模拟电子线路课程设计报告
模拟电路实验报告

模拟电子线路课程设计电子技术课程设计题目:测深仪之接收机模块设计学院:水声工程学院姓名:王开举学号:2010052110同组人:无完成报告日期:2013.07.07成绩:指导老师:勇俊哈尔滨工程大学测深仪之接收机模块设计一.设计任务设计一声呐测深仪系统的接收机模块设计,其要求如下:1.带宽:20KHz~30KHz;2.增益:40dB;3.滤波器类型:巴特沃斯滤波器;4.供电+18V和-18V;5.带外衰减:-12dB/倍频程;6.要求输入端具有高压保护功能;7.输出阻抗:<100欧;8.输入阻抗:不小于1M欧。
二.设计方案水声接收机需要具有放大,滤波器等功能,原理框图如下图所示。
前置放大器主要完成对小信号的放大,一般要求输入阻抗高,等效输入噪声要小。
为了保证滤波器良好的线性相位特性,选择了巴特沃斯滤波器。
此外本接收机是应用于换能器工作在收发合置情况下,因此接收机输入端要进行相应的保护以保证接收机正常工作。
为了使测深仪满足不同测深要求,需要接收机信号输出不能产生强限幅失真,因此在接收机放大机应加入相应的限幅电路。
输入信号第一级2阶低2阶高第二级放大通滤通滤放大射随输出30dB 波器波器10dB三.单元电路设计参考图1.前级放大30dB四.组装调试1.使用的主要仪器:信号发生器,直流电源,示波器,万用表2.调试电路的方法和技巧先按照原理图连接好电路,焊好板子,然后用万用表检查连线是否正确,一级一级的接上电源,看输出结果正确与否,正确的话进行下一级调试,当如原理图的五级输出完全正确之后,将其整合在一起,形成完整的电路,然后在检查最终输出是否符合要求,如果符合要求就测量个试验参数,验证可靠性,如果输出结果不正确,检查电路,最终得到正确的结果!3.给出个单元电路的增益,整个录波器的幅频特性曲线(—3dB点数据必须在曲线图中体现),等效输入噪声,给定一固定信号输出波形图(最大输出波形,最小输出波形)。
模拟电子线路课程设计

模拟电子线路课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解模拟电子线路的基本概念,掌握常用电子元器件的原理与功能;2. 学会分析简单的模拟电子电路,了解其工作原理与性能特点;3. 掌握模拟电子线路的设计方法,能运用所学知识解决实际问题。
技能目标:1. 培养学生动手实践能力,能够正确搭建和调试模拟电子线路;2. 培养学生运用电路仿真软件进行模拟电子线路设计与分析的能力;3. 提高学生的团队协作和沟通能力,能够共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养良好的学习态度;2. 培养学生勇于创新、敢于实践的精神,增强自信心;3. 培养学生关注社会发展,认识到电子技术在生活中的应用和价值。
课程性质:本课程为实践性较强的电子技术课程,旨在培养学生的实际操作能力和创新设计能力。
学生特点:学生处于高中阶段,具备一定的电子技术基础,对新鲜事物充满好奇,动手能力强,但理论知识相对薄弱。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调实践操作,鼓励学生自主探究和团队合作,提高学生的综合能力。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 理论知识学习:- 电子元器件原理与功能,包括电阻、电容、二极管、三极管等;- 模拟电子电路基本原理,如放大器、滤波器、振荡器等;- 电路分析方法,如等效电路、交流分析、直流分析等。
对应教材章节:第一章至第四章。
2. 实践操作:- 电路搭建与调试,以教材中的典型电路为例,进行实际操作;- 电路仿真软件应用,如Multisim、Proteus等,进行电路设计与分析;- 课程设计任务,分组进行模拟电子线路设计与展示。
对应教材章节:第五章、第六章。
3. 研讨与拓展:- 结合教材内容,进行课堂讨论,深入理解电路原理;- 分析实际应用案例,了解模拟电子线路在现代科技领域的应用;- 鼓励学生进行创新设计,提高学生的综合运用能力。
模拟电路课程设计报告

模拟电路课程设计报告设计课题:OTL音频功率放大器专业班级:10电信本学生姓名:廖姝兰学号:100802038指导教师:曾祥华设计时间:2012年1月4日设计一OTL音频功率放大器一、设计任务与要求1.设音频信号为vi=10mV, 频率f=1KHz;;2.额定输出功率Po≥2W;3.负载阻抗RL=8Ω;4.失真度γ≤3%;5. 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源。
二、方案设计与论证方案一、图1 音频功率放大器组成框图1、前置放大电路音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大,然后输出驱动扬声器。
可由两个集成运放构成,要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。
对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带,以保证音频信号进行不失真的放大。
2、音调控制电路音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制,从而达到控制放音音色的目的,可以用负反馈式放大电路。
3、功率放大电路功率放大器的作用是给音响放大器的负载(一般是扬声器)提供所需要的输出功率。
可用分立元件晶体管组成的功率放大器;也有采用集成运算放大器和大功率晶体管构成的功率放大器。
方案二、先用u A741进行放大,放大倍数调为1~5倍,然后对LM386进行放大,可在1和5号脚之间用可调电位器调节,放大倍数小于20倍。
方案三、先用u A741进行放大,放大倍数调为1~5倍,然后对LM386进行放大,在1和8号脚之间接一个电位器和一个电容,使其放大倍数在20~200倍。
电路图如2所示图2 OTL音频功率放大器图根据实验要求,最后输出功率要≥2W,Po=Uo^2/RL, RL =8Ω,又Po≥2W,所以的U o≥4V,而最大不失真电压为LM386输出的最大不失真电压Uom= Vcc /2,而我们设计的直流电压源输出电压为12v,所以Uom= 12 /2=4.24V,4.24>4,所以能达到要求。
设计要求输入Ui=10mv,即要求放大倍数大于400倍,但是LM386的最大放大倍数为200倍,远不能实现,所以在LM386之前要用u A741进行放大。
模电课程设计报告

附:总结格式-封面郑州科技学院模电课程设计报告题目 : 迷你双声道功率放大器学院:电气工程学院专业: 10 级自动化班级:4班学号: 201042***姓名:张**指导教师:贾老师2012 年 11月目录1课程设计的目的 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计意义 (1)2课程设计的任务与要求 (1)2.1设计任务及主要技术指标 (2)2.2音响的技术指标 (2)3设计方案与论证 (3)4设计原理及系统功能说明 (3)4.1关于 D2822的介绍 (3)4.2TDA2822 电路的特点 (3)4.3引脚排列情况 (4)4.4D2822 引脚功能 (4)4.5电路的工作原理 (5)4.6系统功能说明 (5)5单元电路的设计 (6)5.1调音电路 (6)5.2负载电路 (7)5.3电源指示及滤波电路 (7)6硬件的制作与调试 (8)6.1对元器件的前期准备 (8)6.2焊接与安装 (9)6.3排除故障的方法 (10)6.4音乐的调试 (10)7总结 (10)附录一 : 总体电路原理图 (11)附录二 : 元器件清单 (12)附录三 : 焊接电路实物图 (13)1课程设计的目的在很多电气设备中都有音响功率放大器,集成音响功率放大器具有工作稳定、性能好、易于安装调试、成本低等优点。
集成功放加上前置放大器、音调控制电路就可构成音响放大器。
前置放大主要完成对输入信号的放大,一般要求输入阻抗高、输出电阻低、频带宽、噪声小,音调控制主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减,功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标,要求功率高、失真尽可能小、输出功率大。
1.1设计目的(1)了解集成功率放大器内部电路工作原理,掌握外围电路的设计与主要性能参数的测试方法。
(2)掌握音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。
(3)练习基本工具的使用;掌握电路连接的基本方法;练习掌握简电路的调试方法。
1.2设计意义通过音响放大器设计,使我们认识到一个简单的模拟电路系统应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。
电子线路cad课程设计报告

电子线路cad课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握电子线路CAD的基本概念、界面及工具使用;2. 学会运用CAD软件进行电子线路原理图设计,包括元件库的调用、原理图绘制、连线及标注等;3. 学会使用CAD软件进行PCB布线设计,掌握布线规则、层数设置、覆铜处理等技能;4. 了解并掌握CAD软件在电子线路仿真中的应用。
技能目标:1. 能够独立运用CAD软件完成简单的电子线路原理图设计;2. 能够运用CAD软件进行PCB布线设计,并遵循布线规则进行优化;3. 能够对设计的电子线路进行仿真测试,分析并解决基本问题;4. 培养学生的动手能力、实际操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子线路CAD课程的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨、细致的学习态度,注重实践操作规范;3. 培养学生团队协作精神,学会分享、交流和合作;4. 培养学生具备创新意识,敢于尝试新方法,勇于解决实际问题。
课程性质:本课程为电子线路CAD课程设计,结合理论教学和实际操作,旨在提高学生的电子线路设计能力。
学生特点:学生已具备一定的电子线路基础知识,对CAD软件有一定了解,但对电子线路设计及仿真尚处于初级阶段。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化实际操作训练,培养学生的实际设计能力和创新能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子线路CAD基本概念与界面认识:包括CAD软件的启动与关闭、界面布局、菜单及工具栏功能介绍;2. 原理图设计:元件库的调用与管理、原理图绘图环境设置、基本元件的放置与连线、总线及网络标号的使用;3. PCB布线设计:布线前准备、布线规则设置、布线工具的使用、覆铜处理、丝印层设计;4. 仿真与调试:仿真元件的调用、仿真参数设置、仿真结果分析、常见问题调试;5. 实践操作:结合实际案例,指导学生完成原理图设计与PCB布线设计,并进行仿真测试。
《模拟电子技术》课程设计

郑州科技学院《模拟电子技术》课程设计题目可调直流稳压电源学生姓名专业班级电气工程及其自动化学号院(系)电气工程学院指导教师完成时间随着计算机、通信、工业自动化、家用电器以及电机电器等行业的发展,电源—电子线路的动力源也迅猛发展。
当今电源的设计潮流不仅表现在对电源更加准确的稳定度要求,还表现对便捷、使用寿命及节能等方面的要求。
电源技术是一门实践性很强的技术,是模拟电子技术和数字电子技术课程中的一个重点课程。
众所周知,电源是各种电器和电子设备工作的动力源泉,是各种电器和电子设备工作不可缺少的组成部分,就像人不能离开心脏一样。
可调直流稳压电源的应用是非常广泛的,直流稳压电源的控制芯片采用的是目前较成熟的进口元件,功率部件是采用目前国际上最新研制的大功率器件,可调直流稳压电源的设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。
本课程设计为可调直流稳压电源,通常,在许多参考书上都有类似的电路设计图,在我们需要用时经常面临一个选择的问题,并且在具体操作过程中也总会遇到许多问题而且这些问题在书上又不能找到具体的解决方法。
此外,大多部分参考书上所提供的电路图的实物结果都是理想情况下的,并且有些元器件在现实生活中又买不到,还有些电路看似简单,但是实际操作时会发现有很多你没有考虑到的问题,这个课程设计是我构思了两个星期才把仿真图画出来的,把课本上理论知识与实践结合起来、融会贯通,综合掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养创新能力和创新思维。
摘要 (1)1 课程设计的目的 (2)2 课程设计的任务与要求 (2)2.1 课程设计的任务 (2)2.2 课程设计的要求 (2)3 设计方案和论证 (3)4 电路工作原理及其说明 (6)电路工作原理 (6)单元电路的设计(计算与说明) (8)5 硬件的制作与调试 (15)焊接实物图 (15)焊接过程出现的问题 (16)调试 (17)6 Multisim仿真 (17)仿真软件的介绍 (18)6.2 电路仿真分析和图示 (18)电子产品的调试结果与分析 (21)7 总结 (22)参考文献 (25)附录1:总体电路原理图 (26)附录2:实物图 (27)附录3:元器件清单 (29)摘要可调直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成。
电子线路课程设计报告
电子线路课程设计报告小功率调幅AM发射机设计(理论设计仿真报告)班级:姓名:学号:指导教师:日期:小功率调幅发射机的设计与仿真1.设计内容及要求1.1设计内容1.经过方案比较,确定小功率调幅发射机的设计方案,根据设计指标对既定方案进行理论设计及分析,并给出各单元电路的理论设计方法2.利用multisim仿真软件,对设计电路进行仿真和分析,依据设计指标对电路参数进行调整直至满足设计要求1.2设计要求载波频率MHz 10=cf输出功率mW 2000 ≥P负载电阻Ω =50AR输出信号带宽kHz 9=BW残波辐射dB 40≤单音调幅系数8 .0=am ;平均调幅系数 3 .0≥am发射效率% 50≥η2.设计方案及论证2.设计方案及论证2.1系统框图说明:调幅发射机主要包括四个组成部分:载波振荡器、音频放大器、振幅调制器和功率放大器四部分。
总体思路为:10MHz的载波信号与1KHz的音频信号经过缓冲器以及电压放大后输入到振幅调制器进行调幅得到调幅波,然后经过高频功率放大后输出。
2.2各单元电路设计方案论证2.2.1 主振器电路载波振荡电路是调幅发射机的核心部分,作用是产生高频载波信号用以调制信号。
载波的频率稳定度和波形的稳定度直接影响到已调信号的质量。
因此,载波振荡电路产生的载波信号必须有较高的频率稳定度和较小的波形失真度。
载波振荡电路可以有多种设计方案,方案一:LC三点式正弦波振荡电路方案二:克拉泼振荡器电路方案三:石英晶体振荡器克拉泼振荡器(Clapp oscillator)又称为电容反馈改进型振荡器,它是一种电容三点式振荡器的改进型线路。
电容三点式振荡器,当需要改变频率而调节振荡回路的电容参数时,也会影响电路的起振,为此,把一个电容C3串入振荡回路的电感支路中,这样改变电容C就可以调节振荡频率,而不影响电路的起振。
这种振荡器频率相比LC振荡器来说更加稳定2.2.2 音频放大器音频放大器是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号的设备,其重建的信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。
电工电子技术课程设计--家庭模拟电路设计
电工电子技术课程设计题目班级学号姓名指导教师时间目录1、总体方案与原理说明. . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .1(一)原理与介绍. . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .1(二)设计总体思路. . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 62、进户线单元电路.. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73、漏电开关1电路. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94、漏电开关2电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95、漏电开关3电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106、总体电路原理图. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 118、元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129、参考文献. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1310、总结. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 14一、总体方案与原理说明随着人们赋予家居越来越详细的功能及美观舒适的要求,家居装潢中的电器设计与安装就变得尤为重要。
合工大模拟电路课程设计
合工大模拟电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握模拟电路的基本原理,包括放大器、滤波器、振荡器等关键组成部分的工作原理。
2. 学习并识别常见的模拟电路元件,如电阻、电容、二极管、晶体管等,并了解其特性及应用。
3. 掌握电路分析方法,能够进行简单的电路设计和分析,并解读模拟电路的原理图。
技能目标:1. 能够运用所学知识,使用适当的测试仪器和设备对模拟电路进行搭建、调试和故障排查。
2. 培养学生动手能力,通过课程设计项目,独立完成小型模拟电路的设计和实现。
3. 培养学生的问题解决能力,能够针对特定需求,设计并优化模拟电路解决方案。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对模拟电路及电子工程领域的兴趣,培养探索精神和创新意识。
2. 培养学生的团队合作精神,在课程设计和实验过程中学会相互协作、共同进步。
3. 引导学生树立正确的工程伦理观念,注重实践操作的安全性和环保意识。
课程性质分析:本课程为合肥工业大学模拟电路课程设计,旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式,帮助学生深入理解模拟电路原理,并能够应用于实际工程设计。
学生特点分析:考虑到学生处于高年级阶段,具备一定的电子工程基础知识,具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力,课程设计将注重理论与实践相结合,提升学生的综合应用能力。
教学要求分析:在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探索、积极思考,同时强调实践环节,确保学生能够将理论知识转化为实际技能,满足未来职业发展的需求。
通过具体的学习成果分解,为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 模拟电路基础理论- 放大器原理及其分类- 滤波器、振荡器的工作原理- 模拟电路中常见的反馈类型及作用2. 模拟电路元件- 电阻、电容、电感的特性及应用- 二极管、晶体管的基本工作原理及参数- 运算放大器、比较器等集成电路的功能与应用3. 电路分析方法- 简单电路的搭建与测试- 交流、直流电路分析方法- 模拟电路的频率响应分析4. 课程设计项目- 小型放大器电路设计- 滤波器、振荡器电路设计- 模拟电路综合设计案例5. 教学大纲与进度安排- 第1周:模拟电路基础理论- 第2周:模拟电路元件及集成电路- 第3周:电路分析方法- 第4周:课程设计项目启动,分组讨论- 第5-7周:课程设计项目实施与调试- 第8周:课程设计项目验收与总结教学内容关联教材:《模拟电子技术基础》第1-3章,包括放大器、滤波器、振荡器等内容;《电子线路》第4-6章,涉及电路分析方法和模拟电路元件;《模拟电路课程设计指导书》作为课程设计项目参考。
简易电子琴电路课程设计(模拟电路)
逗你玩课程设计报告课程名称:模拟电子技术课程设计专业班级:电子信息工程(2)班学生学号:0705110931学生:夏柳所属院部:信息技术学院指导教师:王雪20 08 ——20 09 学年第 2 学期《模拟电子技术》课程设计报告--------简易电子琴的制作简易电子琴电路摘要:本课程设计以制作一个简易电子琴为最终结果,主要以硬件测试为主。
首先进行电路分析,设计电路图,其次考虑所有可能出现的问题,完善电路图,再选择合适的器件,最后按照电路图线路搭试,调试测试,直至达到理想的目标。
当然在这之前对焊点等要事先查阅资料,了解手工焊接技术;查阅有关4100芯片,741芯片的功能等参数,还有测试其芯片是否好坏的电路和方法;同时还要了解RC 振荡电路,与其产生振荡的条件跟原理,选择稳幅电路,理解其稳幅的原理;当然还要计算八个音阶的产生的频率,再根据RC振荡电路计算电阻值,以便选择合适的电阻,这些都是课前准备。
测试电子琴我们要一步一步的,首先是振荡电路的线路测试,其次选频电路的测试,功放电路的测试,最后再是总体测试,尽量消除噪音,使音质能够很清晰。
这样电子琴我们就做好了。
关键图:电子琴的主干图第一部分:课前准备1.1芯片性能指标1.2手工焊接技术1.3元件制作工艺第二部分:设计方案及选定2.1八个音阶的频率2.2振荡电路的选择与设计2.3八个电阻的选择2.4稳幅方式的选择2.5功率放大电路的设计第三部分:简易电子琴电路的检测与误差分析3.1芯片测试3.2振荡电路测试3.3电子琴的测试第四部分:元器件清单第五部分:心得体会第六部分:参考文献第一部分、课前准备1、芯片性能指标首先了解芯片的功能,它是电路的心脏,如果没有它,电子琴是不能工作的。
要想使用必须先了解芯片。
本次课程设计采用了741芯片,它是通用高增益运算放大器,其工作电压在±22V,差分电压30V,输入电压18V,允许功耗500,其逻辑图如图1(a)。
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《模拟电子技术》课程设计报告半导体三极管β值测量仪设计专业电子信息科学与技术班级2008级1班姓名***学号200840605019第一部分:摘要为了能自动测量三极管直流放大系数β值范围,将变化的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量,再取样进行比较、分档。
此转换过程可由以下方案实现:根据三极管电流B C I I β=的关系,当B I 为固定值时,C I 反映了β的变化,电阻C R 上的电压RC V 又反映了C I 的变化,对RC V 取样加入后级进行分档比较。
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,对应某一定值,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。
这样就能自动测量三极管直流放大系数β值范围。
第二部分:设计内容及要求一、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β值范围的装置。
1、对被测NPN 型三极管β值分三档;2、β值的范围分别为80~120及120~160,160~200对应的分档编号分别是1、2、3;待测三极管为空时显示0,超过200显示4。
3、用数码管显示β值的档次; 二、设计思路指南1.将变化的β值转化为与之成正比变化的电压或电流量,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B C I I β=的关系,当B I 为固定值时,C I 反映了β的变化,电阻C R 上的电压RC V 又反映了C I 的变化,对RC V 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。
图11T 、2T 、1R 、3R 构成微电流源电路,2R 是被测管3T 的基极电流取样电阻,4R 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。
图21T 是被测三极管,其基极电流可由1R 、2R 限定,运算放大器3R I U B o β=。
2.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,对应某一定值o U ,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。
图3第三部分: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C B I I =β的关系,当B I 为固定值时,C I 反映了β的变化,电阻C R 上的电压RC V 又反映了C I 的变化)。
1、β值与电流电压的转换 (方案一)1T 、2T 、1R 、3R 构成微电流源电路,2R 是被测管3T 的基极电流取样电阻,4R 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B C I I β=的关系,当B I 为固定值时,C I 随着β的变化而变化,电阻C R 上的电压RC V 正好反映了C I 的变化,所以,我们对RC V 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)T 1是被测三极管,其基极电流可由1R 、2R 限定,运算放大器输出3R I U B o β=。
3、方案比较结果: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A μ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β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C I 有关,而且小功率管的β值在mA I C 32~=时较大,而在截止与饱和区较小,测量不准确。
根据B C I I β=,这里,B I 的选择在30A μ~40A μ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。
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:三:各部分电路功能的简单说明1、转换电路:它是用与把不能直接用仪器测量的NPN型三极管β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。
2、电压比较电路:由于被测量的物理量要分三档(即β值分别为80~120、120~160及160~200,对应的分档编号分别是1、2、3)还要考虑到少于80,和大于200的,于是比较电路需要把结果分成五个层次。
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同基准电压的比较电路输入端进行比较,对应某一定值U,相应的一个比较电路输出为高电平,其余比较器o输出为低电平。
3、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。
4、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。
5、显示:该电路功能是用共阴数码管显示被测量的NPN型三极管β值的档次。
第四部分 电路设计一、根据设计方案的方框图进行模块化设计:1、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)。
将变化的三极管β值转化为与之成正比变化的电压量,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B C I I β=的关系,当B I 为固定值时,C I 反映了β的变化,电阻C R 上的电压RC V 又反映了C I 的变化,对RC V 取样加入后级进行分档比较。
为了取得固定B I ,采用微电流源电路提供恒定电流。
微电流源电路:有些情况下,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01=e R ,便成了微电流源电路其电路图如下:微电流源电路 根据电路原理分析得:RV V I BE cc R 1-= oR e T e BE BE o I IR V R V V I ln 2221=-=由此可知:只要确定o I 和2e R 就能确定R I ,由此可以确定电阻R 的值。
差动放大电路:根据三极管电流B C I I β=的关系,被测物理量β转换成集电极电流C I 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,差动放大电路原理如下:当它在静态平衡时,要求必须满足:1、静态的含义:无外信号输入。
2、左图:被测管不工作,取样电阻上无压降的条件对运放即为静态。
3、为保证静态平衡(V V V 5.2==-+),同、反相输入端需设计分压网络以平衡满足条件。
根据理想运放线性工作状态的特性,利用叠加原理可求得1123231)1(i f i f o v R R v R R R R R v -++=取电路参数: f R R R R ===321, 12i i o v v v -= 可见,输出电压值等于两输入电压值相减之差,实现相减功能。
其中运算放大器采用集成电路LM311。
LM311采用单电源供电,其内部只由一个运算放大器构成,其封装及内部结构如下所示:综合上述得出转换电路的电路图如下:电路说明:1T 、2T 、1R 、3R 构成微电流源电路提供恒定电流,2R 是被测管3T 的基极电流取样电阻,用于检测基极电流的大小,4R 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80~120、120~160及160~200,对应的分档编号分别是1、2、3,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:其中:D0~D7为数据输入端,EI 为控制端,Q0~Q2为输出端,VDD 接电源VSS 接地端,Gs 、Eo 为功能扩展端。
将200>β编码为二进制数4,将200160<<β编码为二进制数3,将160120<<β编码为二进制数2,将12080<<β编码为二进制数1,将80<β编码为二进制数。
CD4532真值表:根据CD4532的真值表,要使编码电路正常工作,EI 、GS 应接高电平,VDD 接高电平,VSS 接低电平,输入端D4——D1分别接比较电路的四个运放输出端,D0接高电平,D7——D5则接低电平。
4.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,LT、BL、LE为控制端。
a~g为输出端,其输出电平可直接驱动共阴数码管进行0~9的显示。
CD4511真值表:根据CD4511的真值表,要使译码电路正常工作,LE接低电平,LT、BL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。
5.显示显示用共阴数码管:共阴数码管的管脚图如下所示,a ~g 端可直接与CD4511的a Q ~g Q 端相连。