专利名称：多功能场强计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能场强计，适用于调试无线遥控发射、接收装置(如非常适合中学兴趣小组调试无线遥控航空、航海模型等)。同时还可以作为中学物理教学中的电磁波演示仪。
背景技术：
传统的场强计可接收26-32MHz的业余频率的电磁波信号，信号的强弱只体现在表头的偏转上。其缺点是功能单一。
目前，中学的电磁波演示仪通常有两种，即“莱顿瓶”和“赫兹振子”。“莱顿瓶”用作电磁波演示仪的问题是体积庞大，需附加专用的高压放电电源，放电火花过于强烈，对周围环境造成严重的电磁污染，更由于代表电磁波接收的氖管很小，亮度很暗，使坐在稍后的同学不易看清，演示效果大打折扣。而“赫兹振子”除具有上述不足外，其4根各1米长的天线振子使设备的安装调试愈加困难，现已较少使用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种既具有场强计功能、又具有电磁波演示仪功能的多功能场强计。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案本实用新型是在传统的场强计的基础上改进而成的，其主要改进点是增加了功能选择开关、语音提示电路和发光二极管电平指示电路三部分。
本实用新型的具体技术方案如下本实用新型包括有场强计电路，其特征在于它还包括有功能选择开关K2、语音提示电路、发光二极管电平指示电路；场强计电路的输出通过功能选择开关K2分别接语音提示电路和发光二极管电平指示电路的输入端。
本实用新型的有益效果是在保持原有场强计功能不变的前提下，又增加了电磁波发射、接收等演示功能，能够将抽象的电磁波信号同时用声、光、电的形式形象生动地演示出来，因此，它可作为一种新颖的现代化演示教具来使用。
图1为本实用新型的原理方块图图2为本实用新型的电路原理图具体实施方式
由图1、2所示的实施例可知，它包括有场强计电路，其特征在于它还包括有功能选择开关K2、语音提示电路、发光二极管电平指示电路；场强计电路的输出通过功能选择开关K2分别接语音提示电路和发光二极管电平指示电路的输入端。
本实施例的语音提示电路由电源电路、触发电路、语音录放电路、音频功率放大器、扬声器Y组成；电源电路由三端稳压器IC6、电容C5-C7组成，三端稳压器IC6的输入端接+9V，其输出端经电容C6接地，电容C7与C6并联；触发电路由运算放大器IC2及其外围元件电阻R8-R10、电容C8-C9、微调电阻RP2组成，运算放大器IC2的同相端依次经电阻R9、功能选择开关K2接场强计电路的输出端，电容C9接在运算放大器IC2的同相端与地之间，电阻R8与微调电阻RP2串联后接在三端稳压器IC6的输出端与地之间，运算放大器IC2的反相端接电阻R8与微调电阻RP2的分压点，电容C8接在运算放大器IC2的反相端与三端稳压器IC6的输出端之间；语音录放电路由语音录放集成块IC3及其外围元件驻极体电容话筒MIC、录音按钮开关K4、自检开关K3、电容C10、微调电阻RP3组成，语音录放集成块IC3的触发端PE经电阻R10接运算放大器IC2的输出端，语音录放集成块IC3的输出端SP+依次经电容C10、微调电阻RP3接地，语音录放集成块IC3的电源端VC接三端稳压器IC6的输出端，语音录放集成块IC3的VS端和FT端分别接地，自检开关K3接在三端稳压器IC6的输出端与语音录放集成块IC3的触发端PE之间；音频功率放大器由功放集成块IC4及其外围元件电阻R11、电容C11-C12组成，功放集成块IC4的同相端接微调电阻RP3的动臂，功放集成块IC4的反相端接地，功放集成块IC4的输出端依次经电容C12、扬声器Y接地，电容C11与电阻R11串联后接在功放集成块IC4的输出端与地之间。
本实施例的发光二极管电平指示电路由电平指示驱动电路IC5及其外围元件发光二极管D2-D11、电阻R12-R25、电容C13-C14组成，电平指示驱动电路IC5的输入端1脚依次经电阻R25、电容C14、功能选择开关K2接场强计电路的输出端，电平指示驱动电路IC5的另一个输入端16脚依次经电阻R12、电容C13、功能选择开关K2接场强计电路的输出端，在电平指示驱动电路IC5的输出端3-7脚及10-14脚与+9V之间分别接有由一个发光二极管与一个电阻串联的显示电路，电阻R13接在电平指示驱动电路IC5的15脚与16脚之间，电阻R24接在电平指示驱动电路IC5的1脚与2脚之间。
本实施例的工作过程如下一、场强计的工作过程(参见图2中虚线框内的场强计电路)首先将K2断开，电磁波信号经天线接收、L1和C1组成的谐振回路选频后由二极管D1进行检波、C2滤波，检出的低频信号加至由运算放大器IC1构成的同相放大器上进行放大，放大后的电流流过微安表而使指针偏转，显然偏转幅度越大，表明电磁波信号越强。RP1为调零电位器，通过调整RP1使静端时放大器的输出为零，从而指针指零。K1为增益控制开关，当K1断开时，反馈电阻为R5+R6，增益较高；K1闭合时，反馈电阻减小至R5，增益较低，从而适应不同强度电磁波信号的输入。
通过调整C1，可使谐振频率的变化范围为26-32MHz，本仪器调在28MHz的业余频率上。虽然手机发射的电磁波信号频率远高于此频率，但当手机与场强计距离较近时(0.5-2米)，手机信号仍能使场强计产生输出，从而使场强计衍生为电磁波演示仪成为可能。
二、语音提示电路的工作过程(见图2)
在由IC2及其外围元件组成触发电路中，IC2接成电压比较器，动作阈值电压由R8和RP2分压得到。当无电磁波信号时，A点电压为零，IC2的同相端也为零，而反相端的阈值电压不为零，故IC2输出为低电平，不触发后面的IC3；当有电磁波信号时，A点必有忽大忽小的电压输出，此信号经R9引至IC2的同相端，当这个电压高于阈值电压时，IC2输出高电平，经R10将脉冲的上升沿加到IC3的PE端，触发IC3发出语音提示信号。
C8的作用是防止每次开机时的误触发，C9用于防止外界干扰造成的误触发。
语音录放集成块IC3的工作电压仅为3-5V，因此采用三端稳压器IC6将+9V转换为+5V，为IC2和IC3供电。K4为录音按钮，当K4按下时，IC3的REC端为高电平，语音信号经MIC录入芯片中，因两遍语音提示“注意，已检测到电磁波信号”已事先录入，故实际电路中可以省去此按钮开关。PE为上升沿触发端，当一个脉冲的上升沿到来或K3按下时，IC3将被触发而发出语音提示信号。
音频功率放大器IC4用来放大语音信号，C10、C12为隔直耦合电容，RP3用于调整音量的大小。放大后的语音信号由扬声器Y放音。
三、发光二极管电平指示电路的工作过程(见图2)本电路由IC5及外围元件组成。IC5的型号为TA7666，IC5原本应用于双声道立体声音响系统中的音量电平指示，这里拓展了它的应用范围，让它驱动十只高亮度蓝色发光二极管D2-D11来显示电磁波的强度，R14-R23分别为发光二极管D2-D11的限流电阻。
由于用来自A点的代表电磁波信号强弱的电压作为IC5的输入信号，这里不存在双声道问题，故将IC5的两输入端并联应用。
IC5内部有十组由运放组成的比较器，可以根据输入信号的强弱依次开启，使各组发光二极管顺序发光。当输入电压达到约30mV时，第一组二极管D6、D7开始发光，随着电压的增强，第二—四组二极管依次发光。当输入电压达到约200mV时，第五组二极管D2、D11开始发光，故根据发光二极管点亮了多少可以判断检测到的电磁波信号的强弱。
本实用新型的各种功能使用说明1.场强计功能(省略)。
2.作为电磁波演示仪本仪器用作电磁波演示仪时，需将功能选择开关K2合上，手机与本仪器分别作为电磁波发射器和接收器。下面以中学课堂演示为例，来说明使用方法。
首先，将本仪器放置在讲桌上，使全班同学都能够看清，老师持手机站在本仪器附近，拨打一个电话号码(例如班上某同学的手机)。当老师按下手机的发射键时，同学们会观察到蓝色发光二极管闪亮、并听到“注意，已检测到电磁波信号！”的语音提示，同时，微安表的表头指针随信号强弱而左右摆动，从而形象生动地展示了电磁波发射、接收的全过程。
3.用作手机通讯原理演示首先，合上开关K2，将本仪器放置在讲桌上使全班同学都能够看清，老师的手机作为被叫机置于本仪器附近，班里某位远离本仪器的学生持手机(主叫机)拨叫老师的手机(远离的目的是使仪器无法接收到主叫机发出的电磁波信号)当学生按下手机的发射键后，一个奇怪的现象出现了此时被叫机并未振铃，但本仪器的蓝色发光二极管已开始闪亮、微安表的指针摆动，同时听到“注意，已检测到电磁波信号！”的语音提示，稍后才听到被叫机的振铃。对此学生会不理解，老师可以就此现象讲解手机的通讯原理手机是通过基站来实现通讯过程的。主叫手机拨号完毕后，首先要向基站发射电磁波信号，请求与被叫机通讯，基站向被叫机发射电磁波信号，以确认其目前是否开机以及是否在服务区内，若被叫机已开机且在服务区内，则被叫机向基站发射电磁波信号确认可以通话(正是此电磁波信号使本仪器开始工作，发出声光提示，并显示电磁波强度)。之后，基站将主、被叫机联通，被叫机才开始振铃，从而形象直观的演示了手机通讯的工作过程。
4.用作科技馆中的“电磁波自助演示展品”
将本仪器摆放在科技馆的玻璃橱窗中，参观者可以方便的用自己的手机自助进行前述实验，既生动，又有趣。若能进一步将玻璃橱窗抽成真空，由于此时听不到语音提示的声音了，从而验证了另一个重要的物理现象声波不能在真空中传播，而电磁波却可以在真空中传播。
权利要求1.一种多功能场强计，它包括有场强计电路，其特征在于它还包括有功能选择开关K2、语音提示电路、发光二极管电平指示电路；场强计电路的输出通过功能选择开关K2分别接语音提示电路和发光二极管电平指示电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的多功能场强计，其特征在于语音提示电路由电源电路、触发电路、语音录放电路、音频功率放大器、扬声器Y组成；电源电路由三端稳压器IC6、电容C5-C7组成，三端稳压器IC6的输入端接+9V，其输出端经电容C6接地，电容C7与C6并联；触发电路由运算放大器IC2及其外围元件电阻R8-R10、电容C8-C9、微调电阻RP2组成，运算放大器IC2的同相端依次经电阻R9、功能选择开关K2接场强计电路的输出端，电容C9接在运算放大器IC2的同相端与地之间，电阻R8与微调电阻RP2串联后接在三端稳压器IC6的输出端与地之间，运算放大器IC2的反相端接电阻R8与微调电阻RP2的分压点，电容C8接在运算放大器IC2的反相端与三端稳压器IC6的输出端之间；语音录放电路由语音录放集成块IC3及其外围元件驻极体电容话筒MIC、录音按钮开关K4、自检开关K3、电容C10、微调电阻RP3组成，语音录放集成块IC3的触发端PE经电阻R10接运算放大器IC2的输出端，语音录放集成块IC3的输出端SP+依次经电容C10、微调电阻RP3接地，语音录放集成块IC3的电源端VC接三端稳压器IC6的输出端，语音录放集成块IC3的VS端和FT端分别接地，自检开关K3接在三端稳压器IC6的输出端与语音录放集成块IC3的触发端PE之间；音频功率放大器由功放集成块IC4及其外围元件电阻R11、电容C11-C12组成，功放集成块IC4的同相端接微调电阻RP3的动臂，功放集成块IC4的反相端接地，功放集成块IC4的输出端依次经电容C12、扬声器Y接地，电容C11与电阻R11串联后接在功放集成块IC4的输出端与地之间。
3.根据权利要求2所述的多功能场强计，其特征在于发光二极管电平指示电路由电平指示驱动电路IC5及其外围元件发光二极管D2-D11、电阻R12-R25、电容C13-C14组成，电平指示驱动电路IC5的输入端1脚依次经电阻R25、电容C14、功能选择开关K2接场强计电路的输出端，电平指示驱动电路IC5的另一个输入端16脚依次经电阻R12、电容C13、功能选择开关K2接场强计电路的输出端，在电平指示驱动电路IC5的输出端3-7脚及1014脚与+9V之间分别接有由一个发光二极管与一个电阻串联的显示电路，电阻R13接在电平指示驱动电路IC5的15脚与16脚之间，电阻R24接在电平指示驱动电路IC5的1脚与2脚之间。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能场强计。它是在传统的场强计的基础上改进而成的。其技术要点是它包括有场强计电路，其特征在于它还包括有功能选择开关K2、语音提示电路、发光二极管电平指示电路；场强计电路的输出通过功能选择开关K2分别接语音提示电路和发光二极管电平指示电路的输入端。本实用新型的有益效果是在保持原有场强计功能不变的前提下，又增加了电磁波发射、接收等演示功能，能够将抽象的电磁波信号同时用声、光、电的形式形象生动地演示出来，因此，它可作为一种新颖的现代化演示教具来使用。
文档编号G09B23/00GK2812020SQ200520024599
公开日2006年8月30日 申请日期2005年8月3日 优先权日2005年8月3日
发明者陆伟, 张洁, 郭健, 姜立超, 阎彦 申请人:河北师范大学