(shí)有一定趣味性，引導(dǎo)試驗(yàn)者深入。五是兩輸入與非門(mén)電路在構(gòu)造上僅比非門(mén)多了一輸入，但在線路演變上，比非門(mén)的變化更多，而且線路簡(jiǎn)。

二、環(huán)形脈沖單元的說(shuō)明。

該單元由由環(huán)形振蕩器、隔離門(mén)組成；環(huán)形振蕩器由脈沖一門(mén)（圖1中的2.1）、脈沖二門(mén)（圖1中的2.2）、脈沖三門(mén)（圖1中的2.3）、脈沖電阻（圖1中的2.5）、脈沖電容（圖1中的2.5）組成。

形成的振蕩原理是。

在線路中可調(diào)電阻與固定電阻串聯(lián)為了脈沖電阻，與脈沖電容共同形成了振蕩頻率的時(shí)間常數(shù)，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻即可以調(diào)試振蕩頻率，其中的固定電阻是對(duì)可調(diào)的一種限制。

由于這種振蕩電路，屬于振蕩的重要基本電路，它具有易起振蕩，穩(wěn)定，頻率可調(diào)，加之有門(mén)作為了負(fù)載與振蕩的的隔離，所以線路可靠，為整體電路即產(chǎn)品的性能奠定了良好的條件。

三、四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)的說(shuō)明。

該開(kāi)關(guān)由切換按鈕（圖1中的1.0）、切換一門(mén)（圖1中的1.1）、切換二門(mén)（圖1中的1.2）、切換三門(mén)（圖1中的1.3）、切換四門(mén)（圖1中的1.4）、切換一門(mén)指示（圖1中的1.5）、切換二門(mén)指示（圖1中的1.6）組成。

其主要目的一是控制環(huán)形脈沖單元的工作狀況，使環(huán)形脈沖單元成為有頻率的測(cè)試源，或是成為頻率為零的直流電源，讓觀看者了解抗性元件在這兩種電源的情況下，的物理現(xiàn)象。從而揭示抗性元件與頻率的關(guān)系。二是控制后述的振蕩式放大單元，使之該單元與環(huán)形脈沖單元同步，當(dāng)環(huán)形脈沖單元工作于脈沖頻率工作狀態(tài)時(shí)，振蕩式放大單元工作于脈沖提升狀態(tài)，當(dāng)環(huán)形脈沖單元工作于直流狀態(tài)時(shí)，振蕩式放大單元的振蕩，也有用于電壓的提升。

四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)對(duì)環(huán)形脈沖單元的控制邏輯是：切換二門(mén)的輸出端即邏輯控制端，也是四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)的輸出，直接連接了脈沖二門(mén)（圖1中的2.2）的另一輸入端，當(dāng)四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)的輸出端為低位時(shí)，脈沖二門(mén)的另一輸入端為負(fù)，該門(mén)因此被封門(mén)，輸出端為高位，停振。根據(jù)非門(mén)的邏輯關(guān)系，經(jīng)過(guò)一次非門(mén)，輸出端的狀態(tài)變化一次，可知，隔離門(mén)（圖1中的1.4）輸出高位，環(huán)形脈沖單元此時(shí)輸出是頻率為零的電流，即是直流。當(dāng)四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)輸出端為高位時(shí)，對(duì)環(huán)形脈沖單元無(wú)影響，因?yàn)槊}沖二門(mén)（圖1中的2.2）的另一輸入端為高位，沒(méi)不造成封門(mén)情況。

四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)具備三特性，一是具有輸出端的狀態(tài)可變性（在按鈕的配合下），即是能輸出高位信號(hào)，也能輸出低位信號(hào)，二是具有自保持特性，即是一種輸出信號(hào)能自保持到下次新的信號(hào)到來(lái)之前。三是邏輯可靠。

形成的原理是，開(kāi)關(guān)中切換一門(mén)、切換二門(mén)的輸入端相互連接成了RS觸發(fā)器的新電路，當(dāng)兩輸入端其中一位為負(fù)壓時(shí)，而另一位為正信號(hào)時(shí)，將實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。

切換三門(mén)、切換四門(mén)組成了一對(duì)帶約束的反相器，兩個(gè)門(mén)的輸出端成為了RS觸發(fā)器的的兩個(gè)觸發(fā)端。因此在切換三門(mén)、切換四門(mén)的輸出端中，一門(mén)輸出為高，則另一門(mén)低，反之一門(mén)輸出為低位，則另一門(mén)為高。這兩種信號(hào)加到RS觸發(fā)器的兩輸入端時(shí)，會(huì)成為有效觸發(fā)信號(hào)。將成為RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)的實(shí)現(xiàn)這種充要條件。由于切換二門(mén)的輸出連接了切換三門(mén)的一個(gè)輸入端，所以如果去掉切換三門(mén)、切換四門(mén)的約束因素，所以當(dāng)切換二門(mén)的輸出端為高位時(shí)，切換三門(mén)的輸出端為高，輸出端為低，切換四門(mén)的輸入端為低，輸出端為高，對(duì)RS觸發(fā)器的的兩個(gè)觸發(fā)端觸發(fā)時(shí)，RS觸發(fā)器的兩輸出端必定翻轉(zhuǎn)而且與產(chǎn)生一次新的狀態(tài)，即是輸出端將由高變低，或由低變高。

由于切換三門(mén)、切換四門(mén)的另一位輸入連接了切換按鈕的常閉觸點(diǎn)，常閉觸點(diǎn)連接了地線，所以兩門(mén)被封門(mén)，僅管切換二門(mén)輸出連接了切換三門(mén)的輸入，但不能造成切換三門(mén)、切換四門(mén)的輸出端有新的狀態(tài)輸出，只能在按鈕的封門(mén)信號(hào)解除之后產(chǎn)生。

所以每當(dāng)按鈕常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)后，切換三門(mén)、切換四門(mén)的輸出端有一次新的信號(hào)輸出，雙加之切換二門(mén)的輸出端連接了切換三門(mén)的輸入端，所以每按一次按鈕，RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，并且與原有狀態(tài)相反。

采用四門(mén)式開(kāi)關(guān)中后主要有以下突出的好處，一是配套的按鈕是一種輕觸鈕，同時(shí)也便于安裝狀態(tài)指示。整體高檔，受用，二是按鈕開(kāi)關(guān)在生產(chǎn)時(shí)不產(chǎn)生飛線，可以直接和印刷板產(chǎn)生聯(lián)系，因而可進(jìn)一步保證產(chǎn)品質(zhì)量。三是按鈕屬一種普通元件，易于購(gòu)買。四作為試驗(yàn)線路時(shí)，有源件統(tǒng)一，便于初學(xué)者試驗(yàn)制著。五是在采用統(tǒng)一的兩輸入與非門(mén)元件時(shí)，邏輯可靠，外圍件少。線路簡(jiǎn)潔。

四、關(guān)于振蕩式放大單元的說(shuō)明。

由振蕩式電壓提升電路、非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路組成。

其中振蕩式電壓提升電路由電壓提升一門(mén)（圖1中的5.11）、電壓提升二門(mén)（圖1中的5.12）、電壓提升三門(mén)（圖1中的5.13）、一級(jí)積分二極管（圖1中的5.15）、二級(jí)積分二極管（圖1中的5.16）、三級(jí)積分二極管（圖1中的5.17）、四級(jí)積分二極管（圖1中的5.18）、一級(jí)電容（圖1中的5.111）、二級(jí)提升電容（圖1中的5.112）、三級(jí)提升電容（圖1中的5.113）、四級(jí)提升電容（圖1中的5.114）、振蕩電容（圖1中的5.115）、振蕩電阻一（圖1中的5.116）、振蕩電阻二（圖1中的5.117）、隔離電阻（圖1中的5.118）組成。

與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路由選擇按鈕（圖1中的5.20）、選擇一門(mén)（圖1中的5.21）、選擇二門(mén)（圖1中的5.22）、選擇三門(mén)（圖1中的5.23）、選擇四門(mén)（圖1中的5.24）、選擇一門(mén)指示（圖1中的5.25）、選擇二門(mén)指示（圖1中的5.26）組成。

該電路的主要目的是，當(dāng)抗性元件如電感，經(jīng)過(guò)環(huán)形脈沖單元后，會(huì)產(chǎn)生電壓下降的情況，如果直接激勵(lì)顯示單元，有可能發(fā)生顯示不夠清楚的情況，而經(jīng)過(guò)該電路放大后，能量有所提升，因而是顯示效果更加宏觀。

該電路應(yīng)具有四項(xiàng)重的特性，一是具有良好的放大特性，二是提升電路的輸入無(wú)信號(hào)時(shí)，輸出無(wú)信號(hào)，即是輸出不產(chǎn)生附加靜態(tài)電位，三是應(yīng)用兩輸入與非門(mén)電路組成，以突出主題。。四是具有放大倍率的可調(diào)，因而適應(yīng)面更寬。其演示效果更好。五是采用了獨(dú)立的自激振蕩電路，線路可靠，所以線路提升可靠。

振蕩式電壓提升電路由振蕩電路，提升電容，與多級(jí)積分二極管串聯(lián)而成，用電壓提升一門(mén)、電壓提升二門(mén)連接成了一種受控式兩門(mén)式振蕩電路，產(chǎn)生振蕩，由電壓提升三門(mén)連成了反相器。其中電壓提升三門(mén)受與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路的控制。

當(dāng)測(cè)試孔接上抗性元件時(shí)，經(jīng)過(guò)整流后在一級(jí)電容上充滿了直流電壓，當(dāng)電壓提升一門(mén)輸出端為低時(shí)，一級(jí)提升積分電容經(jīng)過(guò)二級(jí)積分二極管向二級(jí)提升電容充電，該電容成為一倍電壓，當(dāng)電壓提升一門(mén)輸出端為高位時(shí)，電壓提升一門(mén)一倍電壓端疊加二級(jí)提升電容電壓成為二倍電壓，當(dāng)電壓提升二門(mén)輸出端為低時(shí)，三級(jí)提升電容的電壓被充電，該電容被充為二倍電壓，當(dāng)電壓提升二門(mén)輸出端為高位時(shí)，與第三級(jí)提升電容電壓疊加成為三倍電壓。

當(dāng)測(cè)試孔接上阻性元件時(shí)，由于測(cè)試孔仍有電壓，經(jīng)過(guò)整流二極管即一級(jí)積分二極管后充電一級(jí)電容上充滿了直流電壓，以后信號(hào)放大的原理同脈沖頻率電源，所以仍然產(chǎn)生信號(hào)放大作用。

與與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路共同組合后，具有可調(diào)整的原理。

當(dāng)與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路輸出為高位時(shí)，對(duì)振蕩式電壓提升電路及所連的電壓提升三門(mén)沒(méi)有影響。而與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路輸出為低位時(shí)，輸出了負(fù)向信號(hào)，此時(shí)電壓提升三門(mén)因一個(gè)輸入有負(fù)信號(hào)，所以該門(mén)被封門(mén)，輸出端成為高位信號(hào)，其輸出端所連接的四級(jí)提升電容無(wú)法充電，不產(chǎn)生提升作用，所以最后輸出，只能是兩倍電壓。選擇一門(mén)與選擇二門(mén)輸出端所連的指示為狀態(tài)指示，當(dāng)為二倍提升時(shí)，為一種指示，當(dāng)為三倍電壓時(shí)為另一種指示。

可調(diào)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作原理及優(yōu)點(diǎn)同四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)。

應(yīng)指出同，本單元這樣的組合方式有六項(xiàng)突出的優(yōu)點(diǎn)：

一是當(dāng)輸入無(wú)信號(hào)時(shí)，一級(jí)電容，無(wú)電壓，所以輸出不可能產(chǎn)生倍壓效果。為零伏，即是該電路的輸出不產(chǎn)生附加靜態(tài)電位。

二是特別重要的是，一級(jí)電容上的電壓是環(huán)形脈沖單元的輸出電壓經(jīng)過(guò)測(cè)試抗性元件降壓后的電壓，抗性大小不同，產(chǎn)生的電壓值也不一樣，所以產(chǎn)生的提升電壓數(shù)量也不一不樣。也即是多倍電壓的基礎(chǔ)取決于抗性元件降壓后的電壓，提升電路的輸出與所測(cè)試的抗性有著直接的關(guān)系。

三是因?yàn)椴捎昧藘砷T(mén)與三級(jí)提升電容， 效率高。

四是具可調(diào)開(kāi)關(guān)，可以對(duì)信號(hào)靈敏度調(diào)整。

五是具有狀態(tài)指示。

六是無(wú)論演示脈沖交流電還是直流狀態(tài)，其信號(hào)均進(jìn)行了放大，所以全面地提高了性能。

五、前置單元的說(shuō)明。

顯示前置單元由前置放大管與多點(diǎn)式分壓電路組成：前置放大管的集電極接電源，基極接振蕩式放大單元的輸出。

多點(diǎn)式分壓電路由多個(gè)分壓穩(wěn)壓管、多個(gè)分壓電阻多個(gè)接地電阻組成。

分壓電路線路特點(diǎn)是多個(gè)參數(shù)相當(dāng)?shù)姆謮悍€(wěn)壓管串聯(lián)，每個(gè)分壓穩(wěn)壓管連接有接地電阻，成為該穩(wěn)壓的對(duì)地通道，同時(shí)成為了一個(gè)分壓輸出點(diǎn)，所以該單元是一個(gè)具有多點(diǎn)輸出的對(duì)后級(jí)激勵(lì)的單元。以每個(gè)分壓穩(wěn)壓管并聯(lián)分壓電阻與接地電阻形成了一級(jí)分壓的電壓輸出點(diǎn)，即分壓輸出點(diǎn)。

當(dāng)其中的一個(gè)分壓輸出點(diǎn)無(wú)電壓時(shí)，因該點(diǎn)接地電阻的存在，可以認(rèn)為該輸出點(diǎn)為低位。反之有電壓輸出且值高于受控門(mén)坎后，可以認(rèn)為是高位。每一個(gè)分壓輸出點(diǎn)，連接一個(gè)顯示激勵(lì)單元中第一激勵(lì)器的一個(gè)輸入端，所以當(dāng)每一個(gè)輸出端電壓無(wú)電源時(shí)，顯示激勵(lì)單元中第一激勵(lì)器的一個(gè)輸入端為低位，被控制，不工作。反之，如果分壓輸出點(diǎn)為高位時(shí)，顯示激勵(lì)單元中第一激勵(lì)器的一個(gè)輸入端為高位，起動(dòng)，激勵(lì)顯示單元工作。

A、當(dāng)振蕩式放大單元的輸出的電壓高，則能擊分壓穩(wěn)壓管的數(shù)量越多。當(dāng)輸出分壓點(diǎn)的輸出電壓超過(guò)控制的門(mén)坎后，激勵(lì)后級(jí)顯示單元工作。

B、因?yàn)槠漭斎爰?jí)采用了射隨器即前置放大管隔離，具有較大的負(fù)載能力，各輸出點(diǎn)允許連接對(duì)地電阻。

六、顯示系統(tǒng)說(shuō)明。

顯示系統(tǒng)由顯示激勵(lì)級(jí)、顯示級(jí)、功率放大級(jí)、顯示振蕩級(jí)組成。

顯示激勵(lì)級(jí)由多個(gè)顯示激勵(lì)單元組成；顯示級(jí)由多個(gè)顯示單元組成；功率放大級(jí)有兩級(jí)功放，第一級(jí)功放由功率放大器一；積分電阻一與積分電阻二組成；第二級(jí)功放由功率放大器二、積分電阻二、積分電阻一組成；顯示振蕩級(jí)由兩個(gè)振蕩門(mén)、振蕩電阻、振蕩電容、隔離二極管組成。

每個(gè)顯示單元都由三個(gè)共陰極發(fā)光管與共陰電阻組成，三個(gè)共陰極發(fā)光管并聯(lián)，每個(gè)共陰極發(fā)光管的一個(gè)陽(yáng)極接對(duì)應(yīng)顯示激勵(lì)單元中第二激勵(lì)器的輸出，每個(gè)共陰極發(fā)光管的陰極接一個(gè)共陰電阻到地線。

顯示單元亮的狀態(tài)特點(diǎn)是：成為一種漸進(jìn)式，流水式。周期循環(huán)，周期變色，因而趣味，新奇。同時(shí)更易將抽象的電流比喻成水流。

顯示單元具體亮的規(guī)律是：先是第一顯示單元亮，之后是第二顯示單元亮，但第一顯示單元不熄，再之后是第三顯示單元仍亮，其它顯示單元不熄，以后按這種規(guī)律直到最后。到最后一個(gè)顯示單元發(fā)光后，所有顯示單元變?yōu)樗?，同時(shí)全熄，然后又重得上述規(guī)律。

其原因是：當(dāng)分壓輸出點(diǎn)無(wú)電壓時(shí)，所連接的所有激勵(lì)器的一個(gè)輸入端為低位，處于封門(mén)狀態(tài)，所激勵(lì)的顯示單元均不亮。

當(dāng)?shù)谝环謮狠敵鳇c(diǎn)有電壓且超過(guò)門(mén)坎電壓時(shí)，所連接的第一顯示激勵(lì)單元中第一激勵(lì)器的一個(gè)輸入端為高位，其第二激勵(lì)器的輸出為高，所激勵(lì)的顯示單元發(fā)光，與此同時(shí)通過(guò)交連電阻一向第二顯示激勵(lì)單元第一激勵(lì)器的輸入電容充電。當(dāng)充電電壓超過(guò)門(mén)坎值后，該激勵(lì)器的輸入端為高位，串聯(lián)第二激勵(lì)器輸出端為高位。所激勵(lì)的第二顯示單元發(fā)光，與此同時(shí)通過(guò)交連電阻二向第二激勵(lì)單元的第三激勵(lì)單元的激勵(lì)器所接的輸入電容充電。當(dāng)充電電壓超過(guò)門(mén)坎值后，第三激勵(lì)單元的第一個(gè)激勵(lì)器輸入端為高位，串聯(lián)第二激勵(lì)器輸出端為高位。同時(shí)向第四激勵(lì)單元中的第一個(gè)激勵(lì)器輸入電容充電，以此循環(huán)直到最后。

由于前一激勵(lì)單元中的第一個(gè)的激勵(lì)器輸入端電容未充到門(mén)坎值時(shí)，始終為低位，它所對(duì)應(yīng)的顯示單元不亮，同時(shí)無(wú)法對(duì)后一單元的第一個(gè)激勵(lì)器輸入電容充電，所以必須是前個(gè)顯示單元先亮，后是后一個(gè)顯示單元亮，同時(shí)前個(gè)顯示單元不熄。

當(dāng)最后一個(gè)顯示激勵(lì)單元的第一激勵(lì)器輸出為高位后，激勵(lì)了振蕩器，經(jīng)過(guò)三個(gè)兩輸入非門(mén)并聯(lián)的功率放大器一后輸出了高位信號(hào)，該信號(hào)激勵(lì)了所有顯示單元中共陰級(jí)發(fā)光管的第二陽(yáng)極，所有顯示單元中的共陰極發(fā)光管變色。

當(dāng)變色完畢后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延時(shí)，功率放大器二啟動(dòng)，通過(guò)所有互鎖二極管對(duì)所有輸入電容清零，同時(shí)對(duì)第一顯示激勵(lì)單元中的第一個(gè)激勵(lì)器鉗位，所有顯示單元熄，同時(shí)最后一個(gè)顯示激勵(lì)單元的第一激勵(lì)器恢復(fù)為低位，受該激勵(lì)器激勵(lì)的振蕩器偏振，從而完成一個(gè)同周期。

每個(gè)顯示激勵(lì)單元的第二激勵(lì)器的輸出還啟動(dòng)了對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音指示，因此當(dāng)顯示單元為亮?xí)r，對(duì)應(yīng)語(yǔ)音指示發(fā)出聲音。

因?yàn)榉謮狠敵鳇c(diǎn)電壓未消失，所以又開(kāi)始重復(fù)地第二周期，第三周期-----的循環(huán)，直到演示結(jié)束。

實(shí)施后有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：

一、電學(xué)是物理學(xué)中重要的內(nèi)容。而對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，對(duì)直流電的理解相對(duì)容易，而對(duì)具有頻率的電流對(duì)電路元件的影響會(huì)感到抽象。而本儀的演示會(huì)使初學(xué)者的抽象概念變得實(shí)際。因此對(duì)深入學(xué)習(xí)電學(xué)有著積極意義。具體情況如下：

（1）、因?yàn)楸狙菔緝x中的脈沖電源可以在兩輸入門(mén)電子開(kāi)關(guān)的切換下，可以變?yōu)槊}沖電源，也可以變?yōu)橹绷麟?，所以可以清楚地演示出抗性元件（如電容，或電感）在頻率為零的情況（即是直流電），與具有頻率的脈沖電流情況下的物理現(xiàn)象是完全不同的。

如電容（電容其構(gòu)造是兩塊不相連的導(dǎo)電物質(zhì)平面），這種特殊的構(gòu)造在在直流狀態(tài)下，只可能瞬態(tài)地一次性充電，最后成為斷路狀態(tài)（表現(xiàn)為顯示部分發(fā)光管只瞬態(tài)的亮一下，然后全熄）。但在在頻率的脈沖電源下，卻發(fā)生了戲劇性的變化，因這種不相連的兩面能順利地通過(guò)電流。

如電感在直流狀態(tài)下，是一個(gè)很好的良導(dǎo)體，但是在通過(guò)頻率的脈沖電流時(shí)，但在在頻率的脈沖電源下，卻發(fā)生了戲劇性的變化，因這種首尾相連的導(dǎo)線卻對(duì)電流存在阻力，其物理特性完全變化。

（2）、本發(fā)明中測(cè)試電源的頻率可調(diào)?？梢匝菔境鲱l率越高，對(duì)頻率元件的影響效果越大，如同一參數(shù)電容，頻率越高，導(dǎo)通性越好，又如同一參數(shù)電感線圈，頻率越高，其呈現(xiàn)的阻力越大。

（3）、可以演示出，在同樣的電壓下，電容越大，容抗越小，即是對(duì)電流的阻力越小，而電感越大，則感抗越大，即是對(duì)電流的阻力越大。

（4）、可以演示出電容中呈現(xiàn)容抗的大小的主要內(nèi)部原因，如電容的內(nèi)部不相連的兩導(dǎo)電面越大，則容抗越小，兩導(dǎo)電面之間的絕緣層越厚，則容抗越小。

（5）、可以演示出電感中呈現(xiàn)感抗的大小的主要內(nèi)部原因，如線圈的直徑越大，則感抗越大，反之感抗越少。

（6）、感抗還與線圈中的是否有導(dǎo)磁材料有關(guān)，并與導(dǎo)磁材料的性質(zhì)有關(guān)。

二、性能優(yōu)異主現(xiàn)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1、光顯示效果好、獨(dú)特。一是光顯示呈現(xiàn)流水狀態(tài)，如果經(jīng)元件串聯(lián)后的電流效果越大，則發(fā)光管亮得越多，而且向遠(yuǎn)處延伸，在走完全路程后，又呈現(xiàn)第二周期，開(kāi)始這樣循環(huán)，根據(jù)發(fā)光管亮的多少與“路程”遠(yuǎn)近，很容易理解演示的元件參數(shù)在電路中所產(chǎn)生的效果。電流因?yàn)榘l(fā)光管容易把抽象概念(如電流)理解為所熟悉的的流水狀。二是這種“水”的流動(dòng)（發(fā)光管的光亮）每次是從起點(diǎn)開(kāi)始的，而且在向遠(yuǎn)處延伸時(shí)，前級(jí)的發(fā)光管不會(huì)熄，強(qiáng)化了形象。三是光顯示動(dòng)感性強(qiáng)、豐富，水在走完終點(diǎn)時(shí)，所以發(fā)光管全部變?yōu)榱硪环N顏色，然后又開(kāi)始第二周期的循環(huán)，能增加眼球的吸引力。

2、演示過(guò)程光與聲音顯示并存，增加了趣味效果，觀看者寓教于樂(lè)。

3、兩輸入門(mén)電子開(kāi)關(guān)為按鈕電子開(kāi)關(guān)，有以下突出的好處，一是按鈕是一種輕觸鈕，手感好。二是每按一次狀態(tài)變換一次，操作方便。三是可以清楚地顯示出是當(dāng)前控制的狀態(tài)，如是直流狀態(tài)，這時(shí)指示燈為一種顏色，如是脈沖的頻率電源，又會(huì)成另一處顏色，在清楚明瞭整體高檔。四是按鈕開(kāi)關(guān)在生產(chǎn)時(shí)不產(chǎn)生飛線，可以直接和印刷板產(chǎn)生聯(lián)系，因而可進(jìn)一步保證產(chǎn)品質(zhì)量。五是按鈕屬一種普通元件，易于購(gòu)買。這些優(yōu)點(diǎn)，也便于試驗(yàn)電路購(gòu)買。

4、在可調(diào)放大電路采用了轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，提升了整體的性能，其原因是實(shí)現(xiàn)了放大靈敏度的進(jìn)一步可調(diào)，拓寬了演示效果，同時(shí)該部分指示清楚，同時(shí)具有兩輸入門(mén)電子開(kāi)關(guān)的一切優(yōu)點(diǎn)。

5、顯示的量化效果好，一是二門(mén)三倍電路單元的輸入直接采用經(jīng)過(guò)測(cè)試件的壓降后電壓，所以有很強(qiáng)的跟蹤性，即是保證了所測(cè)件的不同，其顯示效果不同，具有嚴(yán)格的科學(xué)性。二是二門(mén)三倍電路單元輸入為零時(shí)，其輸出信號(hào)為零，不存在初始電位，進(jìn)一步保證了顯示的準(zhǔn)確。

6、演示的元件范圍寬，因?yàn)橐皇潜緝x具有二門(mén)三倍電路單元，因而具有較高的靈敏度，特別是對(duì)當(dāng)容抗較大時(shí)，亦能清楚顯示，二是該放大電路。在脈沖狀態(tài)下有放大作用，對(duì)直流狀態(tài)仍有放大作用，所以對(duì)阻與抗均有很好的效果。三是放大量可選擇，更加靈活。

7、可以演示出電阻、絕緣體、電流的概念，演示出當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻之間的關(guān)系。電阻越大，電流越小的視覺(jué)效果。以讓年紀(jì)更小的學(xué)生建立更基礎(chǔ)的電學(xué)知識(shí)。

三、因?yàn)樯鲜鰩c(diǎn)原因，同時(shí)所本儀屬于初級(jí)的普及型的演示儀。適應(yīng)面廣，小學(xué)與中學(xué)及科普教育都很適合，社會(huì)的需要有很大空間。

四、本儀易生產(chǎn)，一是因?yàn)樵贩N少，這對(duì)采購(gòu)，插件，都十分容易，二是調(diào)試簡(jiǎn)單，而且不需要貴重儀器檢測(cè)，三是成本低。

五、本發(fā)明線路精簡(jiǎn)，各單元聯(lián)系科學(xué)，可操作性很強(qiáng)，因此可以啟發(fā)學(xué)生自行試驗(yàn)安裝，通過(guò)自制，可以進(jìn)一步提高學(xué)生動(dòng)手能力與實(shí)踐水平，這對(duì)提高學(xué)生素質(zhì)有著積極的意義。而本發(fā)明在自制上有以下特點(diǎn)，因而十分適合自制：

一是各單元獨(dú)立，可以以單元為單位通電檢驗(yàn)。而且每個(gè)單元充滿著一定趣味性，如顯示單元，成功后發(fā)光管光亮為流水循環(huán)狀，如可調(diào)放大電路，可以演變出出提高電壓的趣味現(xiàn)象。

二是各單元間之間連接科學(xué)，基本上不會(huì)產(chǎn)生故障，所以在完成單元調(diào)試后，就可完成整體工作。

三是有源件幾乎全為兩輸入與非門(mén)，因此便于初學(xué)者對(duì)兩輸入與非門(mén)的認(rèn)識(shí)，由于有源件品種單一，重點(diǎn)突出，有利于初學(xué)者學(xué)習(xí)，避免繁而厭學(xué)，或貪多不爛的情況。

四是這種簡(jiǎn)單的兩輸入非門(mén)邏輯關(guān)系，經(jīng)過(guò)不同的組合，可以演變成系列的邏輯關(guān)系，與多種功能，因而可以引導(dǎo)初學(xué)者積極思維，拓展想象空間，有利于提高素質(zhì)教育。

五是兩輸入與非門(mén)電路在構(gòu)造上僅比非門(mén)多了一輸入，但在線路演變上，比非門(mén)的變化更多，而且線路簡(jiǎn)。

1、電學(xué)是物理學(xué)中重要的內(nèi)容。而對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，對(duì)直流電的理解相對(duì)容易，而對(duì)具有頻率的電流對(duì)電路元件的影響會(huì)感到抽象。而本儀的演示會(huì)使初學(xué)者的抽象概念變得實(shí)際。因此對(duì)深入學(xué)習(xí)電學(xué)有著積極意義。具體情況如下：

（1）、因?yàn)楸狙菔緝x中的脈沖電源可以在兩輸入門(mén)電子開(kāi)關(guān)的切換下，可以變?yōu)槊}沖電源，也可以變?yōu)橹绷麟?，所以可以清楚地演示出抗性元件（如電容，或電感）在頻率為零的情況（即是直流電），與具有頻率的脈沖電流情況下的物理現(xiàn)象是完全不同的。

如電容（電容其構(gòu)造是兩塊不相連的導(dǎo)電物質(zhì)平面），這種特殊的構(gòu)造在在直流狀態(tài)下，只可能瞬態(tài)地一次性充電，最后成為斷路狀態(tài)（表現(xiàn)為顯示部分發(fā)光管只瞬態(tài)的亮一下，然后全熄）。但在在頻率的脈沖電源下，卻發(fā)生了戲劇性的變化，因這種不相連的兩面能順利地通過(guò)電流（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管一直為光亮狀態(tài)，成流水狀）。

如電感在直流狀態(tài)下，是一個(gè)很好的良導(dǎo)體，（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管一直為光亮狀態(tài)，成流水狀，而且從頭到尾）。但是在通過(guò)頻率的脈沖電流時(shí)，但在在頻率的脈沖電源下，卻發(fā)生了戲劇性的變化，因這種首尾相連的導(dǎo)線卻對(duì)電流存在阻力，其物理特性完全變化。（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管只顯現(xiàn)部分的光亮狀態(tài)，成流水狀，即光亮發(fā)管減少）。

（2）、本發(fā)明中測(cè)試電源的頻率可調(diào)?？梢匝菔境鲱l率越高，對(duì)頻率元件的影響效果越大，如同一參數(shù)電容，頻率越高，導(dǎo)通性越好，（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管顯現(xiàn)部分的光亮狀態(tài)，成流水狀，光亮發(fā)管增多）。

又如同一參數(shù)電感線圈，頻率越高，其呈現(xiàn)的阻力越大。（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管顯現(xiàn)部分的光亮狀態(tài)，成流水狀，但光亮發(fā)管減少）。

（3）、可以演示出，在同樣的電壓下，電容越大，容抗越小，即是對(duì)電流的阻力越小，而電感越大，則感抗越大，即是對(duì)電流的阻力越大。（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管顯現(xiàn)部分的光亮狀態(tài)，成流水狀，光亮發(fā)管增多）。

（4）、可以演示出電容中呈現(xiàn)容抗的大小的主要內(nèi)部原因，如電容的內(nèi)部不相連的兩導(dǎo)電面越大，則容抗越小，兩導(dǎo)電面之間的絕緣層越厚，則容抗越小。（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管顯現(xiàn)部分的光亮狀態(tài)，成流水狀，光亮發(fā)管增多）。

（5）、可以演示出電感中呈現(xiàn)感抗的大小的主要內(nèi)部原因，如線圈的直徑越大，則感抗越大，（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管顯現(xiàn)部分的光亮狀態(tài)，成流水狀，光亮發(fā)管減少）。反之感抗越少，（表現(xiàn)為顯示部分的發(fā)光管顯現(xiàn)部分的光亮狀態(tài)，成流水狀，光亮發(fā)管增多）。

（6）、感抗還與線圈中的是否有導(dǎo)磁材料有關(guān)，并與導(dǎo)磁材料的性質(zhì)有關(guān)。

2、兩輸入門(mén)電子開(kāi)關(guān)為按鈕電子開(kāi)關(guān)，有以下突出的好處，一是按鈕是一種輕觸鈕，手感好。二是每按一次狀態(tài)變換一次，操作方便。三是可以清楚地顯示出是當(dāng)前控制的狀態(tài)，如是直流狀態(tài)，這時(shí)指示燈為一種顏色，如是脈沖的頻率電源，又會(huì)成另一處顏色，在清楚明瞭整體高檔。四是按鈕開(kāi)關(guān)在生產(chǎn)時(shí)不產(chǎn)生飛線，可以直接和印刷板產(chǎn)生聯(lián)系，因而可進(jìn)一步保證產(chǎn)品質(zhì)量。五是按鈕屬一種普通元件，易于購(gòu)買。這些優(yōu)點(diǎn)，也便于試驗(yàn)電路購(gòu)買。

3、在可調(diào)放大電路采用了轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，提升了整體的性能，其原因是實(shí)現(xiàn)了放大靈敏度的進(jìn)一步可調(diào)，拓寬了演示效果，同時(shí)該部分指示清楚，同時(shí)具有兩輸入門(mén)電子開(kāi)關(guān)的一切優(yōu)點(diǎn)。

4、顯示的量化效果好，一是本儀具有二門(mén)三倍電路單元，因而具有較高的靈敏度，特別是對(duì)當(dāng)容抗較大時(shí)，亦能清楚顯示。二是二門(mén)三倍電路單元的輸入直接采用經(jīng)過(guò)測(cè)試件的壓降后電壓，所以有很強(qiáng)的跟蹤性，即是保證了所測(cè)件的不同，其顯示效果不同，具有嚴(yán)格的科學(xué)性。三是二門(mén)三倍電路單元輸入為零時(shí)，其輸出信號(hào)為零，不存在初始電位，進(jìn)一步保證了顯示的準(zhǔn)確。

5、顯示的觀感效果好，一是本儀有光顯示與聲顯示并存，增加了趣味效果，觀看者寓教于樂(lè)。二是光顯示呈現(xiàn)流水狀態(tài)，容易把抽象概念(如電流)理解為所熟悉的的流水狀，根據(jù)發(fā)光管亮的多少與“路程”遠(yuǎn)近，很容易理解多種參與之間的相互關(guān)系。三是光顯示動(dòng)感性強(qiáng)，能增加眼球的吸引力。

6、可以演示出電阻、絕緣體、電流的概念，演示出當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻之間的關(guān)系。電阻越大，電流越小的視覺(jué)效果。以讓年紀(jì)更小的學(xué)生建立更基礎(chǔ)的電學(xué)知識(shí)。

7、因?yàn)樯鲜鰩c(diǎn)原因，同時(shí)所本儀屬于最初級(jí)的普及型的演示儀。適應(yīng)面廣，小學(xué)與中學(xué)都適合，因而需求量大，而本儀易生產(chǎn)，調(diào)試簡(jiǎn)單，成本低，便于普及。

8、本發(fā)明線路精簡(jiǎn)，各單元聯(lián)系科學(xué)，可操作性很強(qiáng)，因此可以啟發(fā)學(xué)生自行試驗(yàn)安裝，通過(guò)自制，可以進(jìn)一步提高學(xué)生動(dòng)手能力與實(shí)踐水平，這對(duì)提高學(xué)生素質(zhì)有著積極的意義。而本發(fā)明在自制上有以下特點(diǎn)，因而十分適合自制。

一是各單元獨(dú)立，可以以單元為單位通電檢驗(yàn)。而且每個(gè)單元充滿著一定趣味性，如顯示單元，成功后發(fā)光管光亮為流水循環(huán)狀，如可調(diào)放大電路，可以演變出出提高電壓的趣味現(xiàn)象。

二是各單元間之間連接科學(xué)，基本上不會(huì)產(chǎn)生故障，所以在完成單元調(diào)試后，就可完成整體工作。

三是有源件幾乎全為兩輸入與非門(mén)，因此便于初學(xué)者對(duì)兩輸入與非門(mén)的認(rèn)識(shí)，由于有源件品種單一，重點(diǎn)突出，有利于初學(xué)者學(xué)習(xí)，避免繁而厭學(xué)，或貪多不爛的情況。

四是這種簡(jiǎn)單的兩輸入非門(mén)邏輯關(guān)系，經(jīng)過(guò)不同的組合，可以演變成系列的邏輯關(guān)系，與多種功能，因而可以引導(dǎo)初學(xué)者積極思維，拓展想象空間，有利于提高素質(zhì)教育。

五是兩輸入與非門(mén)電路在構(gòu)造上僅比非門(mén)多了一輸入，但在線路演變上，比非門(mén)的變化更多，而且線路簡(jiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是一種漸進(jìn)式發(fā)光顯示的電學(xué)演示器除顯示系統(tǒng)外的各部分電子電路圖。

圖中：1.0、切換按鈕；1.1、切換一門(mén)；1.2、切換二門(mén)；1.3、切換三門(mén)；1.4、切換四門(mén)；1.5、切換一門(mén)指示；1.6、切換二門(mén)指示；2.1、脈沖一門(mén)；2.2、脈沖二門(mén)；2.3、脈沖三門(mén)；2.4、隔離門(mén)；2.5、脈沖電阻；2.6、脈沖電容；3.1、測(cè)試孔一；3.2、測(cè)試孔二；5.11、電壓提升一門(mén)；5.12、電壓提升二門(mén)；5.13、電壓提升三門(mén)；5.15、一級(jí)積分二極管；5.16、二級(jí)積分二極管；5.17、三級(jí)積分二極管；5.18、四級(jí)積分二極管；5.111、一級(jí)電容；5.112、二級(jí)提升電容；5.113、三級(jí)提升電容；5.114、四級(jí)提升電容；5.115、振蕩電容；5.116、振蕩電阻一；5.117、振蕩電阻二；5.118、隔離電阻；5.20、選擇按鈕；5.21、選擇一門(mén)；5.22、選擇二門(mén)；5.23、選擇三門(mén)；5.24、選擇四門(mén)；5.25、選擇一門(mén)指示；5.26、選擇二門(mén)指示；5.5、振蕩式放大單元輸出。

圖2是顯示系統(tǒng)的電子電路圖。

圖中：5.5、振蕩式放大單元輸出；6.0、前置放大管；6.11、分壓穩(wěn)壓管一；6.12、分壓電阻一；6.111、接地電阻一；6.21、分壓穩(wěn)壓管二；6.22、分壓電阻二；6.211、接地電阻二；6.31、分壓穩(wěn)壓管三；6.32、分壓電阻三；6.311、接地電阻三；6.N1、最后一個(gè)分壓穩(wěn)壓管；6.N2、最后一個(gè)分壓電阻；6.N11、最后一個(gè)接地電阻；7.11、激勵(lì)一單元激勵(lì)門(mén)一；7.12、激勵(lì)一單元激勵(lì)門(mén)二；7.21、激勵(lì)二單元激勵(lì)門(mén)一；7.22、激勵(lì)二單元激勵(lì)門(mén)二；7.23、交連電阻一；7.24、激勵(lì)二單元激勵(lì)門(mén)一的輸入電容；7.25、激勵(lì)二單元激勵(lì)門(mén)一的輸入電阻；7.26、激勵(lì)二單元互鎖二極管；7.31、激勵(lì)三單元激勵(lì)門(mén)一；7.32、激勵(lì)三單元激勵(lì)門(mén)二；7.33、交連電阻二；7.34、激勵(lì)三單元激勵(lì)門(mén)一的輸入電容；7.35、激勵(lì)三單元激勵(lì)門(mén)一的輸入電阻；7.36、激勵(lì)三單元互鎖二極管；7.N1、最后一個(gè)激勵(lì)單元激勵(lì)門(mén)一；7.N2、最后一個(gè)激勵(lì)單元激勵(lì)門(mén)二；7.N3、交連電阻二；7.N4、最后一個(gè)激勵(lì)單元門(mén)一的輸入電容；7.N5、最后一個(gè)激勵(lì)單元激勵(lì)門(mén)一的輸入電阻；7.N6、最后一個(gè)激勵(lì)單元互鎖二極管；8.1、顯示一單元；8.2、顯示二單元；8.3、顯示三單元；8.N最后一個(gè)顯示單元；9.1、功率放大二；9.2、功率積分電阻二；9.3、功率積分電容二；10.0、隔離二極管；10.1、振蕩一門(mén)；10.2、振蕩二門(mén)；10.3、振蕩電容；10.4、振蕩電阻一；10.5、振蕩電阻二；10.6、功率積分電阻一；10.7、功率積分電容一；10.8、功率放大一；12.1、第一語(yǔ)音指示；12.2、第二語(yǔ)音指示；12.3、第三語(yǔ)音指示；12.N、最后一個(gè)語(yǔ)音指示。

具體實(shí)施方式

圖1、圖2是具體實(shí)施的一種方式。

一、選元件：功率放大器一由三個(gè)兩輸入非門(mén)并聯(lián)而成，功率放大器二由兩個(gè)兩輸入非門(mén)并聯(lián)成。脈沖電阻由可調(diào)電阻與固定電阻串聯(lián)而成。前置放大管是一個(gè)NPN三極管。

二、焊接：一種漸進(jìn)式發(fā)光顯示的電學(xué)演示器除顯示系統(tǒng)外的各部分電子電路如圖1所示焊接，顯示系統(tǒng)按圖2所示焊接。

三、調(diào)試。

1、檢查與調(diào)試環(huán)形脈沖單元。

將四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)的切換按鈕的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，即是切換按鈕不與地線相接，形成四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)的輸出為高位，用示波器的熱端接脈沖三門(mén)的輸出，就有振蕩圖形顯示。調(diào)整脈沖電容與脈沖電阻的值，或調(diào)整其振蕩的頻率。

2、檢查與調(diào)試四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)。

用萬(wàn)用表檢查。

A、用萬(wàn)用表的正極連接切換三門(mén)或切換四門(mén)的輸出端，當(dāng)切換按鈕未與地線相接時(shí)，切換三門(mén)與切換四門(mén)的輸出端為一高一低，否則是連接有誤。

B、用萬(wàn)用表的正極連接切換一門(mén)的輸出端，同時(shí)按下按鈕開(kāi)關(guān)，之后松手，此時(shí)切換一門(mén)的輸出端應(yīng)為發(fā)生一次變化，如由低位變?yōu)楦?，或由高位變?yōu)榈?。如果不正確，則是連線錯(cuò)誤。

C、用萬(wàn)用表的正極連接切換二門(mén)的輸出端，同時(shí)按下按鈕開(kāi)關(guān)，之后松手，此時(shí)切換二門(mén)的輸出端應(yīng)為發(fā)生一次變化，此時(shí)切換一門(mén)的輸出端應(yīng)為發(fā)生一次變化，如由低位變?yōu)楦?，或由高位變?yōu)榈?。如果不正確，則是切換二門(mén)的輸出端未連接了切換三門(mén)。

D、每按一次按鈕所連接的兩狀態(tài)指示會(huì)變化一次，始終為 一管亮一管熄，如不正確，則是指示中的發(fā)光管極性焊反。

3、檢查與調(diào)試振蕩式放大單元。

（1）、檢查與調(diào)試振蕩式電壓提升電路。

用示波器檢查，用示波器熱端依次連接電壓提升電路的各檢測(cè)輸出端，冷端接地。同時(shí)斷掉與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路的輸出線。

A、用一個(gè)電容或電感連接在測(cè)試孔上，用示波器熱端連接測(cè)試插孔2端此時(shí)示波器有振蕩波形顯示，否則是線路有錯(cuò)。

B、用示波器熱端連接一級(jí)電容正端，此時(shí)示波器的波形為直流狀，否則是一級(jí)積分二極管焊錯(cuò)。

C、用示波器熱端連接電壓提升一門(mén)的輸出端，此時(shí)示波器應(yīng)顯示振蕩狀，否則是壓提升一門(mén)的輸入回路斷線。

D、用示波器熱端連接二級(jí)提升電容正端，此時(shí)示波器的波形為直流狀，如不正確則是連在二級(jí)提升電容焊錯(cuò)或失效。

E、用示波器熱端連接三級(jí)提升電容正極，此時(shí)示波器的波形為直流狀，但幅度應(yīng)為二級(jí)提升電容處振幅的二倍。如不正確則是三級(jí)提升電容焊錯(cuò)或失效。

F、用示波器熱端連接四級(jí)提升電容正極，此時(shí)示波器的波形為直流狀，但幅度應(yīng)為二級(jí)提升電容處振幅的三倍。如不正確則是四級(jí)提升電容焊錯(cuò)或失效。

（2）、振蕩式放大單元可調(diào)狀況。

用萬(wàn)用表檢查，用示波器熱端連接電壓提升三門(mén)的輸出端，冷端接地。在檢查前首先恢復(fù)與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路的輸出與振蕩式電壓提升電路的連線。

A、按選擇按鈕，當(dāng)與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路的輸出為高位時(shí)，萬(wàn)用表應(yīng)為一級(jí)電容的三倍電壓。

B、按選擇按鈕，當(dāng)與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路的輸出為低位時(shí)，萬(wàn)用表應(yīng)為一級(jí)電電容的二倍電壓。否則是與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路的元件失效，即是該輸入端失效。

（3）、檢查調(diào)試振蕩式放大單元輸出情況：（在之前應(yīng)調(diào)整與非門(mén)式選擇開(kāi)關(guān)電路，其調(diào)試方法如四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)）。

4、檢查與調(diào)試顯示前置單元。

用萬(wàn)用表檢查前置放大管，用萬(wàn)用表的熱端（即是紅表筆）接前置放大管的發(fā)射極電壓，冷端（即是黑表筆）接地。

A、該點(diǎn)電壓應(yīng)近似于基極電壓，（僅差0.7伏左右）。

B、在發(fā)射極并上一個(gè)較小的電阻，此時(shí)電壓數(shù)應(yīng)變化不大，否則是前置放大管的放大值不夠。

用示波器或萬(wàn)用表檢查，用萬(wàn)用表的熱端依次接多點(diǎn)式分壓電路的名分壓輸出點(diǎn)的電壓。

C、在測(cè)試孔上，連接一個(gè)測(cè)試電容，調(diào)節(jié)環(huán)形脈沖單元的頻率，加大頻率，此時(shí)多點(diǎn)分壓電路的各分壓輸出點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)較高電壓的分壓輸出點(diǎn)會(huì)增多。

D、在測(cè)試孔上，連接一個(gè)測(cè)試電感，調(diào)節(jié)環(huán)形脈沖單元的頻率，加大頻率，此時(shí)多點(diǎn)分壓電路的各分壓輸出點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)較高電壓的分壓輸出點(diǎn)會(huì)減少。

5、檢查與調(diào)試顯示系統(tǒng)。

顯示單元為一種漸進(jìn)式，流水式。周期循環(huán)，周期變色，因而趣味，新奇。同時(shí)更易將抽象的電流比喻成水流。

顯示單元具體亮的規(guī)律是：先是第一顯示單元亮，之后是第二顯示單元亮，但第一顯示單元不熄，再之后是第三顯示單元仍亮，其它顯示單元不熄，以后按這種規(guī)律直到最后。到最后一個(gè)顯示單元發(fā)光后，所有顯示單元變?yōu)樗瑫r(shí)全熄，然后又重得上述規(guī)律。

調(diào)整顯示振蕩級(jí)中振蕩電阻、振蕩電容可以調(diào)整顯示振蕩級(jí)的振蕩頻率，其規(guī)律是阻容越小，循環(huán)越快，反之越慢。

調(diào)整積分電阻一與積分電容一，可調(diào)整顯示單元中共陰極發(fā)光管發(fā)出第二種光的時(shí)間，其規(guī)律是阻容越小，發(fā)出第二種光的時(shí)間越快，反之越慢。

調(diào)整積分電容二與積分電阻二，可調(diào)整在分壓輸出點(diǎn)為高位時(shí)，顯示單元一同期的時(shí)間，其規(guī)律是阻容越小，同期時(shí)間越短，反之越長(zhǎng)。

6、檢查環(huán)形脈沖單元為直流狀態(tài)下的工作情況。

A、用四門(mén)式電子開(kāi)關(guān)將環(huán)形脈沖單元切換在直流狀態(tài)下，此時(shí)示波器的顯示為直流，而且最后輸出的電壓幅值與在一級(jí)電容測(cè)試點(diǎn)電壓幅值近似，略小一些。

B、在測(cè)試孔上，連接不同阻值的電阻，如果阻值越小，則亮的單元越多。

C、在測(cè)試孔上，連接一個(gè)測(cè)試電容，這時(shí)顯示單元會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)的亮一下。

D、在測(cè)試孔上，連接一個(gè)容量較大的電容，這時(shí)顯示單元會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)的亮一下，而且所亮的發(fā)光管會(huì)增多。

在測(cè)試孔上，連接一個(gè)測(cè)試電感，這時(shí)顯示級(jí)會(huì)出現(xiàn)所有單元亮的情況。