数显式测量电路设计告数显式测量电路设计报告.doc

北 京 化 工 大 学 信息科学与技术学院 自动化专业 课 程 设 计 题目数显式β测量电路 说明书_________________页 图 纸_________________页 班 级: 自控1202 姓 名:徐越 学 号: 2012014059 同组人:郭腾龙 指导教师:曹晰 2014年9月11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） 课程设计的任务及基本要求 目的：设计一个β数显式测量电路，以方便测量一个NPN三极管的β值 要求： 1.可测量NPN硅三极管的电流放大系数β199，测试条件为： (1)IB=10μA，允许误差±2%；(2）14VVCE16V，且对不同(值的三极管， VCE的值基本不变。 2.用两只数码管分别用来显示十位和个位，发光二极管用来显示百位，其亮状态和暗状态分别表示1和0。 3.数字显示器。显示的数字应当清晰，显示周期的长短要适合，应大于人眼的滞留时间（0.1s）。 4.设B、C、E三个插孔，当北侧三极管插入时，打开电源，显示器即显示该三极管的β值。 5.限定使用的主要元器件如下所示： 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NE555 2/5十进制计数器74LS90 BCD—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 逻辑框图设计 逻辑电路的设计及参数计算 β/Vx转换电路： （1）采用固定偏置电流电路 由测试条件： 10 uA,可选择合适的、 (2)采用运放构成的电压并流负反馈，使Vx∝ VX=βIB?R2 VX极性为正 由测试条件： 由β=199时，取Vx最大值为13V，则可得到R2 为了平衡，R3略小于R2 2.压控振荡器 （1）积分器、电压比较器的选择： 351——高阻型； 311——专用电压比较器（转换速度快） （2）积分器中的D1使正向积分与负向积分的回路不通、时间不同。 R9R4′为能实现压控振荡，并忽略正向积分时间。 （3）后接的43k电阻的作用： （4）积分器输出的V1波形 3.计数时间产生器电路 （1）计数时间Tc须经反相器（4011）引出，因为译码器的消隐信号的相位是低电平有效。 （2）555定时器的VC2和VO的波形 （3）计数时间与压控振荡器的输出相与（经与非门和反相器）： 4.计数、译码、显示电路： （1）译码器采用47——输出低电平有效，后接共阳极数码管； （2）90清零信号高电平有效，因此在使用中不要将他们随意悬空。 5.电路原理图： 安装调试及遇到的问题 1.安装 （1）安装要点 在电路原理图上标号芯片号和芯片管脚号，不用功能脚的逻辑电平。 合理布置芯片和其他元件的位置。 布线：*安排好电源线和地线（通电前先把几路电源调好，注意共地）； *线紧贴面包板，横平竖直，不交叉，不重叠； *在芯片两侧走线，不可跨芯片； *元件横平竖直。 安装顺序：按信号流向，先主电路，后辅助电路。 边安装，边调试。 （2）安装注意事项 在原理图上先标注芯片管脚(4011、14、数码管管脚图应画在旁边），并拟订安装调试方案。 各集成芯片合理布局，同方向排列，不要插反。 按框图分系统组装、调试。 连线选用0.2-0.3mm的单股硬导线（为检查方便，各类电源线和地线最好用不同的颜色。特别注意各集成片的共地，采用多点共地——利用横条和竖条）。 紧贴面包板布线，导线要拉直，横平竖直，最好不要拐弯，不能拉斜线或在芯片上跨接。应根据距离和插入长度剪断导线，插入长度为0.4-0.6㎜，过短可能接触不良；过长又可能把面包板戳穿，引起短路。使用过的导线可以利用，但线端不能有明显伤痕，并用镊子把线端夹直。 插线时，电源必须关闭，不能带电操作。 2.调试 （1）调试要点 β电流、电压转换电路 运放324的1脚输出一直流电压VX≈0.051βV（小于10V） 压控振荡器：（运放反相输入端应“虚地”） 运放351的6脚输出已锯齿波 比较器311的7脚输出矩形波 555振荡器： 555的3脚输出矩形波 清零波形：C4、R4的接点处输出尖脉冲 计数、译码、显示：将555振荡器的3脚输出送计数器个位90－1 的时钟输入，观察数码