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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电力电子技术课程设计论文.精品文档. 题目_三极管值测量仪设计_ 班级_09电气hr班_ 学号_200932902076 _ 姓名_刘光_ 时间_2011-915至2011-9-16_青岛大学自动化工程学院模拟电子技术课程设计任务姓名 刘光 班级 09电气hr班 设计课题：三极管值测量仪设计设计任务与要求设计制作一个自动测量NPN型硅三极管值的显示测试仪。一、 基本要求： 1、对被测NPN型三极管值分五档：值的范围分别为080，80120，120160，160200及200对应的分档编号分别是0、1、2、3、4； 2、测量三极管值并用发光二极
2、管显示 3、用数码管显示值的大致范围；二、发挥部分： 1、用三个数码管显示的大小，分别显示个位、十位和百位。显示范围为0-999。 2、响应时间不超过2秒，显示器显示读数清晰。参考文献（1）“模拟电子技术基础”清华大学 童诗白主编（2）“数字电子技术基础”清华大学 阎石主编（3）“电子技术基础” 康华光主编 （4）“现代电子线路和技术实验简明教程 孙肖子主编设计目录1、 总体方案与原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12、设计电路详细说明. .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64、元器件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . .
4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96、实际电路连接图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 7、设计心得会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151、 总体方案与原理 总方框图：（1）基本要求部分的系统框图1、使用被测三极管构成放大电路（得到与放大倍数
5、成正比的电压信号）2、取样电路和比较电路3、编码电路4、译码电路5、数码管 显示（2）各部分电路功能说明：转换电路：它是用与把不能直接用仪器测量的NPN型三极管值转换成可以直接被测量的集电极电压，再把这个电压采样放大，为下一级电压比较电路提供采样电压，其中包括提供恒定电流的微电流源电路和起放大隔离的差动放大电路。电压比较电路：由于被测量的物理量要分五档（即值分别为080、80120、120160、160200及200以上对应的分档编号分别是0、1、2、3、4），则至少需要四个基准电压，该电路就是有一个串联电阻网络产生四个不同的基准电压，再用四个运算放大器组成的比较电路，将取样信号同时加到具有不
6、同基准电压的比较电路输入端进行比较，对应某一定值，相应的一个比较电路输出为高电平，其余比较器输出为低电平。编码电路：将电压比较电路的比较结果（高低电平）进行二进制编码。该编码功能主要由集成芯片8位优先编码器CD4532完成。译码电路：主要是把编码电路编成的二进制编码译码成十进制数，以便于人机交流（即要显示的数为人类易懂的十进制数1、2、3）。该电路功能主要由芯片CD4511完成。显示电路：该电路功能是用共阴数码管显示被测量的NPN型三极管值的档次（04）。2、设计电路详细说明1、电流转换电路其中包括微电流源（提供恒定电流）和 差动放大电路（电压取样及隔离放大作用）。微电流源电路及差动放大电路有
7、些情况下，要求得到极其微小的输出电流（如三极管基极电流比较小），这时可令比例电流源中的Re1=0，便成了微电流源电路。根据三极管电流IC=IB的关系，被测物理量转换成集电极电流IC 而集电极电阻不变，利用差动放大电路对被测三极管集电极上的电压进行采样。其电路图如下：图 微电流源电路根据电路原理分析得：由此可知：只要确定IO和Re2就能确定IR，由此可以确定电阻R的值。电路说明：T1、T2、R1、R3构成微电流源电路提供恒定电流，R2是被测管T3的基极电流取样电阻，用于检测基极电流的大小，R4是集电极电流取样电阻，用于检测集电极电流的大小同时检测出被测三极管值的大小，由运放构成的差动放大电路，实
8、现电压取样及隔离放大作用，为电压比较电路提供采样电压。2、电压比较电路其中的运算放大器采用集成电路LM324。它是由四个相同的运算放大器构成的，其封装及内部结构如下所示：基准电压：由于题目要求将值的档次分为080、80120、120160、160200以及200以上对应的分档编号分别是0、1、2、3、4，则需要多个不同的基准电压，基准电压是采用一个串联的电阻网络对一个固定的电压进行分压得到的。综合上述得出电压比较电路的电路图如下：3、编码电路要把测试结果显示出来必须对结果进行编码译码，所以要设计编码电路对比较结果进行二进制编码，这里我们采用集成芯片8位优先编码器CD4532，其封装图如下：注：
9、EI、GS应接高电平，VDD接高电平，VSS接低电平，D4D1分别接比较电路的四个运放输出端，D0接高电平，D7D5则接低电平。6、译码电路设计方案中译码电路由芯片CD4511完成。其封装图如下：其中：A、B、C、D为数据输入端，、LE为控制端。ag为输出端，其输出电平可直接驱动共阴数码管进行09的显示。注：LE接低电平，、接高电平，D端悬空，C、B、A、分别接编码器的三个输出端Q2、Q1、Q0。而八个输出端则接共阴数码管的输入端。3、总体电路原理相关说明显示用共阴数码管：共阴数码管的管脚图如下所示，ag端可直接与CD4511的QaQg端相连。由于LED显示器有共阳极和共阴极两种结构，故所对应
10、的显示译码器也不同，使用共阳数码管时，公共阳极接电源电压，七个阴极ag由相应的BCD-七段译码器的输出来驱动。对共阴极数码管来说，则为共阴极接地，相应的BCD-七段译码器的输出驱动ag各阳极。若数码管为共阴，则选用输出为高电平有效的显示译码器。若数码管为共阳，则选用输出为低电平有效的显示译码器。因此，八段LED显示管与CD4511的连接方式如下：CD45119101112131415LED12467109总电路如下：部分电路具体参数的设定：1.电压比较电路：电压比较电路图实物图示：由课题设计要求可知，设计要求显示被测三极管值范围为80200，而且，分档显示80120，120160，160200
11、，因此，由R4、被测三极管值即可计算出对应的基准比较电压(Ui=Io*R4)：当=80时，Ui=1.2V;当=120时，Ui=1.8V;当=160时，Ui=2.4V;当=200时，Ui=3.0V可以计算出电压比较电路串联网络中各个分压电阻的阻值(R=Ui/VccR)，5V电源供电，分压总电阻取R=10K：=80时，R=3.3K;=120时，R=4.5K;=160时，R=5.7K;=200时，R=6.6K在没有太大误差的情况下，在实验室最后取的电阻值分别为R9=1.5K R10=3.3K R11=4.5K R12=5.7K R13=6.6K4、元件清单元器件名称元器件标称值或型号集成电路LM32
12、4、CD45322、5552、74LS903、CD45114三极管90154,90141电阻1M 10k 1200 2000 600 300及变阻器若干只电容0.1uf 1uf等显示仪器共阴七段数码显示管45、总体电路原理图6、实际电路连接图7、设计心得体会 通过这次的模拟电子技术课程设计，我深刻认识到作为一个电气的学生，认识理解电路图的能力是我们所必须掌握的。 在课程设计的过程中，通过查阅相关的资料，对各部电路的分析，理解，到最后的电路组合，让我从更细致的角度上对各电子元件的用途及性能有了一个更深入的了解，将所学的知识从理论到实践的贯穿。特别是在使用multisim绘图仿真时，当一个个电子元件连接在一起时，电路的连接方式、工作原理清晰地呈现在我的眼前时，那是一种掌握知识的充实感和一种看着自己的劳动成果诞生的满足感，那个是时候心里的感觉真的很奇特很充实。在使用multisim过程中，让我对这款软件有个一个初步的认识和了解，一些基本的操作也渐渐的掌握。通过这次课程设计，让我发现了许多学习中的不足，对所学知识也有了一个系统的清晰认识，为今后的学习敲响了警钟，只有脚踏实地的去学习才能学到知识，只有牢固掌握知识才能在面对问题时快速的解决问题。在此，十分感谢老师的指导，使我顺利完成课程设计，并为我以后的发展指明了方向！