模电课程设计三极管β值数显式测量电路设计.doc

此文档收集于网络，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除广东石油化工学院课程设计说明书（小初号字距4磅黑体加黑居中）课程名称： 模拟电子技术课程设计 题 目： 三极管值数显式测量电路设计 学生姓名： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 日 期： 年 月 日三极管值数显式测量电路设计一、设计任务与要求 可测量NPN硅三极管的直流电流放大系数值（设200）。测试条件如下： 允许误差为2%。 ，且对于不同值的三极管，的值基本不变。 该测量电路制作好后，在测试过程中不需要进行手动调节，便可自动满足上述测试条件。 用二只LED数码管和一只发光二极管构成数字显示器。发光二极管用来显示最高位，它的亮状态和暗状态分别代表“1”和“0”，二只数码管分别用来显示拾位和个位，即数字显示器可显示不超过199的正整数和零。 测量电路应设有E、B和C三个插孔。当被测管插入插孔后，打开电源，显示器应自动显示出被测三极管的值，响应时间不超过两秒钟。 在温度不变（200C）的条件下，本测量电路的误差之绝对值不超过 ，这里的是数字显示器的读数。 数字显示器所显示的数字应当清晰，稳定、可靠。二、方案设计与论证由于值范围为0-199，因此百位数只有0和1两种情况，因此百位显示可以考虑不用译码管直接输出显示（0时无显示，1时显示1），总共只用两个译码管即可示可以 。根据三极管电流IC=IB的关系，当IB为固定值时，IC反映了的变化，电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化， 这样，被测三极管就可以通过-V转换电路把三极管的值转换成对应的电压。译码器计数器555多谐振荡电路(计时脉冲)积分器+滞回比较器(v-f转换)-v转换被测三极管显示模块方案一方案一说明：积分器+滞回比较器：理论上能够使-v转换模块的输出电压转换为f输出。555多谐振荡电路：产生1s的高电平与v-f转换电路的f一起输入门后得到f。被测三极管显示模块译码器计数器555多谐振荡电路(计时脉冲)LM741(v-f转换)-v转换方案二方案二说明：LM331：LM331是定时器型电荷平衡v-f转换器。LM741在输入电压的正常变化范围内输出信号频率和输入电压之间保持良好的线性关系，转换误差可减小到0.01%。输出信号频率的变化范围约为0100khz。译码器计数器555单稳态电路(计时脉冲)LM741(v-f转换)-v转换被测三极管显示模块方案三方案三说明：555单稳态电路：输出脉冲的宽度tw等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻R和电容C的大小。tw=1.1RC方案一：v-f模块是由积分器+滞回比较器搭建而成，电路走线复杂，同时工作电路难以调试，不稳定。计时脉冲模块由于是多谐振荡电路，计数器会对f多次计数，考虑到能够选用的计数芯片CD4518是高电平清零的，这会占用计数时间，而且搭建电路比较复杂。方案二：选用了LM741芯片搭接v-f转换电路，电路简单，稳定度高，但由于计时模块还是采用了多谐振荡电路，所以清零电路搭接麻烦，同时相比与555单稳态电路来说，电路复杂。方案三：集合了方案一和方案二的优点，采用了LM741模块和555单稳态模块，由于没有多次计数，使得清零信号可以由手动清零，显示电路采用了CD4511-CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，可以维持显示保持，避免出现叠加现象。综上所述从电路的复杂性，稳定性，等各个方面考虑，选择了方案三来实现这次课程设计。三、单元电路设计与参数计算主要单元电路设计和参数计算： VX转换电路； VXf 转换电路：压控振荡器； 计数时间产生电路； 计数、译码、显示电路； 清0信号产生电路等。1-VX转换电路 Vx = IbR2IB（1）IB=10A，允许误差2%；测试条件RbRCVCCIB =VCC VBE RbIC只需选择合适的Rb，而IC = b IB 。IC与b成正比。（2）14VVCEVCC使555定时器“高触发”，VO跳转为低电平，放电管T导通，电容器经T放电，VC迅速降为0V，这时，VTR=1，VTH=0，555定时器恢复“保持”态。图3.1 微分电路图3.2 单稳态触发器电路与波形图高电平脉冲的脉宽TW：当VO输出高电平时，放电管T截止，电容器开始充电，在电容器上的电压0.4s;Two应远远小于计数脉冲最小周期Txmin；T xmin=30ms/199=150S。因此0.4S0.7R13C4150S，取C4=470P，R13=56K。四、总原理图及元器件清单1总原理图2元件清单元件序号型号主要参数数量备注R35.1k1R7300k1R14.7k1U1LM324AD1R1010k1R924k1R815k1C1330pF1R61.8k1R5180k1R111.8M1R12110k1C20.33F1C30.01F1U6NAND21U574LS90N1U774LS90N1U874LS49N1U974LS49N1C4470pF1R1356k1U10NOT1U11NOT1U12NOT1R1443k1U13SEVEN_SEG_COM_K1U14SEVEN_SEG_COM_K1A1555_VIRTUAL1R153901R163901R173901R183901R193901R203901R213901R223901R233901R243901R253901R263901R273901R283901U474LS74D1D11DH621R4330k1R291.5M1R302.2k1U16NOT1U15LM741N1U17LF741N1X5PROBE_RED1LED2LED_red1R22001Q12N62741五、仿真调试与分析6、 结论与心得 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关数电模电以及multisim等方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和在实验阶段，让我了解到实际操作出的成品与理论之间的联系，也让我认识到把想法落实到手中，是比有这个想法更难