1、遼 寧 工 學(xué) 院電子技術(shù)基礎(chǔ)（上）課程設(shè)計（論文）題目：三極管值自動測量分選儀院（系）：信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級： 自動化033 學(xué) 號： 030302072 學(xué)生姓名： 張威 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 起止時間：目 錄第1章 總體方案論證11.1 摘要11.2 設(shè)計的任務(wù)和要求11.3 設(shè)計的總體框圖21.4 各個單元圖的介紹2第2章 設(shè)計的部分電路分析22.1 直流穩(wěn)壓電源的原理分析22.2 輸入電路設(shè)計42.3 輸出電路設(shè)計5第3章 整體電路組合及性能分析73.1 整體電路組合73.2 功能介紹8第4章 總結(jié)8參考文獻(xiàn)8第1章 總體方案論證1.1摘要本設(shè)計是在學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)的模擬電路

2、以后，為鞏固電子知識而進(jìn)行的一次課程設(shè)計，設(shè)計題目為三極管值自動測量分選儀，本設(shè)計主要應(yīng)用：直流穩(wěn)壓電源，低頻小功率硅管，電流/電壓轉(zhuǎn)換器，電壓比較器，LED顯示管，以及LED顯示驅(qū)動器，該設(shè)計可以直接測量三極管植，測量過程方便簡單，測量結(jié)果直觀易懂，可以直接從LED顯示管直接讀取測量結(jié)果，該設(shè)計將測量值共分五擋，其的范圍分別為5080，80120，120180，180270，270400。分檔編號分別是1，2，3，4，5，當(dāng)三極管正常工作在放大區(qū)時，可以利用本設(shè)計很快測出值在什么擋，從而可以知道在什么放大范圍，以下將具體介紹本設(shè)計的原理和應(yīng)用。1.2設(shè)計的任務(wù)和要求設(shè)計任務(wù)：1. 設(shè)計一自動

3、測量分選儀，對低頻小功率硅管的直流電流放大系數(shù)值進(jìn)行分檔選出2. 設(shè)計放大器所需的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計要求：1. 分析設(shè)計要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖2. 確定合理的總體方案。對各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。3. 設(shè)計各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個設(shè)計。4. 組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各單元電路，并標(biāo)出必要的說明。1.3設(shè)計的總體框圖Q點設(shè)置電流/

4、電壓轉(zhuǎn)換LED顯示器數(shù)字驅(qū)動電路電壓比較器小功率硅管 直流穩(wěn)壓電源1.4各個單元框圖的簡單介紹本設(shè)計共由七部分組成，分別為直流穩(wěn)壓電源，共射極電路，I/V轉(zhuǎn)換器，電壓比較器，譯碼驅(qū)動及LED顯示器構(gòu)成，直流穩(wěn)壓電源主要作為提供其他各部分的工作電壓，以確保其他元器件能夠正常工作共射極電路主要提供被測電流，此電路可以自動調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點，是三極管始終工作在放大區(qū)電流電壓轉(zhuǎn)化器是作為電流轉(zhuǎn)換為電壓的元器件，主要是把共射極放大電路中的電流轉(zhuǎn)化為所需要的電壓電壓比較器可以把轉(zhuǎn)換電壓和樣電壓進(jìn)行比較，從而得到比較結(jié)果然后驅(qū)動譯碼驅(qū)動器通過LED顯示。第2章 設(shè)計的部分電路分析2.1直流穩(wěn)壓電源的原理與分析本

5、實驗所用集成穩(wěn)壓器為三端固定正穩(wěn)壓器W7812，它的主要參數(shù)有：輸出直流電壓 U012V，輸出電流 L:0.1A，M:0.5A，電壓調(diào)整率 10mV/V，輸出電阻 R00.15，輸入電壓UI的范圍1517V 。因為一般UI要比 U0大35V ，才能保證集成穩(wěn)壓器工作在線性區(qū)。 圖2-1.1是用三端式穩(wěn)壓器W7812構(gòu)成的單電源電壓輸出串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的實驗電路圖。其中整流部分采用了由四個二極管組成的橋式整流器成品（又稱橋堆），型號為2W06(或KBP306)，內(nèi)部接線和外部管腳引線如圖 2-1.2所示。濾波電容C1、C2一般選取幾百幾千微法。當(dāng)穩(wěn)壓器距離整流濾波電路比較遠(yuǎn)時，在輸入端必須接入電容

6、器C3（數(shù)值為0.33F ），以抵消線路的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。輸出端電容C4(0.1F)用以濾除輸出端的高頻信號，改善電路的暫態(tài)響應(yīng)。圖 2-1.1 由W7812構(gòu)成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源 圖 2-1.2 橋堆管腳圖當(dāng)集成穩(wěn)壓器本身的輸出電壓不能滿足要求時，可通過外接電路來進(jìn)行性能擴(kuò)展。圖2-1.3是一種簡單的輸出電壓擴(kuò)展電路。 如W7812 穩(wěn)壓器的3、2 端間輸出電壓為12V，因此只要適當(dāng)選擇R 的值，使穩(wěn)壓管DW工作在穩(wěn)壓區(qū)，則輸出電壓U012Uz，可以高于穩(wěn)壓器本身的輸出電壓。圖 2-1.3 輸出電壓擴(kuò)展電路在輸出端接負(fù)載電阻RL120，由于7812輸出電壓U012V，因此流過RL的

7、電流。這時U0基本保持不變，輸出穩(wěn)壓12V。2.2輸入電路設(shè)計輸入電路主要由三極管放大電路和電流/電壓轉(zhuǎn)換電路夠成，三極管放大電路主要提供被測電流，I/V轉(zhuǎn)換電路主要作用是將電流轉(zhuǎn)換成電壓，為輸出電路提供測量條件，下面分別介紹以上兩種電路。 三極管放大電路主要由小功率硅管和電阻構(gòu)成，主要提供被測電流I和I，如圖2-2.1所示為晶體管基本電路，只要參數(shù)合適，總能滿足晶體管發(fā)射正偏，集電結(jié)反偏的要求，晶體管工作在放大區(qū)，所以它對輸入信號有放大能力。因此各部分電流和電壓有如下關(guān)系：V V/RI= IV= V- I* R= I/ I 2-2.1 電流/電壓轉(zhuǎn)換電路主要由如圖 11-1-3 所示為電流電

8、壓轉(zhuǎn)換電路。圖中I并聯(lián)R表示一個電源，由于運(yùn)放接成電壓并聯(lián)負(fù)反饋，反向輸入端為虛地，U= 0,i= iU= -i* R可見，輸出電壓與輸出電流成反比（反向比例），從而實現(xiàn)了電流到電壓的轉(zhuǎn)換2.3輸出電路設(shè)計 電壓比較器原理分析電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，它將一個模擬量電壓信號和一個參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應(yīng)用于模擬與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。 圖2-3.1所示為一最簡單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運(yùn)放的同相輸入端，輸入電壓ui加在反相輸入端。圖2-3.1 電壓比較器 當(dāng)uiUR時，運(yùn)放輸出高電平

9、，穩(wěn)壓管Dz反向穩(wěn)壓工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ，即 uOUZ 當(dāng)uiUR時，運(yùn)放輸出低電平，DZ正向?qū)?，輸出電壓等于穩(wěn)壓管的正向壓降UD，即 uoUD 因此，以UR為界，當(dāng)輸入電壓ui變化時，輸出端反映出兩種狀態(tài)。高電位和低電位。 LED譯碼驅(qū)動和顯示電路A BCDEF驅(qū)動原理圖 由比較器即可得出當(dāng)V大于V時輸入為1,當(dāng)V小于V輸入為0,最終可得到六組不同的比較結(jié)果,將六個比較器的輸出信號作為譯碼器的輸入信號,可得分段式譯碼器的真值表 譯碼器真值表 輸 入輸 出顯 示 字 形V6 V5 V4 V3 V2 V1a b c d e f gL E D0 0 0 0 0 00 0

10、 0 0 0 0 100 0 0 0 0 11 0 0 1 1 1 110 0 0 0 1 10 0 1 0 0 1 020 0 0 1 1 10 0 0 0 1 1 030 0 1 1 1 11 0 0 1 1 0 040 1 1 1 1 10 1 0 0 1 0 051 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 10因此可以將測量值分為 1 2 3 4 5 五個擋。第3章 整體電路組合及功能介紹3.1整體電路組合3.2功能介紹本次設(shè)計主要應(yīng)用于測試三極管值，三極管放大電路可以自動調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點，使之工作在放大區(qū)，電流/電壓轉(zhuǎn)換器主要把被測電流轉(zhuǎn)換為電壓為LED驅(qū)動電路提供輸入電壓，該電壓通過電壓比較器與樣電壓進(jìn)行比較，當(dāng)V大于V時輸入為1,當(dāng)V小于V輸入為0,最終可得到六組不同的比較結(jié)果,將六個比較器的輸出信號作為譯碼器的輸入信號,可得到六組不同的輸入電壓分別驅(qū)動LED顯示器，可得到不同的顯示結(jié)果第4章 總結(jié)通過本次設(shè)計，我對模擬電路知識有了更深的了解，在設(shè)計過程中，讓我覺得理論與實際相差的很遠(yuǎn)，只學(xué)習(xí)理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，想要了解的更全面，必須通過實踐，雖然在做設(shè)計的過程中覺得很辛苦，但是看見自己的設(shè)計結(jié)果時心里很高興，因為不管設(shè)計的結(jié)果如何