文档介绍：目录
一课程设计的任务及基本要求 0
二逻辑框图设计 2
三逻辑电路的设计及参数计算 2
四安装调试步骤及遇到的问题 11
五印刷线路板设计 12
六体会及建议 12
七参考文献 13
八附录(元件使用说明) 13
九附图(框图逻辑图印刷线路板图) 15
一课程设计的任务及基本要求
三极管的电流放大系数——β值可以用晶体管特性图示仪来进行测量,但存在着读数不直观和误差较大等缺点,因此本课题要求设计一个“三极管β值的数显式测量电路”。
<199,测试条件为
①IB=10μA,允许误差±2%
②14V<VCE<16V,且对不同β值三极管,VCE的值基本不变
,在测试过程中不需要进行手动调整,便可以自动满足上述测试条件
,发光二极管用来显示最高位,它的亮状态和暗状态分别用来代表1和0,两只数码管分别用来显示十位和个位,即数字显示器可显示不超过199的正整数和0
,分别标上E、B和C,当被测三极管的发射极、基极和集电极分别插入E、B和C插孔时,接通电源后,数字显示器就自动显示出被测三极管的β值,响应时间不超过2秒钟
,本测量电路的误差之绝对值不超过。这里的N是数字显示器的读数
,而且显示周期的长短要合适。
通用集成运放LM324
高阻型集成运放LF351
通用型集成电压比较器LM311
集成定时器NE555
二-五-十进制计数器74LS90
BCD七段译码器74LS47
双D上升沿触发器74LS74
六施密特反相器74LS14
4011
共阳极LED七段数码管
二逻辑框图设计
被测参数β首先通过β/VX转换电路与被测参数值成正比的电压信号VX,该电压信号再经过压控振荡器变成一定频率的脉冲信号V1,再将由压控振荡器输出的与被测参数值成正比的脉冲信号和由计数时间产生电路输出的计数时间控制信号V2相与后得到的计数脉冲V3,送给计数器进行计数,计数结束后把计数器的状态送入译码器和锁存器,最后十位和个位的状态再通过译码器送给数码管,百位的状态通过锁存器直接送给发光二极管,显示出被测参数的数值。
为了使电路正常运行,在计数时间产生电路连接一个清零信号产生电路,通过它给计数器以清零信号,给锁存器以锁存信号。
图见附录
三逻辑电路的设计及参数计算
逻辑电路的设计:
β/VX转换电路:
A1
+
-
c
b
e
-15V
VX
R2
R3
R1
它是由运放A1和电阻R1、R2、R3组成的具有电压并联深度负反馈的电路。电流IC通过运放A1转换成与其成正比的电压VX。
运放A1可以选用通用型集成运放LM324。
压控振荡器
R7
_
+
A3
va
R4
v1
C1
_
+
A2
R9
R6
R8
RW
R4’
VX
R3
D1
330k
180k
560k
15k
330p
24k
10k
它是以运放A2为主组成的反向输入积分电路和以比较器A3为主组成的同向输入电压比较器这两部分组合而成。
工作原理
设比较器的输出高电平V1=+13V(因为电源电压为±15V,故最大输出电压的近似值为±13V),则二极管D1截止,故积分器作负向积分,Va随时间呈线性减少,如下图,当Va减少到一定程度,使比较器同乡输入端的电位略低于0时,它的输出将由+13V翻转为-13V,此时二极管D1由截止变为导通,积分器除了因VX为正值要继续做负向积
分外,还要因V1为负值而作正向积分,但因为负向积分时间常数
C1远远大于正向积分时间常数R9C1,故总的效果是正向积分,Va随时间呈线性增加,当Va增加到一定程度(正值),使比较器同向输入端的电位略高于0时,它的输出即反转为低电平-13V,二极管D1又截止,积分器又作负向积分,如此周而复始,产生振荡。
振荡频率fX与输入电压VX的关系
设积分器的负向积分时间常数远远大于正向积分时间常数,即远远大于R9(通常取>100R9),则这个压控振荡器的振荡周期TX
就近似等于下图中积分器的负向积分时间t1,即近似的等于积分器的输出电压Va由+Vam下降到-Vam所要的时间t1
则TX=t1+t2≈t1=
振荡频率为
可见fX与VX成正比,由于VX=βIBR2,所以fX与β成正比
v1
t
V1m
-V1m
va
t
Vam
-Vam
t1
t2
TX
运