毕业论文简易晶体管图示仪的设计

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1、简易晶体管图示仪的设计与实现实验报告专业：通信工程班级：姓名：冯才贤学号：指导老师：张晓磊课题名称：简易晶体管图示仪的设计与实现一．摘要：本报告主要介绍简易晶体管图示仪的设计实现方法，以及实验中会出现的问题及解决方法。给出了其中给出了各个分块电路的电路图和设计说明，功能说明，还有总电路的框图，仿真电路图，给出实验中示波器上的波形和其他一些重要的数据。在最后提到了在实际操作过程中遇到的困难和解决方法，还有本次实验的结论与总结。二．关键词：方波，三角波，阶梯波，输出特性曲线三．设计任务要求：1．基本要求：1）设计一个阶梯波发生器，f≥500Hz，Uopp≥3V，阶数N=6；2）设计

2、一个三角波发生器，三角波Vopp≥2V；3）设计保护电路，实现对三极管输出特性的测试；2．提高要求：1）可以识别NPN，PNP管，并正确测试不同性质三极管；2）设计阶数可调的阶梯波发生器。四．设计思路、总体结构框图：1．设计思路：本试验要求用示波器稳定显示晶体管输入输出特性曲线。我的设计思路是先用NE555时基振荡器产生的方波和带直流的三角波。然后将产生的方波作为16进制计数器74LS169的时钟信号，74LS169是模16的同步二进制计数器，可以通过四位二进制输出来计时钟沿的个数，实验中利用它的三位输出为多路开关CD4051提供地址。CD4051是一个数据选择器，根据16进制

3、计数器74LS169给出的地址进行选择性的输出，来输出阶梯波，输入基极。由运放LF353对NE555产生的三角波进行处理，产生符合要求的三角波作为集电极输入到三极管集电极。通过示波器如图连接即可观察到输出特性曲线。2．总体结构框图：五． 分块电路和总体电路的设计1．方波电路：用NE555产生方波及三角波，所需电压为5V，可知3脚产生方波，2脚产生三角波。方波占空比D=R1+R2 /(R1+2R2)，为使阶梯波频率足够大，选C1=0.01uF，C2=0.01uF。同时要产生三角波，R2应远大于R1，方波的占空比应接近0.5，选R1为1kΩ，R2为22KΩ仿真电路图及波形图如下。2

4、．阶梯波电路：先用NE555时基振荡器产生的方波作为16进制计数器74LS169的时钟信号，74LS169是模16的同步二进制计数器，可以通过四位二进制输出来计时钟沿得个数，实验中利用它的三位输出为CD4051的输入Qa、Qb、Qc提供地址。CD4051作为地址译码器产生8阶阶梯波。原本是管脚接7个同值电阻可以产生8阶阶梯波，将三个管脚短接，即可产生6阶，这里选择了4，2，5接地，使输出为6阶阶梯波，电阻值为100Ω，以满足基本要求中的阶梯波幅度大于等于3V的要求。另一路信号通道的输入则接被显示的信号，通过地址信号Qa、Qb、Qc对两回路信号同步进行选通。这样，用示波器观察便可

5、得到有6阶的阶梯波。仿真时在Multisim上没有现成元件CD4051，于是选择了与它功能相近的8通道模拟多路复用器ADG528F代替。它是根据A1、A2、A3口的输入来选择输出S1-S8中各路电压值。在实验中发现，可以在R9与电源之间加入一个电位器R3，从而实现对阶梯波电路最大电压值的调节。电路图及阶梯波形图如下。 3．三角波电路：NE555时基振荡器的管脚2产生的即为三角波，但是该三角波的幅度不满足要求，并且有直流分量，所以利用运放LM353构造一个同相放大电路且同时为一个反向加法器，通过加直流+5V的电压，通过电位器R5对加法器中的直流电压幅度进行调节，以满足三角波的Vo

6、pp大于等于2V且最低值为0V。经过调节后的三角波波形图如下，此时三角波的最低点电压值约为0V，这样扫描出的NPN输出特性曲线0点部分才会清晰，同时应注意当锯齿波的幅度不够大时，可能会影响到输出特性曲线的条数。4．总体电路：将LM353输出的三角波输入到NPN管8050的集电极用作扫描，将74LS169输出的阶梯波输入到三极管的基极。在三角波输入三级管前，串联一个定值电阻R14，通过测量R14两端的电压大小间接测量流入集电极的电流大小。示波器的两路一路测量R14两端的电压，另一路在晶体管的发射极测量Ve大小，并选择X-Y模式得到晶体管的转移特性曲线。总体电路的仿真电路图以及晶体

7、管输出特性曲线如下图。六．实现功能说明1．基本功能1）阶梯波的实现：f=665.55Hz，Uopp=4.8V，阶数为6，波形如下图。2）三角波的实现：f=5.3472kHz，Vopp=2.5V，波形如下图。3）输出特性曲线：输出特性曲线是指在基极电流不变的情况下，输出电压Uce和输出电流Ic的关系曲线，用Y轴表示测得的电压Ue可以表示Ic的大小，用X轴测得的电压Uc可以表示Uce的大小。当电压Uce反复扫描时，示波器显示Uce和Ic的关系，就会呈现一条稳定不动的输出特性曲线。改变基极电流Ib