模拟电子技术-发光二极管的电平指示

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1、郑州科技学院《模拟电子技术》课程设计题目发光二极管的电平指示学生姓名专业班级14级电气工程及其自动化学号院（系）电气工程学院指导教师韩彦东完成时间2017年5月19日目录1课程设计目的12课程设计的任务与要求13设计方案与论证13.1设计过程13.2理论论证34各单元电路设计及简要说明35仿真结果分析56总体电路安装接线56.1对电路中各元器件进行分析66.2元器件的检测与识别66.3实物的安装与焊接77调试过程98总结9附录1：总体电路原理图12附录2：实物图13附录3：元器件清单141课程设计目的1.理解发光二极管电平指示电路的工作原理。2.能够根据发光二极

2、管电平指示电路的原理图搭建电路。3.能够根据发光二极管电平指示电路的原理图检测电路、排除故障。4.培养一定的团队合作能力。2课程设计的任务与要求1.理解发光二极管电平指示电路的工作原理。2.能够根据发光二极管电平指示电路的原理图搭建电路。3.熟悉个元器件的性能（二极管，电容，LED灯，色环电阻）。4.掌握个元器件在面包板上的插接方法。5.按工艺要求对元器件进行焊接，以及参数的测试。6.能够通过发光二极管发光的个数，判定电压的高低。3设计方案与论证3.1设计过程经过查找资料与反复论证，确定两种实验方案分别如下：第一种方案：如图3-1所示，随着信号UI的增加，LED

3、被逐次点亮，亮灯数目的多寡则反映了信号的强度。其基本原理是：当UI大于0.6~0.9V时，VT1由截止变为导通，LED1电亮，以后UI每增加约0.1V，后续LED就被电亮一只，以此来对信号进行直观指示。14图3-1原理图第二种方案：如图3-2所示，当输入端加的直流或交流电压从低往高变化时，发光二极管LED1-LED5亮的个数慢慢增加。其中，二极管VD1与电解电容C构成半波整流电容滤波电路，它的功能是把输入的交流电变成脉动的直流电。图3-2原理图14经过对两种方案的对比分析发现第一种方案所示电路由于采用分立元件，所以元件数量较多，封装后体积较大，故选择第二种方案。

4、3.2理论论证图3-3万用表测量图用万用表依次测量各支路的电压，观察LED灯亮起的个数与电压之间的关系。如图3-3所示。4各单元电路设计及简要说明二极管的正向性：外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN14结内电场被克服，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。当二极管两端的正向电压超过一定数值，内电场很快被削弱，特性电

5、流迅速增长，二极管正向导通。叫做门坎电压或阈值电压，硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。硅二极管的正向导通压降约为0.6~0.7V，锗二极管的正向导通压降约为0.2~0.3V。如图4-1二极管特性曲线图所示。图4-1二极管特性曲线图其中一条支路：二极管、发光二极管、电阻的接线，如图4-2所示。图4-2接线图14根据二极管的正向性，每经过一个二极管，会形成压降，电压会降低，相应支路的电压降低。R=U/I,每一个发光二极管的阻值是固定不变的，发光二极管两端电压减小，则通过发光二极管的电流减小，当通过的电流小于能够使发光二极管亮起的最小电流时，此支路不通，即电压降低相

6、应降低的数值达到一定时，此支路的LED灯灭。5仿真结果分析在multisim仿真软件中，将发光二极管电平指示器的实验原理图仿真出来，再将其电阻和电容的数据参数输入。最后只需缓缓增大输入电压并观察发光二极管的点亮数目。当电压增加至时，第一个二极管发光，继续增大电压，增加至时，第二个二极管发光，增加至时，第三个二极管发光，增加至时，第四个二极管发光，增加到时，第五个二极管发光，继续增加电压，二极管发光亮度突然增强，经过多次测试，最终得出调试电压区间为：3~7V。图5-1仿真图6总体电路安装接线146.1对电路中各元器件进行分析1N4007二极管：利用其特性，每经过一

7、个二极管，会形成压降，电压会降低，相应支路的电压降低。发光二极管：工作电压在1.8V左右，工作时必须要限流或者是恒流，不然会烧坏。LED工作室非线性的，有二极管的特性小功率的，适用于限流电路。电容：电容应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、以及控制电路等方面。是用来储存电或放电，整流、振荡，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定。6.2元器件的检测与识别色环电阻：色环电阻识别方法是电阻上面用了四道、五道、或者六道色环来表示电阻值。色环表有十种颜色，分别为黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白，它们分别对应了

8、数字0-9。色环最右端那