三極管β值分選電路設(shè)計(jì)與仿真2

1、南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：付容學(xué) 號(hào)：6100212236專業(yè)班級(jí)：電一126班實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì)創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期：2013.12實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)三 三極管值分選電路設(shè)計(jì)與仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉三極管的電流放大原理，掌握其各管腳電流之間的關(guān)系；2、掌握三極管放大電路和集成運(yùn)算放大器（或集成電壓比較器）的特性和應(yīng)用；3、掌握電路仿真調(diào)試的原則和排除故障的方法。2、 實(shí)驗(yàn)原理是三極管共射電流放大系數(shù)，不是一個(gè)能夠直接測(cè)量的物理量，一般不區(qū)分直流和交流下放大系數(shù)。對(duì)于直流，有，忽略，固定的值，的值跟值成正比，通過測(cè)量，選擇一定的比例系數(shù)k，由測(cè)量。測(cè)量的問題轉(zhuǎn)化為對(duì)的測(cè)量。 為了使數(shù)字測(cè)量設(shè)備

2、能夠測(cè)量模擬量，本實(shí)驗(yàn)還需要使用ADC。直接型ADC是把輸入的模擬電壓信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，所以還要對(duì)進(jìn)行電流-電壓轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換后就可以用通過譯碼器連接數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)字顯示了。3、 實(shí)驗(yàn)儀器NPN型三極管，4個(gè)發(fā)光二極管，若干個(gè)反相放大器、電壓比較器，1個(gè)74LS48譯碼器，1個(gè)數(shù)碼管，1個(gè)74LS148四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用比較器構(gòu)成一個(gè)NPN型三極管值分選電路。要求該電路通過發(fā)光二極管的亮或滅來指示被測(cè)三極管值的范圍，并用一個(gè)LED數(shù)碼管顯示值的區(qū)間段落號(hào)。如：（050）顯示“1”、（50100）顯示“2”、（100150）顯示“3”、（150200）顯示“4”、（>200）顯示

3、“5”。三極管采用Multisim虛擬庫中器件，其（Beta）值可根據(jù)需要修改，比較器可選擇集成運(yùn)放（如LM324）。五、實(shí)驗(yàn)方案1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：三極管工作在放大區(qū)時(shí)，集電極電流為基極電流的倍，通過集成運(yùn)放將電流轉(zhuǎn)換成電壓，根據(jù)事先設(shè)定的值分段范圍確定比較器的門限電壓值。通過比較，可用二極管反映值范圍，并將其轉(zhuǎn)換成LED數(shù)碼管顯示（利用數(shù)字邏輯電路轉(zhuǎn)換）。2、 三極管的測(cè)量： 選擇NPN型三極管，將其共發(fā)射極接負(fù)電壓5V，共基極 通過電阻R2與地相接，共集電極輸出 3、電流電壓轉(zhuǎn)換：使用集成運(yùn)放電路進(jìn)行信號(hào)處理。由于BJT是CCCS器件，其輸出等效為受控電流源，所以采用反相比例運(yùn)算電路進(jìn)行電

4、流-電壓的轉(zhuǎn)換，因?yàn)榉聪啾壤\(yùn)算電路的輸入電阻低。同時(shí)反相比例運(yùn)算電路對(duì)運(yùn)放的共模抑制比要求低，其輸出電阻很低，這是優(yōu)點(diǎn)。在理想運(yùn)放下，輸入電阻為0，所以輸出電壓為。實(shí)際輸入電阻不為零，所以信號(hào)源內(nèi)阻比輸入電阻越大，電路的轉(zhuǎn)換精度就越高。 由公式可知,令可將轉(zhuǎn)換成Vo進(jìn)行電壓比較。 4、電壓比較 當(dāng)時(shí)，= 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 由于誤差的原因，所以給電壓比較器的參考電壓分別為：2.1v ,4.2v ,6.3v ，8.4v當(dāng)任一個(gè)電壓比較器的輸出電壓為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管均發(fā)亮，反之則不亮。5、 AD轉(zhuǎn)換并顯示測(cè)量值電路：結(jié)合數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，將輸出電壓通過74LS148芯片

5、對(duì)應(yīng)輸出電平再通過74LS48進(jìn)行譯碼，用8字?jǐn)?shù)碼管進(jìn)行數(shù)字顯示。其中，74LS148和74LS48功能如下：74LS148定義：74LS148 為 8 線3 線優(yōu)先編碼器，共有 54/74148 和 54/74LS148 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，將8條數(shù)據(jù)線（07）進(jìn)行3線(4-2-1)二進(jìn)制（八進(jìn)制）優(yōu)先編碼，即對(duì)最高位數(shù)據(jù)線進(jìn)行譯碼。 利用選通端（EI）和輸出選通端（EO）可進(jìn)行八進(jìn)制擴(kuò)展。芯片引腳說明：07 編碼輸入端(低電平有效)EI 選通輸入端(低電平有效)A0、A1、A2 三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)即編碼輸出端(低電平有效)GS 片優(yōu)先編碼輸出端即寬展端(低電平有效)EO 選通輸出端，即使

6、能輸出端功能表：輸入輸出EI01234567A2A1A0GSEOHXXXXXXXXHHHHHLHHHHHHHHHHHHLLXXXXXXXLLLLLHLXXXXXXLHLLHLHLXXXXXLHHLHLLHLXXXXLHHHLHHLHLXXXLHHHHHLLLHLXXLHHHHHHLHLHLXLHHHHHHHHLLHLLHHHHHHHHHHLHH高電平 L低電平 X任意74LS48引腳圖：功能表：綜合上述芯片可知：I、當(dāng)發(fā)光二極管輸出電平為0000時(shí)，74LS148中，則,對(duì)應(yīng)的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“1”；II、當(dāng)發(fā)光二極管輸出電平為1000時(shí)，74LS148中，則,對(duì)

7、應(yīng)的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“2”；III、當(dāng)發(fā)光二極管輸出電平為0000時(shí)，74LS148中，則,對(duì)應(yīng)的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“3”；IV、當(dāng)發(fā)光二極管輸出電平為0000時(shí)，74LS148中，則,對(duì)應(yīng)的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“4”；V、當(dāng)發(fā)光二極管輸出電平為0000時(shí)，74LS148中，則,對(duì)應(yīng)的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“5”。6、 實(shí)驗(yàn)總原理圖：6、 實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)7、 實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)通過這次實(shí)驗(yàn)，我認(rèn)為本次實(shí)驗(yàn)將數(shù)電和模電很好地綜合在一起，鍛煉了學(xué)生的綜合能力，讓我們學(xué)會(huì)了如何將模電轉(zhuǎn)換成數(shù)電，這些在理論課上只是知道數(shù)電與模電的相關(guān)性非常大，但卻沒實(shí)踐過。其次，在做本次實(shí)驗(yàn)過程中，我遇到了兩個(gè)很大的問題，一是老師給出的設(shè)計(jì)思路是要我們將轉(zhuǎn)換成電壓，而我最初的設(shè)計(jì)是直接輸出了，而不是電流，后經(jīng)同學(xué)提醒才更改過來；另一個(gè)問題就是關(guān)于譯碼顯示的問題，我一開始先列了真值表，但后來發(fā)現(xiàn)自己不會(huì)將其轉(zhuǎn)換成譯碼顯示，也是咨詢了同學(xué)之后才