1.8 反应测试器
人们对事物或信号的反应速度有快有慢。反应测试器可以测出您对信号的反应速度，并将反应能力分为九段，反应速度越快段数越高。反应速度最快者（反应时间在50ms之内）为9段，反应速度最慢者（反应时间超过400ms）为1段。经常进行反应测试训练，可以逐步提高您的反应速度。
1.8.1 电路工作原理
如图1-87所示为反应测试器电路。由开机延迟电路、测试信号灯、时钟振荡器、减法计数器、驱动电路、显示光柱、测试按钮和控制电路等部分组成。如图1-88所示为原理方框图。
图1-87 反应测试器电路
图1-88 反应测试器原理方框图
电路中共使用了16个数字门电路（或非门D1～D4，反相器D11～D16、D21～D26），包含在3块CMOS数字集成电路中。以及CMOS移位寄存器集成电路（IC1）。显示部分使用了10只发光二极管（VD1～VD10）。S1为测试按钮，S2为电源开关。
反应测试器工作原理是开机时延迟数秒后，测试信号灯亮，同时减法计数器在时钟脉冲作用下开始递减，由VD2～VD10组成的发光二极管（LED）光柱逐步缩短。当被测试人按下测试按钮时，时钟振荡器停振，减法计数器处于保持状态，LED光柱显示出结果（以1～9段的形式显示）。
（1）减法计数器
减法计数器实际上是一个8位移位寄存器，由IC1构成。IC1采用双4位静态移位寄存器CD4015，其内部含有两组独立的4位串入-并出移存器，两组移存器级联使用，组成8位右移寄存器，如图1-89所示。
图1-89 减法计数器
开机延迟电路的输出信号（先是“1”，数秒钟后变为“0”）作为其串行输入数据，在时钟脉冲CP的作用下迅速右移。当CP中止时，数据停止右移并处于保持状态。移存器的8位寄存单元的状态由Q1～Q8输出，通过驱动电路D13～D16、D21～D24驱动发光二极管显示出来。
（2）开机延迟电路
开机延迟电路由D1、R1、C1等组成，如图1-90所示。刚开机时，D1输出为“1”，使减法计数器IC1的8位寄存单元在时钟脉冲CP作用下迅速全为“1”。
图1-90 开机延迟电路
3～4s后，D1输出变为“0”，同时使：①测试信号灯VD1亮；②减法计数器IC1的输入数据变为“0”；③或非门D2开启。D2的作用是使测试按钮S1只有在测试信号灯VD1亮后才起作用，提前按下无效。
（3）时钟振荡器
时钟振荡器由D25、D26等组成，产生周期约50ms的时钟脉冲CP。该时钟振荡器受D3、D4组成的RS触发器的控制，而RS触发器的输出状态（Q端）又受到测试按钮控制信号和开机置位信号的控制。
如图1-91所示，刚开机时，C3、R15组成的置位电路将RS触发器置位，使Q=1，时钟振荡器起振，输出脉冲方波。当测试按钮被按下时，D2输出控制信号将RS触发器置零，使Q=0，时钟振荡器停振，输出为“0”。
图1-91 时钟振荡器
1.8.2 元器件选择
IC1采用静态移位寄存器集成电路CD4015。D1～D4使用了一块或非门集成电路CD4001，内含4个独立的或非门。D11～D16、D21～D26各使用了一块缓冲器集成电路CD4049，内含6个独立的反相器，具有大吸收电流的特点，可直接驱动发光二极管。各集成电路引脚功能如图1-92所示。
图1-92 各集成电路引脚功能
电路中采用了两种发光二极管。测试信号灯VD1采用直径5mm的圆形绿色发光二极管，LED显示光柱VD2～VD10采用截面为2mm×5mm的方形红色发光二极管。两种发光二极管的内部结构和引脚特征相似，正极内电极较小、引脚较长；负极内电极较大、引脚较短，如图1-93所示，安装时不要弄错。
图1-93 发光二极管引脚（尺寸单位：mm）
测试按钮S1采用带键帽的轻触按钮开关，如图1-94（a）所示。也可自选一个美观的树脂纽扣等作为键帽，在树脂纽扣的底部钻一个与按钮S1的按柄直径相同的孔，涂上胶后套在无键帽轻触开关的按钮柄上即可，如图1-94（b）所示。
图1-94 测试按钮
1.8.3 制作步骤
制作时可按以下步骤进行。
（1）制作电路板
反应测试器电路板如图1-95所示。截取一块50mm×130mm的单面敷铜板，按图画好电路走线后腐蚀而成，并在元件安装孔处（图中画小圆圈处）钻好直径0.8mm左右的孔。需注意4块集成电路的引脚孔位置必须准确，以防安装困难。为方便焊接，可在铜箔面涂一层松香水（松香碾成粉末溶于酒精中而成）助焊。
图1-95 反应测试器电路板（尺寸单位：mm）
（2）电源采用扣式9V层叠电池，电池扣板可自制。如图1-96所示从废旧层叠电池中拆下带安装扣的小胶木板，从其背面焊上正、负极引线即可。
图1-96 拆下电池扣板
因为扣式电池的正极为阳扣、负极为阴扣，所以焊接电池扣板的引线时需注意，正极引线焊在阴扣上，负极引线焊在阳扣上，如图1-97所示，不能弄错，以保证电池能极性正确地扣上。
图1-97 焊上引线
（3）安装元器件
元器件安装位置如图1-98所示（元件面）。将各元器件安插到电路板的相应位置上，其引脚从安装孔中穿出至铜箔面并焊牢。安插集成电路时，要注意其引脚顺序不能弄错。图1-98中的4道黑线是短路线。
图1-98 元器件安装位置
为保证反应测试器整机结构的匹配，各元器件安装焊接在电路板上的高度应符合图1-99的要求。发光二极管（VD1～VD10）顶端距电路板表面14mm，开关按钮（S1、S2）的手柄顶端距电路板表面为16mm。其余各元器件的安装高度不得超过10mm。
图1-99 元器件高度限制（尺寸单位：mm）
（4）改制或自制外壳
反应测试器需要一个能容纳下电路板和电池的扁长形状的外壳，如图1-100所示。可用适当大小的成品遥控器外壳改制，也可用有机玻璃或塑料板自制。在外壳上盖上对应发光二极管和开关、按钮的地方开好相应的圆形或方形的孔。
图1-100 制作外壳
（5）制作面板
反应测试器面板如图1-101所示。面板可用薄塑料板或有机玻璃板制成，也可用立时贴胶纸制成，并粘牢在外壳上盖上即可。对于用成品遥控器壳改制的外壳，面板正好可遮盖住原外壳上多余的孔。
图1-101 反应测试器面板
1.8.4 电路调试
反应测试器的分段时间差取决于时钟振荡器（D25、D26）产生的时钟脉冲的周期。图1-102中所示电路参数每50ms为一个段差时间，如果您认为这指标对反应速度的要求过高，可调节R17予以改变，如图1-102所示。
图1-102 电路调节
当R17为75kΩ时，段差时间为75ms，即反应时间在75ms之内者为9段，超过600ms者为1段。
当R17为100kΩ时，段差时间为100ms，即反应时间在100ms之内者为9段，超过800ms者为1段。
1.8.5 使用方法
使用时，手持反应测试器，打开电源开关，同时双眼注视反应测试器上端的测试信号灯（绿色圆形发光二极管）。当测试信号灯亮时，迅速按动测试按钮，这时LED光柱的高度即指示出您的反应能力为几段。关上电源开关数秒钟后再打开，即可进行第二次测试。