電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)---三極管β值測(cè)量儀設(shè)計(jì)

1、<p>　　題目__三極管β值測(cè)量儀設(shè)計(jì)____________</p><p>　　班級(jí)___09電氣hr班___________________</p><p>　　模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目錄</b></p><p>　　總體方案與原理. . . . . . . . .

2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1</p><p>　　2、設(shè)計(jì)電路詳細(xì)說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2</p>&

3、lt;p>　　3、總體電路原理相關(guān)說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6</p><p>　　4、元器件清單. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8</p><p>　　5

4、、總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. .9</p><p>　　6、實(shí)際電路連接圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. .10 </p><p>　　7、設(shè)計(jì)心得會(huì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …………… . . . . . ….…... 15</p><p><b>　　總體方案與原理</b></p><p><b>　　總方框圖：</b&

6、gt;</p><p>　　（1）基本要求部分的系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　→→</b></p><p>　?。?）各部分電路功能說明：</p><p>　　轉(zhuǎn)換電路：它是用與把不能直接用儀器測(cè)量的NPN型三極管值轉(zhuǎn)換成可以直接被測(cè)量的集電極電壓，再把這個(gè)電壓采樣放大，為下一級(jí)電壓比較電路提供采樣電壓，其中包括

7、提供恒定電流的微電流源電路和起放大隔離的差動(dòng)放大電路。</p><p>　　電壓比較電路：由于被測(cè)量的物理量要分五檔（即值分別為0～80、80～120、120～160、160～200及200以上對(duì)應(yīng)的分檔編號(hào)分別是0、1、2、3、4），則至少需要四個(gè)基準(zhǔn)電壓，該電路就是有一個(gè)串聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生四個(gè)不同的基準(zhǔn)電壓，再用四個(gè)運(yùn)算放大器組成的比較電路，將取樣信號(hào)同時(shí)加到具有不同基準(zhǔn)電壓的比較電路輸入端進(jìn)行比較，對(duì)應(yīng)某一定

8、值，相應(yīng)的一個(gè)比較電路輸出為高電平，其余比較器輸出為低電平。</p><p>　　編碼電路：將電壓比較電路的比較結(jié)果（高低電平）進(jìn)行二進(jìn)制編碼。該編碼功能主要由集成芯片8位優(yōu)先編碼器CD4532完成。</p><p>　　譯碼電路：主要是把編碼電路編成的二進(jìn)制編碼譯碼成十進(jìn)制數(shù)，以便于人機(jī)交流（即要顯示的數(shù)為人類易懂的十進(jìn)制數(shù)1、2、3）。該電路功能主要由芯片CD4511完成。</p

9、><p>　　顯示電路：該電路功能是用共陰數(shù)碼管顯示被測(cè)量的NPN型三極管值的檔次（0～4）。2、設(shè)計(jì)電路詳細(xì)說明</p><p><b>　　1、電流轉(zhuǎn)換電路</b></p><p>　　其中包括微電流源（提供恒定電流）和 差動(dòng)放大電路（電壓取樣及隔離放大作用）。</p><p>　　微電流源電路及差動(dòng)放大電路</p

10、><p>　　有些情況下，要求得到極其微小的輸出電流（如三極管基極電流比較?。@時(shí)可令比例電流源中的Re1=0，便成了微電流源電路。根據(jù)三極管電流IC=βIB的關(guān)系，被測(cè)物理量β轉(zhuǎn)換成集電極電流IC 而集電極電阻不變，利用差動(dòng)放大電路對(duì)被測(cè)三極管集電極上的電壓進(jìn)行采樣。</p><p><b>　　其電路圖如下：</b></p><p><

11、;b>　　圖 微電流源電路</b></p><p>　　根據(jù)電路原理分析得：</p><p>　　由此可知：只要確定IO和Re2就能確定IR，由此可以確定電阻R的值。</p><p>　　電路說明：T1、T2、R1、R3構(gòu)成微電流源電路提供恒定電流，R2是被測(cè)管T3的基極電流取樣電阻，用于檢測(cè)基極電流的大小，R4是集電極電流取樣電阻，用于檢測(cè)集電

12、極電流的大小同時(shí)檢測(cè)出被測(cè)三極管β值的大小，由運(yùn)放構(gòu)成的差動(dòng)放大電路，實(shí)現(xiàn)電壓取樣及隔離放大作用，為電壓比較電路提供采樣電壓。</p><p><b>　　2、電壓比較電路</b></p><p>　　其中的運(yùn)算放大器采用集成電路LM324。它是由四個(gè)相同的運(yùn)算放大器構(gòu)成的，其封裝及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示：</p><p>　　基準(zhǔn)電壓：由于題目要求

13、將值的檔次分為0～80、80～120、120～160、160～200以及200以上對(duì)應(yīng)的分檔編號(hào)分別是0、1、2、3、4，則需要多個(gè)不同的基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓是采用一個(gè)串聯(lián)的電阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)一個(gè)固定的電壓進(jìn)行分壓得到的。</p><p>　　綜合上述得出電壓比較電路的電路圖如下：</p><p><b>　　3、編碼電路</b></p><p>　　要

14、把測(cè)試結(jié)果顯示出來必須對(duì)結(jié)果進(jìn)行編碼譯碼，所以要設(shè)計(jì)編碼電路對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行二進(jìn)制編碼，這里我們采用集成芯片8位優(yōu)先編碼器CD4532，其封裝圖如下：</p><p>　　注：EI、GS應(yīng)接高電平，VDD接高電平，VSS接低電平，D4——D1分別接比較電路的四個(gè)運(yùn)放輸出端，D0接高電平，D7——D5則接低電平。</p><p><b>　　6、譯碼電路</b></

15、p><p>　　設(shè)計(jì)方案中譯碼電路由芯片CD4511完成。其封裝圖如下：</p><p>　　其中：A、B、C、D為數(shù)據(jù)輸入端，、、LE為控制端。a～g為輸出端，其輸出電平可直接驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管進(jìn)行0～9的顯示。</p><p>　　注：LE接低電平，、接高電平，D端懸空，C、B、A、分別接編碼器的三個(gè)輸出端Q2、Q1、Q0。而八個(gè)輸出端則接共陰數(shù)碼管的輸入端。</

16、p><p>　　3、總體電路原理相關(guān)說明</p><p><b>　　顯示用共陰數(shù)碼管：</b></p><p>　　共陰數(shù)碼管的管腳圖如下所示，a～g端可直接與CD4511的Qa～Qg端相連。</p><p>　　由于LED顯示器有共陽極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)，故所對(duì)應(yīng)的顯示譯碼器也不同，使用共陽數(shù)碼管時(shí)，公共陽極接電源電壓，七

17、個(gè)陰極a~g由相應(yīng)的BCD-七段譯碼器的輸出來驅(qū)動(dòng)。對(duì)共陰極數(shù)碼管來說，則為共陰極接地，相應(yīng)的BCD-七段譯碼器的輸出驅(qū)動(dòng)a~g各陽極。若數(shù)碼管為共陰，則選用輸出為高電平有效的顯示譯碼器。若數(shù)碼管為共陽，則選用輸出為低電平有效的顯示譯碼器。</p><p>　　因此，八段LED顯示管與CD4511的連接方式如下：</p><p><b>　　總電路如下：</b><

18、;/p><p>　　部分電路具體參數(shù)的設(shè)定：</p><p><b>　　1.電壓比較電路：</b></p><p>　　電壓比較電路圖實(shí)物圖示：</p><p>　　由課題設(shè)計(jì)要求可知，設(shè)計(jì)要求顯示被測(cè)三極管β值范圍為80～200，而且，分檔顯示80～120，120～160，160～200，因此，由R4、、被測(cè)三極管β值即

19、可計(jì)算出對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)比較電壓(Ui=Io**R4)：</p><p>　　當(dāng)β=80時(shí)，Ui=1.2V;當(dāng)β=120時(shí)，Ui=1.8V;</p><p>　　當(dāng)β=160時(shí)，Ui=2.4V;當(dāng)β=200時(shí)，Ui=3.0V</p><p>　　可以計(jì)算出電壓比較電路串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)分壓電阻的阻值(R=Ui/Vcc×R)，5V電源供電，分壓總電阻取R=10K：&l

20、t;/p><p>　　β=80時(shí)，R=3.3K;β=120時(shí)，R=4.5K;</p><p>　　β=160時(shí)，R=5.7K;β=200時(shí)，R=6.6K</p><p>　　在沒有太大誤差的情況下，在實(shí)驗(yàn)室最后取的電阻值分別為</p><p>　　R9=1.5K R10=3.3K R11=4.5K R12=5.7K R13=6.6K</p

21、><p><b>　　4、元件清單</b></p><p><b>　　5、總體電路原理圖</b></p><p><b>　　6、實(shí)際電路連接圖</b></p><p><b>　　7、設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這

22、次的模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識(shí)到作為一個(gè)電氣的學(xué)生，認(rèn)識(shí)理解電路圖的能力是我們所必須掌握的。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)的過程中，通過查閱相關(guān)的資料，對(duì)各部電路的分析，理解，到最后的電路組合，讓我從更細(xì)致的角度上對(duì)各電子元件的用途及性能有了一個(gè)更深入的了解，將所學(xué)的知識(shí)從理論到實(shí)踐的貫穿。特別是在使用multisim繪圖仿真時(shí)，當(dāng)一個(gè)個(gè)電子元件連接在一起時(shí)，電路的連接方式、工作原理清晰地呈現(xiàn)在我的眼前時(shí)

23、，那是一種掌握知識(shí)的充實(shí)感和一種看著自己的勞動(dòng)成果誕生的滿足感，那個(gè)是時(shí)候心里的感覺真的很奇特很充實(shí)。在使用multisim過程中，讓我對(duì)這款軟件有個(gè)一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，一些基本的操作也漸漸的掌握。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我發(fā)現(xiàn)了許多學(xué)習(xí)中的不足，對(duì)所學(xué)知識(shí)也有了一個(gè)系統(tǒng)的清晰認(rèn)識(shí)，為今后的學(xué)習(xí)敲響了警鐘，只有腳踏實(shí)地的去學(xué)習(xí)才能學(xué)到知識(shí)，只有牢固掌握知識(shí)才能在面對(duì)問題時(shí)快速的解決問題。<