三极管β值分选电路设计与仿真2

1、南昌大学实验报告学生姓名：付容学 号：6100212236专业班级：电一126班实验类型：验证 综合 设计创新 实验日期：2013.12实验成绩：实验三 三极管值分选电路设计与仿真一、实验目的1、熟悉三极管的电流放大原理，掌握其各管脚电流之间的关系；2、掌握三极管放大电路和集成运算放大器（或集成电压比较器）的特性和应用；3、掌握电路仿真调试的原则和排除故障的方法。2、 实验原理是三极管共射电流放大系数，不是一个能够直接测量的物理量，一般不区分直流和交流下放大系数。对于直流，有，忽略，固定的值，的值跟值成正比，通过测量，选择一定的比例系数k，由测量。测量的问题转化为对的测量。 为了使数字测量设备

2、能够测量模拟量，本实验还需要使用ADC。直接型ADC是把输入的模拟电压信号直接转换为相应的数字信号，所以还要对进行电流-电压转换。A/D转换后就可以用通过译码器连接数码管进行数字显示了。3、 实验仪器NPN型三极管，4个发光二极管，若干个反相放大器、电压比较器，1个74LS48译码器，1个数码管，1个74LS148四、实验内容利用比较器构成一个NPN型三极管值分选电路。要求该电路通过发光二极管的亮或灭来指示被测三极管值的范围，并用一个LED数码管显示值的区间段落号。如：（050）显示“1”、（50100）显示“2”、（100150）显示“3”、（150200）显示“4”、（>200）显示

3、“5”。三极管采用Multisim虚拟库中器件，其（Beta）值可根据需要修改，比较器可选择集成运放（如LM324）。五、实验方案1、实验设计思路：三极管工作在放大区时，集电极电流为基极电流的倍，通过集成运放将电流转换成电压，根据事先设定的值分段范围确定比较器的门限电压值。通过比较，可用二极管反映值范围，并将其转换成LED数码管显示（利用数字逻辑电路转换）。2、 三极管的测量： 选择NPN型三极管，将其共发射极接负电压5V，共基极 通过电阻R2与地相接，共集电极输出 3、电流电压转换：使用集成运放电路进行信号处理。由于BJT是CCCS器件，其输出等效为受控电流源，所以采用反相比例运算电路进行电

4、流-电压的转换，因为反相比例运算电路的输入电阻低。同时反相比例运算电路对运放的共模抑制比要求低，其输出电阻很低，这是优点。在理想运放下，输入电阻为0，所以输出电压为。实际输入电阻不为零，所以信号源内阻比输入电阻越大，电路的转换精度就越高。 由公式可知,令可将转换成Vo进行电压比较。 4、电压比较 当时，= 当时， 当时， 当时， 由于误差的原因，所以给电压比较器的参考电压分别为：2.1v ,4.2v ,6.3v ，8.4v当任一个电压比较器的输出电压为高电平时，对应的发光二极管均发亮，反之则不亮。5、 AD转换并显示测量值电路：结合数字电路与逻辑设计的相关知识，将输出电压通过74LS148芯片

5、对应输出电平再通过74LS48进行译码，用8字数码管进行数字显示。其中，74LS148和74LS48功能如下：74LS148定义：74LS148 为 8 线3 线优先编码器，共有 54/74148 和 54/74LS148 两种线路结构型式，将8条数据线（07）进行3线(4-2-1)二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。 利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展。芯片引脚说明：07 编码输入端(低电平有效)EI 选通输入端(低电平有效)A0、A1、A2 三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效)GS 片优先编码输出端即宽展端(低电平有效)EO 选通输出端，即使

6、能输出端功能表：输入输出EI01234567A2A1A0GSEOHXXXXXXXXHHHHHLHHHHHHHHHHHHLLXXXXXXXLLLLLHLXXXXXXLHLLHLHLXXXXXLHHLHLLHLXXXXLHHHLHHLHLXXXLHHHHHLLLHLXXLHHHHHHLHLHLXLHHHHHHHHLLHLLHHHHHHHHHHLHH高电平 L低电平 X任意74LS48引脚图：功能表：综合上述芯片可知：I、当发光二极管输出电平为0000时，74LS148中，则,对应的74LS48输入值为，这样输出到数码管显示即为“1”；II、当发光二极管输出电平为1000时，74LS148中，则,对

7、应的74LS48输入值为，这样输出到数码管显示即为“2”；III、当发光二极管输出电平为0000时，74LS148中，则,对应的74LS48输入值为，这样输出到数码管显示即为“3”；IV、当发光二极管输出电平为0000时，74LS148中，则,对应的74LS48输入值为，这样输出到数码管显示即为“4”；V、当发光二极管输出电平为0000时，74LS148中，则,对应的74LS48输入值为，这样输出到数码管显示即为“5”。6、 实验总原理图：6、 实验仿真结果 当时 当时 当时 当时当时7、 实验心得体会通过这次实验，我认为本次实验将数电和模电很好地综合在一起，锻炼了学生的综合能力，让我们学会了如何将模电转换成数电，这些在理论课上只是知道数电与模电的相关性非常大，但却没实践过。其次，在做本次实验过程中，我遇到了两个很大的问题，一是老师给出的设计思路是要我们将转换成电压，而我最初的设计是直接输出了，而不是电流，后经同学提醒才更改过来；另一个问题就是关于译码显示的问题，我一开始先列了真值表，但后来发现自己不会将其转换成译码显示，也是咨询了同学之后才