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单刀双掷开关的另类应用
作者：龚建平
来源：《中学物理·高中》2014年第05期
和学校的电工师傅聊天，他说有电工在给楼梯电灯接双掷开关时采用了如图1所示的接法，跟正常接法（如图2）比较的优点是可以节省电线，但不知是否存在什么隐患.
我仔细看了一下电路，确实是一种书中没有提到的接法.当电灯发光时，有可能连接上面
开关的电线与火线连通，连接下面开关的电线与零线连通；也有可能连接上面开关的电线与零线连通，连接下面开关的电线与火线连通.当电灯熄灭时，有可能灯泡经过上、下两开关连接
的都是火线；也有可能灯泡经过上、下两开关连接的都是零线.
这种连接方法与正常的接法比较虽属另类，但是只要我们有充分的思想准备，也可以做
到不出安全事故.因为第一，接入电路的电线不管是火线还是零线，一般都会接在人不容易直
接触摸得到的地方；第二，在检查灯泡时，要想到有可能被检查的灯泡两端都有可能连的是火线（还有可能两边都连零线或一边火线一边零线）；第三，在检查开关时，要想到这里面的两静触头跟正常发光的灯头两触点一样，既有一端连火线，又有一端连零线.这样就能做到防患
于未燃.。
单刀双掷开关在自动增益控制电路中的应用作者：莫骊来源：《硅谷》2013年第02期摘要：自动增益控制电路（AGC）是微波接收机中常用的一种电路。
为了提高器件使用效率，优化端口驻波匹配，可以使用单刀双掷开关来实现AGC电路。
单刀双掷开关采用PIN 二极管制作，其插入损耗小、隔离度较高、并且端口驻波较好。
该开关采用串并联电路方式，并利用Ansoft公司的Serenade软件对其进行仿真优化，电路基板使用Rogers的RT5880板材。
经过实际测试，该AGC电路的工作频率为9.5～10.5GHz，正常支路插损小于4dB，带内平坦度0.5dB，输入输出驻波比小于1.6。
关键词：自动增益控制；单刀双掷开关；PIN二极管；插入损耗；隔离度0 引言自动增益控制电路（AGC）在微波接收系统中应用广泛。
随着无线电技术的发展，以及为了适应日益复杂的电子战的需要，对接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力等方面的性能和指标提出了越来越苛刻的要求。
由于天线接收到的有效信号功率会在一定范围内变化，同时接收到的干扰的功率也有可能变化[1]。
为了提高接收机的动态范围，需要自动增益控制电路将天线接收到的不同功率的信号放大到接收机线性工作所需的最优功率。
另外，接收机工作时，由于电源电压的不稳定、环境温度的变化、电路工作参数的变化等，都可能引起接收机增益的不稳定，用AGC可以补偿这种增益的不稳定[2]。
实现AGC的方法有很多种，常规是使用数控衰减器，但是数控衰减器通常有好几位步进，对于只需一位AGC控制的接收机来说造成电路上的浪费。
并且数控衰减器往往是宽带匹配，在所需使用的频段端口驻波可能并不理想。
使用两个单刀双掷开关串联加上衰减器的电路方式来实现一位AGC控制功能，可提高器件使用效率，优化端口驻波匹配。
在微波高频段电路中经常采用PIN二极管来实现单刀双掷开关。
与MESFET和PHEMT器件相比较，PIN二极管具有插入损耗低、截止频率高、功率容量大的特点[3]，特别适合于制作性能优异的微波控制电路。
电学中单刀双掷开关的运用很多，其中之一就是可以用于两地控制同一个用电器。
曾想过做一块模板，将电路展示出来，但苦于实验室只有一个单刀双掷开关；民用开关由于有面板盖住，根本无法看清里边掷刀与触点间的变化，所以习惯了在纸上做实验，在黑板上演实验。
但现在的学生理解力要打点折扣，如果再这样做的话，恐怕只有老师一个人能理解了。
今天到初三组办公室，看到赖老师和他的伙伴们将两个单刀开关合并做了一个单刀双掷开关，用它们来模拟生活中异地控制一灯，效果非常好。
这是厂制单刀双掷开关
这是自制单刀双掷开关
灯灭
灯亮。
浅谈单刀双掷开关的应用之一
某杂志2003.6.p46登载《巧用单刀双掷开关》一文，仅举两例“用单刀双掷开关测量未知电阻rx”。
如图1所示的方案：当单刀1触3时“电流是上进下出表v的”；当1触2时“电流是下进上出表v的”，故该方案不能采用！而如图2所示的测试电路，实质是把两个简单电路视为一个并联电路！由于实验原理涉及闭合电路欧姆定律，故该方案实属纸上谈兵！拙文以两幅电路图为例，简介“单刀双掷开关在测量未知电阻rx电路中的应用”，不当之处敬请各位师长施教。
我们认为测量未知电阻rx必须注意如下几个点：
⑴实验原理：必须遵守闭合电路欧姆定律！当只给一块表v不准使用表a时，用测量值表达的测量结果，需要依据“ix＝i0或u＝ux＋u0”串联电路特点；而只给一只表a不准使用表v时，用测量值表达的测量结果，还需要依据“ux＝u0或i＝ix＋i0”并联电路规律。
此时仅书写“∵i＝u/r、∴r＝u/i”是不完整的。
⑵选用器材：由于滑动变阻器的说明书里已注明：“总阻值误差为±8%”；电阻圈的说明书里也写着：“产品出厂前电桥测定，阻值允许误差不大于±1%”。
我们曾对实验室三种滑动变阻器普测表明：80%以上δr > 5%!故知绝不能使用滑动变阻器替代电阻圈做测定性实验！
⑶设计方案：应遵循“低电压弱电流”的原则，其好处有：
①在通电时间一定时，每次消耗的电能少，若用干电池做此实验，
电源电压衰减能慢些；
②能减小由于电流的热效应而使rx值变大、减小电阻发热而产生的误差；
③每次实验电压均低于3ｖ，能使表v选用“０～3ｖ”量程、表a选用“０.0～0.6a”量程，从而提高了测量的准确度；
④能使学生进一步学“会使用电流表和电压表”、正确读取测量值。
⑷读取数据：实验室里配备的表a和表v，准确度都是2.5级即为2.5％，当指针满偏时“允许误差多达±0.75个分度值”（小格）！所以在有多只电表的实验里，一定要通过滑动变阻器的调节，使它们的指针以偏转幅度较大的为基准，都能靠近、不一定都能指在某一条刻线后再读数。
例1.如图3所示：只给一块表v和已知阻值的电阻圈r0、不准改动电路连接导线，使用干电池做电源（以下均相同），测未知电阻rx阻值的基本要求是：r0和rx必须串联接在电路中,且不准用导线或开关把它们其中的任意一个“短接”起来！
方案⑴：闭合开关s（以下均省略），先使单刀双掷开关（以下简称“单刀”）2触1、5触4后，移动滑动变阻器的滑片（以下简称“滑片”），直到表v示数等于某一计算方便的值为u0时，滑片位置不动测取u0后，再立即使2触3、5触6测取ux，，则rx＝ux/u0·r0（注：应该移动滑片测取三组对应的u0和ux、再算出rx的平均值，以下均省略。
而rx 和r0限定选用5ω、10ω和15ω三种规格的电
阻圈、下同。
建议：①若选用5ω和10ω串联时，总电压u的参考值可选取：0.4v、0.6v、0.8v、1.0v、1.4v和1.6v；②若选用5ω和15ω串联时，总电压u的参考值可选取：0.3v、0.6、0.9、1.2v、1.5v和1.8v；③若选用10ω和15ω串联时，总电压u的参考值可选取：0.6v、1.2v、1.8v、2.4v和3.0v。
总之串联电路两端的总电压均不高于3v，要确保表v能选用“0～3v”的量程）。
方案⑵：先使单刀2触1、5触 4后移动滑片，直到表v示数等于某一计算方便的值为u0时，滑片位置不动测取u0后，滑片和单刀2的位置不动、再立即使5触6测出ｒ0和rx两端的总电压为u，则rx＝(u－u0)/u0·r0。
方案⑶：先使单刀2触3、5触6后移动滑片，直到表v示数等于某一计算方便的值为ux时，滑片位置不动测取ux后、滑片和单刀5的位置不动，再立即使单刀2触1、测出ｒ0和rx两端的总电压为u，则rx＝ux / (u－ux)·r0。
思考题：用图3你能探究出：“串联电路的电压特点和总电压的分配规律”吗？
例2.如图4所示：只给一块表a和已知阻值的电阻圈r0，测未知电阻rx阻值的前提条件是：r0和rx一定要并联接在电路中、且各支路必须同时处于通路状态！
方案⑴：先使单刀2触3、5触6后移动滑片，直到表a示数等于某一计算方便的值为i0时，滑片位置不动测取i0后，再立即使单刀2触1、5触4，测出rx的电流为ix，则rx = i0/ix·r0（建
议：①若选用5ω和10ω并联时，总电流i的参考值为：0.06 a、0.12 a、0.18 a、0.24 a、0.30 a和0.36 a；②若选用5ω和15ω并联时，总电流i的参考值为：0.08 a、0.16a、0.24 a、0.32 a、0.40a和0.48a；③若选用10ω和15ω并联时，总电流i的参考值为：0.10a、0.20a、0.30 a、0.40a、0.50a和0.60a；总之并联电路的总电流均不超过0.60 a！确保表a能够选用“0.0～0.6 a”的量程、能减小电流的热效应而产生的误差）。
方案⑵：先使单刀2触3、5触6后移动滑片，直到表a示数等于某一计算方便的值为i0时，滑片和单刀2的位置不动测取i0后、再立即使5触4，测出r0和rx的总电流为i，则rx=i0 / (i－i0)·r0。
方案⑶：先使单刀2触1、5触4后移动滑片，直到表a示数等于某一计算方便的值为ix时，滑片和单刀5的位置不动测取ix后、再立即使单刀2触3，测出r0和rx的总电流为i，则rx=(i－
ix)/ix·r0。
思考题：用图4你能探究出：“并联电路的电流规律和总电流的分配规律”吗？未尽事宜敬请参看拙文《浅谈单刀双掷开关的应用之二》。
以上谬误难免，敬请各位师长斧正。
