数显式β值测量电路设计报告

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1、数显式β值测量电路设计报告北京化工大学信息科学与技术学院自动化专业课程设计题目说明书页26页图纸页3页班级:自实1101姓名:学号:2011014010同组人:指导教师:年月目录一、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三极管的电流放大系数—β值可以用晶体管特性图示仪来进行测量，但存在着读数不直观和误差较大等缺点，因此本课题要求设计一个“三极

2、管β值的数显式测量电路”。Ⅰ.具体任务和要求1、可测量NPN硅三极管的直流电流放大系数β≤199。测试条件：①IB＝10?A，允许误差?2％。②14V＜VCE＜16V，且对不同β值的三极管，VCE的值基本不变。2、该测量电路制作好以后，在测量过程中不需要进行手动调节，便可自动满足上述测试条件。3、用两只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用来代表1和0，两只数码管分别用来显示十位和个位，即数字显示器可显示不超过199的正整数和0。4、测量电路设有测三极管的三个插孔，分别标

3、上E、B和C。当被测三极管的发射极、基极和集电极分别插入E、B和C插孔时，接通电源后，数字显示器就自动显示出被测三极管的β值，响应时间不超过2秒钟。5、在温度不变的条件下，本测量电路误差之绝对值不超过5100N?1，这里的N是数字显示器的读数。6、数字显示器显示的读数显示应当清晰，而且显示周期的长短要合适。例如，当β=24.5时，个位数码管可能交替显示4和5。在这种情况下，如果显示周期太短（例如0.01s），由于人的眼睛的滞留效应（滞留时间大约为0.1s），就不能清除地看到4和5这两个数字，反而看起来像9，它是4和5迭加的结果

4、（对于LED七段数码管而言）。显然，不允许出现这种现象。Ⅱ.限定使用的主要元器件通用型集成运放LM324高阻型集成运放LF351通用型集成电压比较器LM311集成定时器NE5552/5十进制计数器74LS90BCD—七段译码器74LS47双D上升沿触发器74LS74六施密特反相器74LS14四2输入与非门CC4011共阳极LED七段数码管二、逻辑框图设计框图设计：就是方案设计。即由给定的任务书，定出实现它的整体方案（确定主要功能块—单元电路及相互联系），并用方框图表示出来。可参考电子技术设计课程指南（张诚庆、杨丽华）P4图1—

5、3，比较二者的异同点，用B5纸画出。三、逻辑电路的设计及参数计算主要单元电路的设计和参数计算：?β—VX转换电路；?VX—f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．β-VX转换电路Vx=βIb×R2由测试条件:（1）IB=10μA，允许误差±2%；——采用固定偏流电路VCC－VBEIB=RbRCC只需选择合适的Vcc、Rb。而IC=?IB。IC与（2）14V<VCE<16V，且对不同?值的三极管，VCE的值基本不变。此时，电路中不能有RC。后面还应加一个电流到电压

6、的转换电路从而构成——电压并联负反馈。如图所示，β—VX的转换电路是由运放LM324和电阻R1、R2、R3等元件组成的固定偏流电路。对于三极管，在放大区IC基本保持不IC的值也不同，变，并且对于不同的IB，因此要求固定IB=10uA,14V＜VCE＜16V，且对于不同的β值，VCE不变，则集电极回路中既不能有Rc,也不能有Re。根据运放的反相端为虚地，可将三极管的射极直接接到-15V的电源上，即可满足14V＜VCE＜16V。根据运放LM324反相输入端虚地以及IB=10μA的条件，则R1=1.5M。[R1=（15-0.7）V/

7、10μA]运放LM324和R2、R3构成的电压并联负反馈使VX∝IC，所以取IC为运放电路的输入电流。由图不难看出，由于运放虚地条件以及它不取电流，并且IC=βIB，所以VX=βIC=βIBR2。由β为100时VX=5V确定R2，则R2=5K。所以取R2=5.1K。根据运放输入端与外接等效电阻应尽量相等，取R3=4.7K。2．压控振荡器反相积分器同相迟滞比较器注意：（1）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。（2）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

8、向左，原因是其与夹断电压的设计不同，这里VX极性为正。（3）R9<<R4，原因是为了能实现压控振荡，并忽略正向积分时间。（4）后接43k电阻是为了把方波峰值调低，使其图形规整。工作原理及波形：设比较器的输出高电平V1=13V(因为电源电压为?15V故最大输出电压的