数显式测量电路的设计-测控专业课程设计

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1、北京化工大学信息科学与技术学院电子科学与技术专业课程设计题目：数显式测量电路的设计班级:测控0902姓名:王博学号:200941069同组人:邓浩元刘业指导教师:2011年9月5日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2（1）1.测量NPN硅三极管的直流电流放大系数β199。测试条件：Ａ、IB＝10A，允许误差2％。B、14VVCE16V，对不同β值的

2、三极管，VCE基本不变。（2）用两只LED数码管和一个发光二极管构成十进制数字显示器，二极管作为百位显示，两只LED作为十位与各位显示，即最大显示数字为199。数字显示器显示的数字应当清晰，显示周期的长短要合适，（应大于人眼的滞留时间0.1S)。（3）设B、C、E三个插孔，当被测二极管插入时，打开电源，显示器即显示该二极管的β值(4)测量电路误差绝对值不超过1+5N/100(5)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

3、译码器74LS473双D上升沿触发器74LS74四2输入与非门CC4011共阳极LED七段数码管二逻辑框图设计β值测量的方框图七段译码器七段译码器10进制计10进制计1位锁存器数器数器被测β／VX三转换电路压控振荡器极与管门计数时间产生电路2017-03-31清零信号产生电路三逻辑电路的设计及参数计算41β-Vx转换电路Vx=βIbR2三极管的集电极后面应加一个电流到电压的转换电路从而构成——电压并联负反馈，如下电路图：R25.1kec-15V－324b＋VxR3R11.5M4.7k由β最大值(199)时有：Vx（max）=13V；根据

4、运放两输入端的外接等效电阻应尽量相等的原则，R3略小于R2。(2)压控振荡器5相关参数计算：fx与Vx的关系设积分器的负向积分时间常数远远大于正向积分时间//常数，即设R4（通常取R4>100R9）则这个压控振荡器的震荡周期就近似等于上图中积分器的负向积分时间t1，即近似等于积分器的输出电压Va由Vam下降到-Vam所要的时间t1。1tVVXX因为Va=-0'dt+Vam=-'+VamC1R4R4C1当t=t时，V=-V，即有1aamVX'Vam-V=-+V，所以t=2RC①am'am141RCV41X式中的V是积分器输出电压V的峰值

5、，在V=-V时，比较器amaaam的状态发生变化这时比较器同相输入端的电位V=0,即6RVRVR7am61m6V=+,因此V=V②am1mRRRRR67677'R6V1m将②代入①式得t=2RC141RV7X'R6V1m故此压控振荡器的震荡周期为T=t+t=t=2RCX12141RV7X振荡频率为1=1=1·R7Vxf=f=xx'TXTX2R4C1R6V1m可见fx与VX成正比，由于VX=IB·β·R2所以fx与β成正比。考虑Vam应比V1m小些，按V6/V7<0.7，取R6=15K，R7=24K，根据运放输入段与外接等效电阻

6、应尽量相等，取R8=10K。相关问题讨论:①积分器、电压比较器可否都用324？优缺点？351——高阻型；311——专用电压比较器（转换速度快）②积分器中的D1起什么作用？为什么要/R9R?4为使正向积分与负向积分的回路不同、时间不同。为能实现压控振荡，并忽略正向积分时间。③β-VX转换电路的输出电压极性与VP-VX转换电路的异同点，积分电路的异同。Vx的极性不同，故积分电路中D1极性接法不同。7(3)计数时间产生电路•要求计数时间Tc应<<0.1s，一般取5ms>0.1s，一般取0.3s<

7、Tc<1s；取0.5s•电路2017-03-3182017-03-31881）、显示时间：td=(R12+R11)C2ln2=0.5S计数时间：tc=R12C2ln2=30ms取C2=0.33F得R12=130k、R11=2M2）、在计数时间TC内，计数器记录的脉冲个数N为1RVxN=Tc/Tx=Tc*fx=Tc7'2RCRV4161m又有V=βI=βIR2XCBTRCln2C122N==TX2R'CR6V1m42RV7X根9据显示的设计要求，由前面知：R=130K,C=0.33uF,R=15K,R=24K,V=13V,R=5.1

8、K,C=330122671m21p,则只需调整Ｒ４＇使得β等于Ｎ，那么数码管的显示值就为β值。因此用电位器Rw串联代替R4’。这就是电路的数显式原理。根据运放两输入端等效电阻尽量相等原则，取R5=300K考