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

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

2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1</p><p>　　2、設(shè)計電路詳細說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .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、實際電路連接圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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

6、gt;</p><p>　?。?）基本要求部分的系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　→→</b></p><p>　　（2）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量的NPN型三極管值轉(zhuǎn)換成可以直接被測量的集電極電壓，再把這個電壓采樣放大，為下一級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放大電路。</p><p>　　電壓比較電路：由于被測量的物理量要分五檔（即值分別為0～80、80～120、120～160、160～200及200以上對應(yīng)的分檔編號分別是0、1、2、3、4），則至少需要四個基準電壓，該電路就是有一個串聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生四個不同的基準電壓，再用四個運算放大器組成的比較電路，將取樣信號同時加到具有不同基準電壓的比較電路輸入端進行比較，對應(yīng)某一定

8、值，相應(yīng)的一個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）進行二進制編碼。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制編碼譯碼成十進制數(shù)，以便于人機交流（即要顯示的數(shù)為人類易懂的十進制數(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)碼管顯示被測量的NPN型三極管值的檔次（0～4）。2、設(shè)計電路詳細說明</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小），這時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，利用差動放大電路對被測三極管集電極上的電壓進行采樣。</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是被測管T3的基極電流取樣電阻，用于檢測基極電流的大小，R4是集電極電流取樣電阻，用于檢測集電

12、極電流的大小同時檢測出被測三極管β值的大小，由運放構(gòu)成的差動放大電路，實現(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>　　其中的運算放大器采用集成電路LM324。它是由四個相同的運算放大器構(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以上對應(yīng)的分檔編號分別是0、1、2、3、4，則需要多個不同的基準電壓，基準電壓是采用一個串聯(lián)的電阻網(wǎng)絡(luò)對一個固定的電壓進行分壓得到的。</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、把測試結(jié)果顯示出來必須對結(jié)果進行編碼譯碼，所以要設(shè)計編碼電路對比較結(jié)果進行二進制編碼，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運放輸出端，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)動共陰數(shù)碼管進行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輸出端Q2、Q1、Q0。而八個輸出端則接共陰數(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)，故所對應(yīng)的顯示譯碼器也不同，使用共陽數(shù)碼管時，公共陽極接電源電壓，七

17、個陰極a~g由相應(yīng)的BCD-七段譯碼器的輸出來驅(qū)動。對共陰極數(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>　　電壓比較電路圖實物圖示：</p><p>　　由課題設(shè)計要求可知，設(shè)計要求顯示被測三極管β值范圍為80～200，而且，分檔顯示80～120，120～160，160～200，因此，由R4、、被測三極管β值即

19、可計算出對應(yīng)的基準比較電壓(Ui=Io**R4)：</p><p>　　當β=80時，Ui=1.2V;當β=120時，Ui=1.8V;</p><p>　　當β=160時，Ui=2.4V;當β=200時，Ui=3.0V</p><p>　　可以計算出電壓比較電路串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中各個分壓電阻的阻值(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，R=3.3K;β=120時，R=4.5K;</p><p>　　β=160時，R=5.7K;β=200時，R=6.6K</p><p>　　在沒有太大誤差的情況下，在實驗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、實際電路連接圖</b></p><p><b>　　7、設(shè)計心得體會</b></p><p>　　通過這

22、次的模擬電子技術(shù)課程設(shè)計，我深刻認識到作為一個電氣的學生，認識理解電路圖的能力是我們所必須掌握的。</p><p>　　在課程設(shè)計的過程中，通過查閱相關(guān)的資料，對各部電路的分析，理解，到最后的電路組合，讓我從更細致的角度上對各電子元件的用途及性能有了一個更深入的了解，將所學的知識從理論到實踐的貫穿。特別是在使用multisim繪圖仿真時，當一個個電子元件連接在一起時，電路的連接方式、工作原理清晰地呈現(xiàn)在我的眼前時

23、，那是一種掌握知識的充實感和一種看著自己的勞動成果誕生的滿足感，那個是時候心里的感覺真的很奇特很充實。在使用multisim過程中，讓我對這款軟件有個一個初步的認識和了解，一些基本的操作也漸漸的掌握。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，讓我發(fā)現(xiàn)了許多學習中的不足，對所學知識也有了一個系統(tǒng)的清晰認識，為今后的學習敲響了警鐘，只有腳踏實地的去學習才能學到知識，只有牢固掌握知識才能在面對問題時快速的解決問題。<