报告,,设计.doc

天津职业技术师范大学电子工程学院 《电 子 技 术》 课程设计报告 同组学生姓名（学号）：付磊（3）刘俞辰（9）陈小伟（23）谭鹏（37） 班 级：应电0914 任务分工：设计电路：付磊 电路焊接：付磊、刘俞辰、谭鹏 实验报告：付磊、陈小伟 设计时间：2011年12月13 日 —— 2011 年 12月31日 指导教师：李莉、李照业 目录 第一周题目：简易三极管特性曲线测试电路 一、课程设计的目的与要求：波形发生电路的设计 利用示波器X-Y图示功能，设计电路用示波器显示三极管的至少四条对应不同Ib的输出特性曲线 二、方案论证及选择 方案论证：利用示波器X-Y图示功能，设计电路用示波器显示三极管的至少四条对应不同的Ib的输出特性曲线。 不同输出特性曲线对应不同的基极输入电压，所以基极输入电压为阶梯波。 示波器必须得有X、Y轴输入才能显示出波形。没有X轴输入，光Y轴输入，显示的就是一条垂直的直线，如果没有Y轴输入，光有X轴输入，就是一条水平线。 　　在看一个波形时，将信号送入Y轴输入，这时X轴是接仪表内的一个锯齿波发生器，输入的是锯齿波电压，且是用外接Y轴信号来进行同步的，即锯齿波的频率是Y轴信号的(1/整数)倍。锯齿波提供一个代表时间的横坐标，每扫描一次，即光点自左向右匀速地走一次(这是用锯齿波电压的原因，让光点在水平方向是匀速地移动)，在Y轴上会有整数个输入信号的波形显示出来。如果锯齿波与输入信号不同步，就不会得到整数个波形的显示，且显示的波形是不稳定的，无法看清。 　用来看Y轴上信号的波形时，X轴上是不需要输入信号的，它会接到扫描信号，即锯齿波发生器上。只有当比较两个信号的频率是否同步等测试时，才要在Y、X轴上各输入信号。 　　其实电视机显像管的原理也差不多，只不过是用了磁偏转系统，在X轴与Y轴都输入锯齿波的电流，即Y轴是场(帻)扫描电流，X轴是行扫描电流，形成一个固定的光栅，且必须分别用电视信号中的行、场同步信号来同步，否则显示图像是不稳定的翻滚着。再用输入的图像信号调节显像管的发射电流大小，显出图像。 X轴接集电极所以集电极电压为锯齿波。 所以电路只要有阶梯波和锯齿波。 利用555多谐振荡电路在2、6、7管脚产生锯齿波，3管脚产生方波作为其他芯片工作时钟，且与锯齿波同步。 产生阶梯波有两方案： 方案一： 利用74LS161控制传输门通断来控制分压电阻，得到具有比例的电压。从而得到锯齿波。电路简单，波形稳定，电压值调整范围大。 方案二： 利用74LS161直接选择过流电阻产生不同电流经过LM324进行同相运算比例放大（电路如下图），电阻要成比例。 最终选择方案二芯片可取电路简单，波形多。 三、原理设计（或基本原理） 电路原理图 晶体管特性测量原理 晶体管输出特性测量原理，需测量的2个物理量是晶体管的集电极电流Ic和集电极电压Uce。待测管的集电极和基极分别接入锯齿波和阶梯波扫描信号。集电极输出接示波管X轴输入，发射极输出接示波管Y轴输入，Rc为集电极功耗限制电阻，Re为集电极电流取样电阻。 锯齿波产生电路 由555定时器组成的多谐振荡器同时产生锯齿波和阶梯波的触发脉冲，以保证锯齿波和阶梯波的同步。图中由电阻R6构成电容C1的充电回路，由555定时器内置的放电三极管构成电容的放电回路。接通电源时，电源通过R6对电容C1充电，电容C1两端电压线性上升，当充电至555定时器2、6脚的电压大于2／3Vcc时，555定时器3脚由“1”跃变为“0”，同时555定时器内置的放电三极管导通，电容通过三极管迅速放电至0 V。由于R555定时器2、6脚的电压略小于1／3Vcc，555定时器3脚由“0”跃变为“1”，同时555定时器内置的放电三极管截止，电容C1进入下一个充、放电周期，555定时器7脚获得锯齿波，3脚获得占空比接近1的同步方波。 则其频率可由式(2)计算，得： F=1/0.7R6C1 可见该锯齿波的输出电压幅值为1／2cc，大于一般555多谐振荡器的1／3Vcc，且波形线性度优于一般555多谐振荡器，电容从0 V开始充电至1／2Vcc，起始扫描电压满足扫描信号的要求。该锯齿波通过电压跟随器U1输入到同相比例运算放大器U2进行电压放大，调节R13可以改变锯齿波幅度，通过后置功率放大后输入到待测晶体管集电极。同时，该信号作为X轴扫描信号输入到示波管的X轴偏转系统。 阶梯波产生电路 555定时器3脚输出的方波作为计数器74LS161的计数脉冲接入74LS161的CP端，计数输出端Q1～Q4分别接到由运算放大器U1构成的同相比例运算的输入端，同相比例运算的输入电阻R3：R4：R5：R6=8：4：2：1，则同相比例运算的输出电压可由式(3)表示为： 式中：A=1+(R11／R10) 可见，当计数输出端Q1～