朱成标 陈晓珍 卢长宏

（安徽省凤阳中学，安徽 滁州 233100）

本文介绍的电容器充、放电过程演示器，利用发光二极管生动、形象、直观地演示电容器充、放电的物理过程，用于课堂教学，可加深学生对电容器储能特性的认识和对充、放电过程的理解，激发学习兴趣，提高课堂教学效果.

1 电路功能

（1）用LED发光排中被点亮的发光二极管数目的多少，定量地显示被测电容器电压的大小（或电荷量的多少）.

（2）在电容器充、放电过程中，发光二极管被点亮或熄灭的快慢，反映电路中充、放电电流的大小.

（3）通过改变充、放电回路的R、C的值，可进行“影响电容器充、放电速度的因素”的研究.

2 工作原理

电路如图1所示.

图1

电路的核心是点／柱显示驱动器集成电路LM3914，以柱形图模式逐个点亮LED的方法显示被测电容器电压（或电荷量）的大小.

LM 3914内部由输入缓冲器、1 0级电压比较器 （由分压器和比较器组成）、显示模拟选择电路、1.25V基准电源电路等组成.模拟信号从5脚输入IC，经内部输入缓冲器放大后，送至1 0级电压比较器的反相输入端，与各电压比较器正相输入端的分压器上基准电压进行比较.每级分压器上逐级比较电平分别为0.125V、0.25 V、0.375V、0.5V…1.25 V.当输入模拟信号电压低于0.125V时，10级比较器均输出高电平；当输入信号电压高于0.125V时，电压比较器1输出低电平 （1脚）；当输入信号电压高于0.25V时，电压比较器2输出低电平（1 8脚）……当输入信号电压高于1.2 5V时，电压比较器1 0输出低电平 （10脚）.若将这10个输出端接上发光二极管，即可线性地显示出模拟信号的大小.本文介绍的电路中，电压比较器1 0未用（10脚悬空）.LM39 1 4的9脚为显示模式转换端，将该脚接地或悬空时，显示模式为点状 （LED单级发光）；