数显式测量电路的设计级ppt课件

1、数显式丈量电路的数显式丈量电路的设计、安装与调试设计、安装与调试电子课程设计电子课程设计 意义：意义：继学习模拟电路和数字电路实际知识后的实际教学环节：继学习模拟电路和数字电路实际知识后的实际教学环节：阅历由给定的设计义务书阅历由给定的设计义务书查资料、选方案查资料、选方案 框图设计，框图设计，选择元器件选择元器件 单元电路和整体电路设计单元电路和整体电路设计安装调试安装调试印印刷电路板图设计、绘制刷电路板图设计、绘制写总结报告的全过程；写总结报告的全过程；教学方法：教师指点，学生自学相结合。教学方法：教师指点，学生自学相结合。 教师只针对每一阶段的重点、难点进展讲教师只针对每一阶段的重点、难

2、点进展讲解，整个设计过程、安装调试过程要求由同窗解，整个设计过程、安装调试过程要求由同窗本人完成。本人完成。 教学安排教学安排 分四阶段：分四阶段： 第一阶段：框图和原理电路设计第一阶段：框图和原理电路设计 ； 30分；分；第二阶段：安装调试；第二阶段：安装调试；40分分第三阶段：印刷电路板图设计；第三阶段：印刷电路板图设计； 10分；分；第四阶段：总结第四阶段：总结 、争辩。、争辩。20分。分。时间安排：时间安排：框图和原理电路设计框图和原理电路设计22天天安装调试安装调试2.52.5天天印刷电路板图设计印刷电路板图设计2.52.5天天写总结报告写总结报告1.51.5天天答辨答辨11天天两个

3、班交叉进展两个班交叉进展自控0901信实0901自控0902自控0903义务书：义务书： 1、可丈量、可丈量NPN硅三极管的电流放大系数硅三极管的电流放大系数199，测试条件为：，测试条件为：1IB=10A，允许误差，允许误差2%；214VVCE16V，且对不同，且对不同 值的三极管，值的三极管， VCE的值根本不变。的值根本不变。 设计一个设计一个数显式丈量电路，要求：数显式丈量电路，要求： 2、用两只数码管分别用来显示十位和个位、用两只数码管分别用来显示十位和个位 发光二极管用来显示百位，其亮形状和发光二极管用来显示百位，其亮形状和暗形状分别表示暗形状分别表示1和和0， 3、数字显示器显示

4、的数字该当明晰，显示、数字显示器显示的数字该当明晰，显示周期的长短要适宜，应大于人眼的滞留时间周期的长短要适宜，应大于人眼的滞留时间0.1S)。 5、限定运用的主要元器件如、限定运用的主要元器件如P16所示。所示。 4、设、设B、C、E三个插孔，当被测三极管插入时，三个插孔，当被测三极管插入时，翻开电源，显示器即显示该三极管的翻开电源，显示器即显示该三极管的值。值。第一阶段第一阶段 框图和原理电路设计框图和原理电路设计2、框图设计：就是方案设计。即由给定的义务书，定出、框图设计：就是方案设计。即由给定的义务书，定出实现它的整体方案确定主要功能块实现它的整体方案确定主要功能块单元电路及相互联单元

5、电路及相互联络，并用方框图表示出来。络，并用方框图表示出来。 参考参考 P4图图1-3，比较二者的异同点，用，比较二者的异同点，用B5纸画出。纸画出。1、查阅资料：了解物理参数数显式丈量电路的根本原理、查阅资料：了解物理参数数显式丈量电路的根本原理和设计方法、步骤主要资料是设计指南和设计方法、步骤主要资料是设计指南P2P13引见的引见的一个设计实例：结型场效应管夹断电压一个设计实例：结型场效应管夹断电压VP数显式丈量电数显式丈量电路的设计。路的设计。8月31日周三上午3-4节每人交框图B5纸、总体电路图A4纸各1份VPVX转换电路；转换电路；压控振荡器；压控振荡器；计数时间产生电路；计数时间产

6、生电路；计数、译码、显示电路；计数、译码、显示电路；清清0信号产生电路等。信号产生电路等。4、绘制整体电路图：用、绘制整体电路图：用A4纸画出。参考纸画出。参考 P14图图1-13。如如 中的中的3、主要单元电路的设计和参数计算根据性能、目、主要单元电路的设计和参数计算根据性能、目的要求：的要求：一、数显式丈量电路的根本构造：一、数显式丈量电路的根本构造：转换电路转换电路压控振荡器压控振荡器计数时间计数时间产生电路产生电路&计数器计数器锁存器锁存器译码器译码器显示器显示器X被测参数被测参数VXV1V2V3任务波形图：任务波形图：阐明：假设计数时间远小于人眼的滞留时间阐明：假设计数时间远

7、小于人眼的滞留时间0.1S，锁存器，锁存器可以省略；利用译码器的消隐端，使数码管在计数时间内为暗可以省略；利用译码器的消隐端，使数码管在计数时间内为暗形状，效果更佳。显示时间远大于人眼的滞留时间形状，效果更佳。显示时间远大于人眼的滞留时间0.1S 。显示时间TCTdV1V2V3清清0信号信号锁存信号锁存信号二、结型场效应管夹断电压数显式丈量电路设计要求二、结型场效应管夹断电压数显式丈量电路设计要求a.漏源电压漏源电压VDS = 10V，允许误差允许误差5%；b.漏极电流漏极电流ID = 10A，允许误差允许误差1 A;此时的栅源电压此时的栅源电压VGS 即为夹断电压即为夹断电压VP 。1可丈量

8、可丈量N型沟道结型场效应管夹断电压型沟道结型场效应管夹断电压VP负值，负值，绝对值绝对值9.9)，测试条件为：，测试条件为：2用两只用两只LED数码管构成十进制数字显示器，高位与数码管构成十进制数字显示器，高位与低位间显示小数点，即最大显示数字为低位间显示小数点，即最大显示数字为9.9 。数字显示器。数字显示器显示的数字该当明晰，显示周期的长短要适宜，应大于显示的数字该当明晰，显示周期的长短要适宜，应大于人眼的滞留时间人眼的滞留时间0.1S)。3设设D、G、S三个插孔，当被测场效应管插入时，翻开三个插孔，当被测场效应管插入时，翻开电源，显示器即显示该场效应管的夹断电压电源，显示器即显示该场效应

9、管的夹断电压VP的绝对值。的绝对值。VPVX转换电路转换电路压控振荡器压控振荡器10进制进制计数器计数器被测被测JFET与与门门计数时间产生电路计数时间产生电路10进制进制计数器计数器清零信号产清零信号产生电路生电路七段译码器七段译码器七段译码器七段译码器三、方框图设计：三、方框图设计：四、主要单元电路设计和参数计算：四、主要单元电路设计和参数计算：VPVX转换电路：转换电路：V10VRRRVCC212021DSARVIICCD10221PXVV 问题：如何实现问题：如何实现 VX转换？转换？难点！难点！IDI1IB1IB=10A，允许误差，允许误差2%； 提示：测试条件提示：测试条件采用固定

10、偏流电路采用固定偏流电路RbRCVCCIB =VCC VBE RbIC只需选择适宜的只需选择适宜的VCC 、Rb。214VVCE16V，且对不同，且对不同 值的三极管，值的三极管， VCE的值根本不变。的值根本不变。 还有一个测试条件还有一个测试条件此时，电路中不能有此时，电路中不能有RC 。后面应加一个电流到电压的转换电路后面应加一个电流到电压的转换电路电压并联负反响电压并联负反响-+IiIfRfVo如何把两部分电路衔接起来，同时又能如何把两部分电路衔接起来，同时又能保证保证BJT任务在放大形状任务在放大形状IC = IB 。IC与与成正比。成正比。压控振荡器：压控振荡器：A2：反相积分电路

11、，：反相积分电路，A3：迟滞比较器，：迟滞比较器，V1m=13VVCC= 15V任务波形如下图：任务波形如下图：由波形图可知由波形图可知/2112RVCVtXam 而而mamVRRV15470RR54.取取例如，例如，R4=15K，R5=24KXm154121XVVRRCR2tT/ /m1X4512XXVVRRCR21T1f/ /=思索：思索： 数显式丈量电路数显式丈量电路与此有何异同？与此有何异同？计数时间产生电路：计数时间产生电路：2l)(n21211CRRTd2CRT212Cln由由TC=30ms，Td=0.5s，并取并取C2=0.33F，可定可定R11、R12 。C3是滤波电容，是滤波

12、电容，可取可取0.01 F或或0.022 F 。2l)(n21211CRRTd2CRT212Cln在计数时间在计数时间TC内，计数器记录的脉冲个数内，计数器记录的脉冲个数N为为Pm15412212Xm15412212XCVVRRCR22CRVVRRCR22CRTTN/lnln应令应令N=10VP ，取，取C1=330p，那么由，那么由R12、C2、R4、R5、V1m可求出可求出R2计数、译码、显示电路：计数、译码、显示电路：本电路采用本电路采用74LS90计数器、计数器、 74LS49译码器和共译码器和共阴极阴极LED数码管。数码管。留意：留意： 数显式丈量电路与此有何异同？数显式丈量电路与此

13、有何异同？KR5602两位十进制计数器的衔接方式如下：两位十进制计数器的衔接方式如下：74LS90：2/5异步十进制计数器，包含异步十进制计数器，包含1个二进制计数器个二进制计数器和和1个五进制计数器，下降沿触发；个五进制计数器，下降沿触发；有有2个异步清个异步清0端、端、 2个异步置个异步置9端，均为高电平有效。端，均为高电平有效。90-290-1思索：思索： 数显式丈量电路与此有何异同？数显式丈量电路与此有何异同？阐明：阐明：此处采用的七段译码器此处采用的七段译码器49是高电平是高电平输出有效，后接共阴极数码管。由输出有效，后接共阴极数码管。由于于TTL门电路门电路IOH很小很小, 不适于

14、用不适于用拉电流驱动，即不能直接驱动拉电流驱动，即不能直接驱动LED数码管，必需加驱动电路。数码管，必需加驱动电路。R拉电流驱动拉电流驱动&VOH+5V而而 数显式丈量电路要求采用的数显式丈量电路要求采用的七段译码器七段译码器47是低电平输出有效，是低电平输出有效，后接共阳极数码管。是灌电流驱后接共阳极数码管。是灌电流驱动，动， TTL门电路门电路IOL很大很大, 可以可以直接驱动直接驱动LED数码管。数码管。R=?灌电流驱动灌电流驱动VCC&DOLFCCIVVVR 限流电阻限流电阻译码器的消隐信号？译码器的消隐信号？清清0 0信号产生电路：信号产生电路： 清清0信号的宽度信号

15、的宽度tW00.7R13C4tW0选择的原那么选择的原那么:a.应远大于应远大于74LS90的清的清0信号的延信号的延迟时间迟时间(40ns);b.应远小于计数脉冲的最小周期应远小于计数脉冲的最小周期Tmin由计数时间由计数时间TC/99决议决议 为什么？为什么？即：即：0.4s0.7R13C4300 s。74LS90的清的清0信号为正脉冲，且必需产生在计数时间信号为正脉冲，且必需产生在计数时间V2高电平上升沿到来的时辰。由此可采用以下电路：高电平上升沿到来的时辰。由此可采用以下电路：思索：思索： 数显式丈量电路与此能否一样？数显式丈量电路与此能否一样？11VVCRTWO2040ln4133总

16、体电路绘制本卷须知总体电路绘制本卷须知规划合理，疏密有致。纸张尺寸规划合理，疏密有致。纸张尺寸:A4 留意信号流向：通常从输入端或信号源画起，按信号流向的留意信号流向：通常从输入端或信号源画起，按信号流向的主通道，由左至右，由下至上或反之，将各单元电路依次主通道，由左至右，由下至上或反之，将各单元电路依次陈列成陈列成S形。形。集成电路用表示图非管脚图表示，并标出型号和有用管集成电路用表示图非管脚图表示，并标出型号和有用管脚号。与非门和反相器按单个门电路的符号画出。脚号。与非门和反相器按单个门电路的符号画出。&1与非门与非门反相器反相器分立元件，包括电源、地线用符号表示，标出数值，电阻、

17、分立元件，包括电源、地线用符号表示，标出数值，电阻、电容等应选用标称值。电容等应选用标称值。连线应横平竖直，不准画斜线，交叉点运用黑圆点标出。连线应横平竖直，不准画斜线，交叉点运用黑圆点标出。3总体电路绘制总体电路绘制可对所设计电可对所设计电路进展路进展multisim仿真仿真通知：通知：end1、8月月31日本周三日本周三 上午上午3-4节节 讲课。讲课。 并交两图。并交两图。2、8月月31日本周三下午日本周三下午1:30 班进实验室班进实验室3、 9月月5日下周一上午日下周一上午8:00 班进实验室班进实验室4、 9月月9日下周五上午日下周五上午8:00 争辩争辩课代表留4关于溢出报警电路关于溢出报警电路74LS74：双：双D上升沿触发上升沿触发器，异步清器，异步清0端低电平有端低电平有效。效。74LS74-2在此作反相器，在此作反相器，清清0端接端接90-2的的QD，当当VP的绝对值大于的绝对值大于9.9时时, Q