数显式测量电路课程设计.doc
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目录
一 课程设计的任务及基本要求
二 逻辑框图设计
三 逻辑电路的设计及参数计算
四 安装调试步骤及遇到的问题
五 印刷线路板设计
六 体会及建议
七 参考文献
八 附录(元件使用说明)
九 附图(框图 逻辑图 印刷线路板图)
一 课程设计的任务及基本要求
目的:设计一个β数显式测量电路,以方便测量一个NPN三极管的β值
1. 测量NPN硅三极管的直流电流放大系数 β£199。
测试条件:
IB=10mA,允许误差± 2
14V £VCE £16V,对不同β值的三极管,VCE基本不变。
2. 采用一只发光二极管、两只LED数码管显示。
3. 测量电路误差绝对值不超过
4. 数显清晰、稳定——显示时间大于人眼的滞留时间(0.1S)。
5.设B、C、E三个插孔,当三极管插入时,打开电源,显示器即显示该三极管的β值。
二 逻辑框图设计
三 逻辑电路的设计及参数计算
1.β-VX转换电路
Vx = βIb×R2
IB
IB
(1)IB=10μA,允许误差±2%;
测试条件
Rb
RC
VCC
IB =
VCC - VBE
Rb
IC
只需选择合适的Rb,而IC = ? IB 。IC与?成正比。
(2)14VVCE16V,且对不同?值的三极管, VCE的值基本不变。
即其值不受IC影响,则路中不能有RC 。
采用运放构成的电压并流负反馈,使Vx∝
VX=βIB?R2
VX极性为正
由测试条件:
由β=199时,取Vx最大值为13V,则可得到R2
为了平衡,R3略小于R2.
后面还应加一个电流到电压的转换电路从而构成——电压并联负反馈。
324
324
+
-
c
b
e
-15V
R2
5.1k
R3
4.7k
R1
R
1.5M
Vx
2.压控振荡器
积分器用351高阻型放大器,积分效果好。电压比较器用专用电压比较器,转换速度快。
积分器中D1使正向积分与负向积分的回路不同、时间不同。上图的D1应反方向向左,原因是其与夹断电压的设计不同,这里VX极性为负。
R9R4’是
后接43k电阻是为了把方波峰值调低,使其图形规整。
3.计数时间产生电路
计数时间与压控振荡器的输出相与(经与非门和反相器)
4.计数电路
四 安装调试步骤及遇到的问题
1.安装
(1)安装要点
eq \o\ac(○,1)在电路原理图上标号芯片号和芯片管脚号,不用功能脚的逻辑电平。
eq \o\ac(○,2)合理布置芯片和其他元件的位置。
eq \o\ac(○,3)布线:*安排好电源线和地线(通电前先把几路电源调好,注意共地);
*线紧贴面包板,横平竖直,不交叉,不重叠;
*在芯片两侧走线,不可跨芯片;
*元件横平竖直。
eq \o\ac(○,4)安装顺序:按信号流向,先主电路,后辅助电路。
eq \o\ac(○,5)边安装,边调试。
(2)安装注意事项
eq \o\ac(○,1)在原理图上先标注芯片管脚(4011、14、数码管管脚图应画在旁边),并拟订安装调试方案。
eq \o\ac(○,2)各集成芯片合理布局,同方向排列,不要插反。
eq \o\ac(○,3)按框图分系统组装、调试。
eq \o\ac(○,4)连线选用0.2-0.3mm的单股硬导线(为检查方便,各类电源线和地线最好用不同的颜色。特别注意各集成片的共地,采用多点共地——利用横条和竖条)。
eq \o\ac(○,5)紧贴面包板布线,导线要拉直,横平竖直,最好不要拐弯,不能拉斜线或在芯片上跨接。应根据距离和插入长度剪断导线,插入长度为0.4-0.6㎜,过短可能接触不良;过长又可能把面包板戳穿,引起短路。使用过的导线可以利用,但线端不能有明显伤痕,并用镊子把线端夹直。
eq \o\ac(○,6)插线时,电源必须关闭,不能带电操作。
2.调试
(1)调试要点
eq \o\ac(○,1)β电流、电压转换电路
运放324的1脚输出一直流电压VX≈0.051βV(小于10V)
eq \o\ac(○,2)压控振荡器:(运放反相输入端应“虚地”)
运放351的6脚输出已锯齿波
比较器311的7脚输出矩形波
eq \o\ac(○,3)555振荡器: 555的3脚输出矩形波
eq \o\ac(○,4)清零波形:C4、R4的接点处输出尖脉冲
eq \o\ac(○,5)计数、译码、显示:将555振荡器的3脚输出送计数器个位90-1 的时钟输入,观察数码显示。
(2)调试注意事项:
eq \o\ac(○,1)安装完毕不要急于通电,应先用万用表短路档根据电路图逐个检查每个集成片的引脚连接是否正确,有无错线、少线、多线,特别要仔细检查电源、地线是否连接正确、可靠。
eq \o
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