模拟电子线路课程设计报告颜小虎.doc

.页眉...页脚电信03级(4)班颜小虎编号:...页脚第一部分:设计任务一、设计任务和要求设计制作一个自动测量三极管直流放大系数?值范围的装置。1、对被测NPN型三极管?值分三档;2、?值的范围分别为50~80、80~120及120~180,对应的分档编号分别是1、2、3;3、用数码管显示?值的档次;4、电路采用5V或正负5V电源供电。二:,再取样进行比较、分档。上述转换过程可由以下方案实现:根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB为固定值时,IC反映了β的变化,电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化,对VRC取样加入后级进行分档比较。以下给出采用上述方案的参考电路如图1、图2所示。oU图1T1、T2、R1、R3构成微电流源电路,R2是被测管T3的基极电流取样电阻,,R4是集电极电流取样电阻。由运放构成的差动放大电路,实现电压取样及隔离放大作用。.页眉...页脚oU图2T1是被测三极管,其基极电流可由R1、R2限定,运算放大器的输出oU=βIBR3。,对应某一定值oU,只有相应的一个比较电路输出为高电平,则其余比较器输出为低电平。对比较器输出的高电平进行二进制编码,再经显示译码器译码,驱动数码管显示出相应的档次代号。3、参考方案:图3第二部分:设计方案一:设计方案分析论证:设计电路测量三极管的β值,将三极管β值转换为其他可用仪器测量的物理量来进行测量(如电压,根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB为固定值时,IC反映了β的变化,电阻RC上的电压VRC又反映了IC的变化)。1、β值与电流电压的转换(方案一)...页脚T1、T2、R1、R3构成微电流源电路,R2是被测管T3的基极电流取样电阻,R4是集电极电流取样电阻。由运放构成的差动放大电路,实现电压取样及隔离放大作用。根据三极管电流IC=βIB的关系,当IB为固定值时,IC随着β的变化而变化,电阻RC上的电压VRC正好反映了IC的变化,所以,我们对VRC取样加入后级,进行分档比较。从而实现目的。该电路用微电流源为基极取样电阻提供稳恒的电流,这样便于测量β值。2、β值与电流电压的转换(方案二)T1是被测三极管,其基极电流可由R1、R2限定,运算放大器的输出oU=βIBR3。3、方案比较结果:.页眉...页脚通过两个方案的比较:可以看出,由于微电流源具有较好的稳定性,而且能够减小电路的直流功率损耗,它的输出具有更好的恒流特性,能够输出具有uA量级的电流,所以选择方案一,采用微电流源提供取样电阻的恒定电流。4、其余部分方案论证:因为题目要求分三档显示三极管的β值(即?值的范围分别为50~80、80~120及120~180,对应的分档编号分别是1、2、3),所以对转换后的物理量进行采样,将取样信号同时加到具有不同基准电压的比较电路输入端进行比较,相应的一个比较电路输出高电平,其余比较器输出为低电平,实现AD转换。比较后再进行分档显示。要实现分档显示,则必须对比较器输出的高电平进行二进制编码和显示译码器译码,驱动数码管显示出相应的β值档次代号,从而实现该档次代号的显示。(1)转换电路部分:提供一个稳定的电流源,使β值的变化不会影响到电流源,而导致误差的产生。因此,我采用上图所示的微电流源电路,供给待测NPN三极管基极稳恒的电流。因为β值与Ic有关,而且小功率管的β值在Ic=2~3mA时较大,而在截止与饱和区较小,测量不准确。根据IICB??,这里,IB的选择在30μA~40μA之间。(2)比较部分,将从前级采样-比较电路中,得出的电压,与各个基准电压进行比较,通过LM324比较器,得出4个高低电平数据,提供给编码电路。因此,实现A/D转换的功能是转换电路的根本作用。(3)在编码电路部分中,我使用优先编码器,将从转换电路中得出的高低电平进行编码,并输出结果,提供给译码器。编码对应的β值的范围如下:β值各级比较电平1级比较2级比较3级比较4级比较50以下000050-80000180-1200011120-1800111180以上1111在电压比较电路实现了A/D转换,其后再经过编码电路将四位比较电平转为BCD码形式,其输入输出如下:输入优先编码器的输出电平00010001001100100111001111110100(4)译码以及显示部分将从优先编码器得出的结果,进行译码,提供给7段LED显示管进行显示。优先编码器及7段显示译码输出的真值表如下:.页眉...页脚输入编码器输出BCD—7段显示译码输出字形YaYbYcYdYeYfYg0000000011111100000100010110