内蒙古(对口招生)装备制造类 《电工电子技术与技能》项目十四任务六 45分钟专题训练卷
2026-10-12
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内容正文:
内蒙古(对口招生)装备制造类《电工电子技术与技能》45分钟专题训练卷专辑,共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《机械加工技术》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)装备制造类 《电工电子技术与技能》
项目十四:组合逻辑电路
任务六:常见数码显示器
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. LED显示器共阴极接法,需要所有发光二极管的阴极接( )
A. 1.2V
B. +5V
C. 接地
D. +10V
2. LED显示器共阴极接法中,需要所有发光二极管的阳极接( )
A. 接地
B. +5V
C. 接高电平
D. +10V
3. 在常见数码显示器中,发光二极管显示器的发光原理是( )
A. 利用半导体结正向电流产生可见光
B. 利用液晶分子取向改变透光状态
C. 利用气体放电过程产生可见光
D. 利用电子轰击荧光粉转换产生光线
4. 荧光数码管能够显示字符,主要是利用( )
A. 灯丝受热后直接发光
B. 栅极通电后直接发光
C. 荧光粉受电子轰击发光
D. 阳极受热后直接发光
5. 液晶数码显示器改变字符显示状态的主要依据是( )
A. 阴极受热后发射电子
B. 电子轰击荧光粉产生光线
C. 液晶分子排列改变透光特性
D. 气体电离后形成放电发光
6. 荧光数码管中的灯丝主要用于( )
A. 加热阴极并提供电子
B. 限制阳极并稳定电压
C. 扫描位选并传送信号
D. 储存电荷并滤除纹波
7. 用于显示十进制数字的七段数码管,通常由多少个发光段组成( )
A. 5个发光段
B. 7个发光段
C. 6个发光段
D. 8个发光段
8. 荧光数码管中的栅极主要作用是( )
A. 产生电子发射作用
B. 控制电子流通断
C. 承载荧光粉涂层
D. 输出稳定直流电压
9. 荧光数码管的字符电极表面通常涂覆的发光材料是( )
A. 导电银浆
B. 液晶材料
C. 绝缘漆层
D. 荧光粉层
10. 七段数码显示器全部笔段均被点亮时,显示的字符是( )
A. 数字0
B. 数字6
C. 数字8
D. 数字9
11. 荧光数码管中,加热阴极的主要作用是( )
A. 受热释放电子形成电子流
B. 接受电子轰击产生荧光
C. 控制字符电极的选通状态
D. 维持管内气体的放电状态
12. 荧光数码管中,涂有荧光粉的笔段电极在工作时( )
A. 受热后发射电子
B. 加压后控制通断
C. 导电后形成磁场
D. 受轰击后发出荧光
13. 荧光数码管中,栅极的主要作用是( )
A. 将电子能量转换为可见光
B. 加热阴极表面产生电子
C. 控制电子到达阳极的通断
D. 提供灯丝工作所需热量
14. 维修中发现某荧光数码管玻壳破裂漏气,接通电源后最可能出现的现象是( )
A. 各位均持续增亮
B. 个别笔段交替闪亮
C. 显示字符全部倒置
D. 各位均不能正常发亮
15. 荧光数码管中,阳极段加正电压并接收电子后,主要表现为( )
A. 阴极温度降低并停止发射
B. 荧光粉受电子轰击而发光
C. 栅极电位降低并截止电子
D. 管内真空度下降并产生放电
16. 一只四位荧光数码管采用动态扫描方式工作,每一位的点亮时间为2 ms。该显示器完成一次全位扫描的刷新频率约为( )
A. 125 Hz
B. 250 Hz
C. 500 Hz
D. 1000 Hz
17. 荧光数码管内部需要保持较高真空度,主要是为了( )
A. 便于液晶分子按电场方向排列
B. 便于半导体结形成载流子复合
C. 便于气体分子碰撞产生放电
D. 便于电子在管内运动并轰击荧光粉
18. 某四位荧光数码管工作时,灯丝能正常发亮,各位其余笔段均能显示,但每一位的b段始终不亮。最可能的故障部位是( )
A. 某位栅极驱动电路故障
B. b段阳极公共驱动电路故障
C. 灯丝供电回路发生故障
D. 整机阳极电源电压偏低
19. 某发光段正向压降为2 V,工作电源为5 V,要求工作电流为15 mA。串联限流电阻的理论值约为( )
A. 200 Ω
B. 100 Ω
C. 150 Ω
D. 330 Ω
20. 一个四位数码管采用动态扫描方式显示,扫描帧频为200 Hz,四位数码管依次等时点亮。若某发光段点亮时的电流为20 mA,则该发光段的单次点亮时间和平均电流分别约为( )
A. 0.80 ms,4 mA
B. 1.25 ms,20 mA
C. 1.25 ms,5 mA
D. 5.00 ms,5 mA
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 对于共阳接法的发光二极管数码显示器,应采用______电平驱动的七段显示译码器。
22. 半导体数码显示器的内部接法有两种形式:共______接法和共______接法。
23. 液晶显示器的优点是功耗______、工作______。
24. 七段数码管由七个发光段组成,通常用字母______表示各段,其中中央横向发光段通常表示为______段。
25. 发光二极管数码管按内部连接方式可分为共阳极型和______型;共阴极数码管点亮某一段时,应向该段阳极施加______电平。
26. 液晶显示器利用液晶的______效应实现显示,液晶显示单元本身通常______发光。
27. 荧光数码管是一种真空电子器件,主要由灯丝、栅极和______组成;其发光材料通常是涂覆在阳极表面的______。
28. 荧光数码管工作时,灯丝被加热后,阴极通过______发射电子;电子轰击阳极上的荧光粉,使其产生______。
29. 在多位荧光数码管动态显示电路中,通常利用栅极选择显示的______,利用阳极选择该位需要点亮的______。
30. 荧光数码管的栅极除具有控制电子流作用外,还可用于______不同数码位;因此多位显示电路可采用______扫描方式工作。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 数码显示器是一种数字电路应用中常用的设备,可将数字信号转换为其他形式的信号。( )
32. 数码显示器通常利用若干发光段的不同组合来表示数字和部分字符。( )
33. 七段数码显示器显示数字“8”时,应使全部七个笔段熄灭。( )
34. 发光二极管数码管发光时,电能直接转换为光能,不需要加热阴极。( )
35. 液晶数码显示器本身能够主动发光,因此在黑暗环境中不需要背光装置。( )
36. 荧光数码管中的阴极经加热后能够发射电子,为显示工作提供电子来源。( )
37. 荧光数码管的阳极表面涂有荧光材料,受到电子轰击后能够发出可见光。( )
38. 某荧光数码管已接通灯丝电源,但各位栅极均未加控制电压,此时所有数字位都应正常显示。( )
39. 在多位荧光数码管的动态显示电路中,控制器按一定频率轮流选通各位,可利用视觉暂留获得稳定显示效果。( )
40. 维修一台荧光数码显示设备时,发现灯丝正常发热而所有数字位均不亮,因此可以直接判定各段阳极的荧光粉已经全部损坏。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述常见数码显示器的主要类型及其显示特点。
42. 说明荧光数码管的基本结构和发光原理。
43. 比较发光二极管数码管与荧光数码管在发光原理和驱动条件上的主要区别。
44. 某设备中的荧光数码管出现“所有笔段均不发光”的故障。经检查,控制器输出的显示数据正常,电源部分的逻辑电压也正常。分析应重点检查的部位,并说明判断依据。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某自动化生产线控制柜原采用四位荧光数码管显示设备运行参数。该数码管采用动态扫描方式,每次只选通一位,四位轮流扫描,单个完整扫描周期内每位点亮时间相同。设备显示“8888”时,每位数码管的7个阳极段均点亮。已知:荧光数码管灯丝电压为3 V,灯丝电流为0.12 A;选通一位时,每个点亮阳极段电流为8 mA,栅极电流为4 mA;阳极和栅极工作电压为12 V。现有控制板仅能提供5 V逻辑信号和5 V电源。(1)计算12 V电源在选通一位时的瞬时电流、动态扫描时的平均电流,以及荧光数码管的平均总功率。(2)判断现有5 V电源和普通发光二极管数码管驱动电路能否直接驱动该荧光数码管,并说明理由。(3)为使改造后的显示系统能够稳定工作,说明电源和驱动电路至少应采取的改进措施。
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内蒙古(对口招生)装备制造类《电工电子技术与技能》45分钟专题训练卷专辑,共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《机械加工技术》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)装备制造类 《电工电子技术与技能》
项目十四:组合逻辑电路
任务六:常见数码显示器
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. LED显示器共阴极接法,需要所有发光二极管的阴极接( )
A. 1.2V
B. +5V
C. 接地
D. +10V
【答案】C
【解析】共阴极接法是将所有发光二极管的阴极连接在一起并接地,因此选C。
2. LED显示器共阴极接法中,需要所有发光二极管的阳极接( )
A. 接地
B. +5V
C. 接高电平
D. +10V
【答案】B
【解析】共阴极接法中,所有发光二极管的阴极接地,阳极需接正电源,通常接+5V,因此选B。
3. 在常见数码显示器中,发光二极管显示器的发光原理是( )
A. 利用半导体结正向电流产生可见光
B. 利用液晶分子取向改变透光状态
C. 利用气体放电过程产生可见光
D. 利用电子轰击荧光粉转换产生光线
【答案】A
【解析】发光二极管利用半导体结正向导通时的载流子复合发光。
4. 荧光数码管能够显示字符,主要是利用( )
A. 灯丝受热后直接发光
B. 栅极通电后直接发光
C. 荧光粉受电子轰击发光
D. 阳极受热后直接发光
【答案】C
【解析】荧光数码管内的电子轰击涂有荧光粉的阳极笔段,荧光粉受激后发光。
5. 液晶数码显示器改变字符显示状态的主要依据是( )
A. 阴极受热后发射电子
B. 电子轰击荧光粉产生光线
C. 液晶分子排列改变透光特性
D. 气体电离后形成放电发光
【答案】C
【解析】液晶材料在电场作用下改变分子排列,从而改变光的透过状态。
6. 荧光数码管中的灯丝主要用于( )
A. 加热阴极并提供电子
B. 限制阳极并稳定电压
C. 扫描位选并传送信号
D. 储存电荷并滤除纹波
【答案】A
【解析】灯丝加热后成为阴极,能够发射电子,为荧光数码管发光提供电子来源。
7. 用于显示十进制数字的七段数码管,通常由多少个发光段组成( )
A. 5个发光段
B. 7个发光段
C. 6个发光段
D. 8个发光段
【答案】B
【解析】七段数码管通常由七个彼此独立的发光段组成,通过控制不同发光段的组合来显示十进制数字。题目问的是数码管本身包含的发光段数量,因此应选B。
8. 荧光数码管中的栅极主要作用是( )
A. 产生电子发射作用
B. 控制电子流通断
C. 承载荧光粉涂层
D. 输出稳定直流电压
【答案】B
【解析】栅极通过电位变化控制电子能否到达阳极笔段,从而实现位选和显示控制。
9. 荧光数码管的字符电极表面通常涂覆的发光材料是( )
A. 导电银浆
B. 液晶材料
C. 绝缘漆层
D. 荧光粉层
【答案】D
【解析】荧光粉受到电子轰击后发光,形成可观察的数字或字符。
10. 七段数码显示器全部笔段均被点亮时,显示的字符是( )
A. 数字0
B. 数字6
C. 数字8
D. 数字9
【答案】C
【解析】数字8由七段数码显示器的全部笔段共同点亮形成。
11. 荧光数码管中,加热阴极的主要作用是( )
A. 受热释放电子形成电子流
B. 接受电子轰击产生荧光
C. 控制字符电极的选通状态
D. 维持管内气体的放电状态
【答案】A
【解析】荧光数码管的阴极受热后发生热电子发射,为显示发光提供电子。
12. 荧光数码管中,涂有荧光粉的笔段电极在工作时( )
A. 受热后发射电子
B. 加压后控制通断
C. 导电后形成磁场
D. 受轰击后发出荧光
【答案】D
【解析】笔段阳极表面的荧光粉受到电子轰击后发光,形成相应的数字或字符。
13. 荧光数码管中,栅极的主要作用是( )
A. 将电子能量转换为可见光
B. 加热阴极表面产生电子
C. 控制电子到达阳极的通断
D. 提供灯丝工作所需热量
【答案】C
【解析】栅极通过控制电子流通断实现字符选择,并可影响显示亮度。
14. 维修中发现某荧光数码管玻壳破裂漏气,接通电源后最可能出现的现象是( )
A. 各位均持续增亮
B. 个别笔段交替闪亮
C. 显示字符全部倒置
D. 各位均不能正常发亮
【答案】D
【解析】荧光数码管需在真空环境中工作,漏气会妨碍电子运动,使显示器不能正常发亮。
15. 荧光数码管中,阳极段加正电压并接收电子后,主要表现为( )
A. 阴极温度降低并停止发射
B. 荧光粉受电子轰击而发光
C. 栅极电位降低并截止电子
D. 管内真空度下降并产生放电
【答案】B
【解析】带正电的阳极段吸引电子,电子轰击其表面的荧光粉使其发光。
16. 一只四位荧光数码管采用动态扫描方式工作,每一位的点亮时间为2 ms。该显示器完成一次全位扫描的刷新频率约为( )
A. 125 Hz
B. 250 Hz
C. 500 Hz
D. 1000 Hz
【答案】A
【解析】一次全位扫描时间为,刷新频率为。
17. 荧光数码管内部需要保持较高真空度,主要是为了( )
A. 便于液晶分子按电场方向排列
B. 便于半导体结形成载流子复合
C. 便于气体分子碰撞产生放电
D. 便于电子在管内运动并轰击荧光粉
【答案】D
【解析】较高真空度可减少电子与气体分子碰撞,使电子顺利到达阳极。
18. 某四位荧光数码管工作时,灯丝能正常发亮,各位其余笔段均能显示,但每一位的b段始终不亮。最可能的故障部位是( )
A. 某位栅极驱动电路故障
B. b段阳极公共驱动电路故障
C. 灯丝供电回路发生故障
D. 整机阳极电源电压偏低
【答案】B
【解析】各位均缺少同一笔段,说明位选栅极正常,故障应集中在该笔段共用的阳极驱动回路。
19. 某发光段正向压降为2 V,工作电源为5 V,要求工作电流为15 mA。串联限流电阻的理论值约为( )
A. 200 Ω
B. 100 Ω
C. 150 Ω
D. 330 Ω
【答案】A
【解析】根据欧姆定律,电阻值为 。
20. 一个四位数码管采用动态扫描方式显示,扫描帧频为200 Hz,四位数码管依次等时点亮。若某发光段点亮时的电流为20 mA,则该发光段的单次点亮时间和平均电流分别约为( )
A. 0.80 ms,4 mA
B. 1.25 ms,20 mA
C. 1.25 ms,5 mA
D. 5.00 ms,5 mA
【答案】C
【解析】帧周期为 ms,每位点亮时间为 ms;占空比为四分之一,平均电流为 mA。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 对于共阳接法的发光二极管数码显示器,应采用______电平驱动的七段显示译码器。
【答案】低
【解析】共阳接法中,发光二极管的阳极接高电平,七段显示译码器的输出端需采用低电平驱动,使相应发光段导通,因此填“低”。
22. 半导体数码显示器的内部接法有两种形式:共______接法和共______接法。
【答案】① 阴极 ② 阳极
【解析】半导体数码显示器按发光二极管公共端的连接方式,分为共阴极接法和共阳极接法,因此依次填“阴极”“阳极”。
23. 液晶显示器的优点是功耗______、工作______。
【答案】① 极小 ② 电压低
【解析】液晶显示器利用液晶分子对光的调制实现显示,工作时所需功率很小,且驱动电压较低,因此填“极小”“电压低”。
24. 七段数码管由七个发光段组成,通常用字母______表示各段,其中中央横向发光段通常表示为______段。
【答案】a~g;g
【解析】七段数码管的七个发光段依次标记为a、b、c、d、e、f、g,g段位于数码管中央。
25. 发光二极管数码管按内部连接方式可分为共阳极型和______型;共阴极数码管点亮某一段时,应向该段阳极施加______电平。
【答案】共阴极;高
【解析】共阴极型各发光二极管阴极相连,阳极获得高电平时相应发光段导通发光。
26. 液晶显示器利用液晶的______效应实现显示,液晶显示单元本身通常______发光。
【答案】电光;不
【解析】液晶的电光效应可改变光的透过状态,液晶显示器通常需要背光源或外界光照。
27. 荧光数码管是一种真空电子器件,主要由灯丝、栅极和______组成;其发光材料通常是涂覆在阳极表面的______。
【答案】阳极;荧光粉
【解析】荧光数码管内部设有灯丝、栅极和阳极,阳极表面的荧光粉受电子轰击后发光。
28. 荧光数码管工作时,灯丝被加热后,阴极通过______发射电子;电子轰击阳极上的荧光粉,使其产生______。
【答案】热电子发射;荧光
【解析】灯丝加热阴极产生热电子发射,电子受电场作用轰击荧光粉而发光。
29. 在多位荧光数码管动态显示电路中,通常利用栅极选择显示的______,利用阳极选择该位需要点亮的______。
【答案】位;段
【解析】动态显示通过栅极进行位选,通过阳极进行段选,依次点亮各位形成连续视觉显示。
30. 荧光数码管的栅极除具有控制电子流作用外,还可用于______不同数码位;因此多位显示电路可采用______扫描方式工作。
【答案】选择;动态
【解析】栅极能够控制相应数码位导通,控制电路依次选通各位即可实现动态扫描显示。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 数码显示器是一种数字电路应用中常用的设备,可将数字信号转换为其他形式的信号。( )
【答案】正确
【解析】数码显示器是数字电路中常用的输出设备,能够把数字信号转换为可视化的数字、字符等显示形式,例如七段数码管可通过各段的亮灭组合显示数字。因此题干正确。
32. 数码显示器通常利用若干发光段的不同组合来表示数字和部分字符。( )
【答案】正确
【解析】数码显示器通过控制各显示段的亮灭组合,可形成不同数字和简单字符。
33. 七段数码显示器显示数字“8”时,应使全部七个笔段熄灭。( )
【答案】错误
【解析】数字“8”需要七个笔段全部点亮,全部熄灭时通常不显示数字。
34. 发光二极管数码管发光时,电能直接转换为光能,不需要加热阴极。( )
【答案】正确
【解析】发光二极管数码管利用半导体发光,其工作过程不依靠阴极热电子发射。
35. 液晶数码显示器本身能够主动发光,因此在黑暗环境中不需要背光装置。( )
【答案】错误
【解析】液晶本身不主动发光,黑暗环境下通常需要背光源或外部光源照明。
36. 荧光数码管中的阴极经加热后能够发射电子,为显示工作提供电子来源。( )
【答案】正确
【解析】荧光数码管利用加热阴极产生热电子发射,这是其发光的基本条件。
37. 荧光数码管的阳极表面涂有荧光材料,受到电子轰击后能够发出可见光。( )
【答案】正确
【解析】电子轰击阳极上的荧光粉,会使荧光材料激发并产生可见光。
38. 某荧光数码管已接通灯丝电源,但各位栅极均未加控制电压,此时所有数字位都应正常显示。( )
【答案】错误
【解析】栅极用于控制电子流能否到达阳极,栅极未正确加电时,相应数字位不能正常显示。
39. 在多位荧光数码管的动态显示电路中,控制器按一定频率轮流选通各位,可利用视觉暂留获得稳定显示效果。( )
【答案】正确
【解析】动态扫描通过快速轮流点亮各显示位,使人眼感觉各位持续稳定发光。
40. 维修一台荧光数码显示设备时,发现灯丝正常发热而所有数字位均不亮,因此可以直接判定各段阳极的荧光粉已经全部损坏。( )
【答案】错误
【解析】全不亮还可能由栅极电压、阳极电压或驱动电路故障引起,不能直接判定荧光粉损坏。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述常见数码显示器的主要类型及其显示特点。
【答案】(1)发光二极管数码管利用发光二极管发光显示数字,亮度较高、响应速度快、工作电压较低。(2)液晶数码显示器利用液晶对光的调制作用显示数字,功耗很低,但通常需要外部光源或环境光。(3)荧光数码管利用电子轰击荧光粉发光显示数字,亮度较高、显示清晰,但需要灯丝加热和较高的驱动电压。
【解析】常见数码显示器的发光或显示原理不同,导致其在亮度、功耗、响应速度和驱动条件等方面存在差异。回答时应抓住显示原理和主要特点。
42. 说明荧光数码管的基本结构和发光原理。
【答案】(1)荧光数码管主要由灯丝、栅极、阳极、荧光粉和玻璃外壳等组成,管内保持真空。(2)灯丝通电后受热发射电子,电子在阳极电场作用下向阳极运动。(3)选通的栅极和阳极加上适当正电压后,电子轰击阳极表面的荧光粉,使相应笔段发光。(4)通过控制不同阳极笔段和栅极的通断,可以显示不同数字或符号。
【解析】荧光数码管属于真空荧光显示器件,其核心是热电子发射和荧光粉发光。栅极负责选通,阳极笔段负责形成具体的数字或符号。
43. 比较发光二极管数码管与荧光数码管在发光原理和驱动条件上的主要区别。
【答案】(1)发光二极管数码管通过半导体结注入电流发光,荧光数码管通过热电子轰击荧光粉发光。(2)发光二极管数码管一般只需提供限流后的直流驱动,荧光数码管还需要对灯丝进行加热。(3)发光二极管数码管的阳极或阴极直接由驱动电路控制,荧光数码管通常需要控制栅极和阳极,并提供相应的阳极驱动电压。(4)荧光数码管显示亮度较高、视角较好,但驱动电路比发光二极管数码管复杂。
【解析】两者均可采用分段控制,但发光机理不同。荧光数码管具有灯丝、栅极和阳极等结构,因而在加热、选通和驱动电压方面比发光二极管数码管要求更多。
44. 某设备中的荧光数码管出现“所有笔段均不发光”的故障。经检查,控制器输出的显示数据正常,电源部分的逻辑电压也正常。分析应重点检查的部位,并说明判断依据。
【答案】(1)首先检查灯丝供电及灯丝是否断路。灯丝不能正常加热时,无法产生足够的热电子,所有笔段都会不发光。(2)检查荧光数码管的阳极驱动电压和栅极驱动电压。驱动电压缺失或幅值不足时,电子不能有效轰击荧光粉。(3)检查显示器件与驱动电路之间的公共连接、插接端子和驱动器件,确认是否存在断路、虚焊或公共回路故障。(4)若灯丝、阳极电压、栅极电压及连接均正常,则应进一步更换同规格器件进行对比,以判断数码管内部是否损坏。
【解析】所有笔段同时失效,且显示数据和逻辑电源正常,故障范围应集中在荧光数码管的公共工作条件和公共驱动通路。应按灯丝、阳极及栅极电压、公共连接、器件本体的顺序检查。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某自动化生产线控制柜原采用四位荧光数码管显示设备运行参数。该数码管采用动态扫描方式,每次只选通一位,四位轮流扫描,单个完整扫描周期内每位点亮时间相同。设备显示“8888”时,每位数码管的7个阳极段均点亮。已知:荧光数码管灯丝电压为3 V,灯丝电流为0.12 A;选通一位时,每个点亮阳极段电流为8 mA,栅极电流为4 mA;阳极和栅极工作电压为12 V。现有控制板仅能提供5 V逻辑信号和5 V电源。(1)计算12 V电源在选通一位时的瞬时电流、动态扫描时的平均电流,以及荧光数码管的平均总功率。(2)判断现有5 V电源和普通发光二极管数码管驱动电路能否直接驱动该荧光数码管,并说明理由。(3)为使改造后的显示系统能够稳定工作,说明电源和驱动电路至少应采取的改进措施。
【答案】(1)选通一位时,12 V电源的瞬时电流为。动态扫描过程中任一时刻均有一位被选通,因此12 V电源的平均电流为。阳极、栅极电路平均功率为。灯丝功率为。荧光数码管平均总功率为。(2)不能直接驱动。荧光数码管需要3 V灯丝加热,并需要约12 V的阳极、栅极工作电压;普通发光二极管数码管驱动电路主要提供低压段电流,不能满足荧光数码管的工作条件。(3)增加稳定的3 V灯丝电源和12 V阳极、栅极电源;采用专用荧光数码管驱动器完成栅极选通和阳极段控制;设置限流、消隐及动态扫描控制,防止过流和重影。
【解析】(1)选通一位时,阳极电流为7×8=56 mA,加栅极电流4 mA,12 V电源瞬时及平均电流均为60 mA,功率为12×0.06=0.72 W;灯丝功率为3×0.12=0.36 W,平均总功率为1.08 W。(2)不能直接驱动,因荧光管需3 V灯丝电源及12 V阳极、栅极电压,普通发光二极管驱动电路不匹配。(3)增加稳定的3 V、12 V电源,采用专用驱动器,并设置限流、消隐和扫描控制。
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