β數(shù)顯式測量電路的設計、安裝與調試

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1、北京化工大學信息科學與技術學院自動化專業(yè)課程設計題目：β數(shù)顯式測量電路的設計、安裝與調試班級：學號：姓名：同組人：指導老師：2013年9月目錄一、課程設計的任務及基本要求二、邏輯框圖設計三、邏輯電路的設計及參數(shù)計算四、安裝調試步驟及遇到的問題五、印刷線路板設計六、體會及建議七、參考文獻八、附錄（元件使用說明）九、附圖（框圖邏輯圖印刷線路板圖）一、課程設計的任務及基本要求本課題要求設計一個“三極管β值得數(shù)顯式測量電路”。即可以直觀的看出三極管的β值。Ⅰ、具體任務和要求1．可測量NPN硅三極管的直流電流放大系數(shù)β<199，測試條件為IB=10uA。允許誤差±2%。14V

2、值的三極管，VCE的值基本不變。2．該測量電路制作好以后，在測試過程中不需要進行手動調節(jié)，便可自動滿足以上測試條件。3．用兩只LED數(shù)碼管和一只發(fā)光二極管構成數(shù)字顯示器。發(fā)光二極管用來顯示最高位，它的亮狀態(tài)和暗狀態(tài)分別用來代表1和0。兩只數(shù)碼管分別用來顯示十位和各位，即數(shù)字顯示器可顯示不超過199的正整數(shù)和0.4．測量電路設有測三極管的三個插孔，分別標上E、B、C。當被測三極管的發(fā)射極，基極和集電極分別插入E、B和C插孔時，連通電源后，數(shù)字顯示器就會自動顯示出被測三極管的β值，響應時間不超過2秒鐘。5．在溫度不變的條件下，本測量電路的誤差之絕對值不超0.05N+1.這里的N是數(shù)字顯示器的讀數(shù)。

3、6．數(shù)字顯示器顯示的數(shù)字應當清晰，而且顯示周期的長短要合理。例如，β=24.5時，個位數(shù)碼管可能交替顯示4和5.在這種情況下，如果顯示周期太短（例如：0.01S），由于人的眼睛的滯留效應（滯留時間大約為0.1S），就不能清楚地看到4和5這兩個數(shù)字，反而看起來像9，他是4和5疊加的結果（對于LED七段數(shù)碼管而言）。顯然，不允許出現(xiàn)這種現(xiàn)象。Ⅱ、限定使用的主要元器件通用型集成運放LM324高阻型集成運放LF351通用型集成運放LM311集成定時器NE5552/5十進制計數(shù)器74LS90BCD—七段譯碼器74LS47雙D上升沿觸發(fā)器74LS74六施密特反相器74LS14四2輸入與非門CC4011共陽

4、極LED七段數(shù)碼管二、邏輯框架圖三、邏輯電路的設計及參數(shù)計算要求對不同的β，不變，故集電極不接任何電阻。根據(jù)運放LM324反相輸入端虛地以及IB=10μA的條件，則R1=1.5M。[R1=（15-0.7）V/10μA]運放LM324和R2、R3構成的電壓并聯(lián)負反饋使∝，所以取為運放電路的輸入電流。由圖不難看出，由于運放虛地條件以及它不取電流，并且=β，所以=β=βR2，當β為最大值(199)時=13V確定R，則R=6.5K。所以取R=5.1K。2．壓控振蕩器反相積分器同相遲滯比較器注意：（1）積分器用351高阻型放大器，積分效果好。電壓比較器用專用電壓比較器，轉換速度快。（2）積分器中D1使正

5、向積分與負向積分的回路不同、時間不同。上圖的D1應反方向向左，原因是其與夾斷電壓的設計不同，這里VX極性為正。（3）R9<

6、為負值做正向積分，但因負向積分時間常數(shù)τ=遠遠大于正向積分時間常數(shù)τ=，故總的效果是做正向積分，隨時間呈線性增大。如圖所示，當增大到一定程度（正值）時，使比較器同相輸入端的電位略高于0時，它的輸出即翻轉為高電平，即將由-13V翻轉為+13V。當翻轉為+13V時，二極管由導通變?yōu)榻刂?。積分器又做負向積分。如此周而復始，產(chǎn)生振蕩。fx與Vx的關系設積分器的負向積分時間常數(shù)遠遠大于正向積分時間常數(shù)，即設R/4（通常取R/4>100R9）則這個壓控振蕩器的震蕩周期就近似等于上圖中積分器的負向積分時間t1，即近似等于積分器的輸出電壓由下降到-所要的時間t1。因為=-+=-+當t=時，=-，即有-=-+，

7、所以=2①式中的是積分器輸出電壓的峰值，在=-時，比較器的狀態(tài)發(fā)生變化這時比較器同相輸入端的電位=0,即=+,因此=②將②代入①式得=2故此壓控振蕩器的震蕩周期為=+==2振蕩頻率為==·可見與成正比，由于=·β·所以與β成正比。考慮Vam應比V1m小些，按V6/V7<0.7，取R6=15K，R7=24K，根據(jù)運放輸入段與外接等效電阻應盡量相等，取R8=10K。3．計數(shù)時間產(chǎn)生電路如圖所示，它是以