數(shù)顯式測量電路設(shè)計(jì)109級

1、數(shù)顯式測量電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試電子課程設(shè)計(jì)1數(shù)顯式測量電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試意義：繼學(xué)習(xí)模擬電路和數(shù)字電路理論知識后的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)：經(jīng)歷由給定的設(shè)計(jì)任務(wù)書查資料、選方案 框圖設(shè)計(jì)，選擇元器件 單元電路和整體電路設(shè)計(jì)安裝調(diào)試印刷電路板圖設(shè)計(jì)、繪制寫總結(jié)報(bào)告的全過程；2教學(xué)方法：教師指導(dǎo)，學(xué)生自學(xué)相結(jié)合。 教師只針對每一階段的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行講解，整個設(shè)計(jì)過程、安裝調(diào)試過程要求由同學(xué)自己完成。 教學(xué)安排 分四階段： 第一階段：框圖和原理電路設(shè)計(jì) ； 30分；第二階段：安裝調(diào)試；40分第三階段：印刷電路板圖設(shè)計(jì)； 10分；第四階段：總結(jié) 、答辯。20分。3時間安排：框圖和原理電路設(shè)計(jì)2天安裝調(diào)試2.

2、5天印刷電路板圖設(shè)計(jì)2.5天寫總結(jié)報(bào)告1.5天答辨1天兩個班交叉進(jìn)行自控0901信實(shí)0901自控0902自控09034任務(wù)書： 1、可測量NPN硅三極管的電流放大系數(shù)199，測試條件為：（1）IB=10A，允許誤差2%；（2）14VVCE16V，且對不同值的三極管， VCE的值基本不變。 設(shè)計(jì)一個數(shù)顯式測量電路，要求： 2、用兩只數(shù)碼管分別用來顯示十位和個位 發(fā)光二極管用來顯示百位，其亮狀態(tài)和暗狀態(tài)分別表示1和0，5 3、數(shù)字顯示器顯示的數(shù)字應(yīng)當(dāng)清晰，顯示周期的長短要合適，應(yīng)大于人眼的滯留時間（0.1S)。 5、限定使用的主要元器件如P16所示。 4、設(shè)B、C、E三個插孔，當(dāng)被測三極管插入時，

3、打開電源，顯示器即顯示該三極管的值。6第一階段 框圖和原理電路設(shè)計(jì)2、框圖設(shè)計(jì)：就是方案設(shè)計(jì)。即由給定的任務(wù)書，定出實(shí)現(xiàn)它的整體方案（確定主要功能塊單元電路及相互聯(lián)系），并用方框圖表示出來。 參考 P4圖1-3，比較二者的異同點(diǎn)，用B5紙畫出。1、查閱資料：了解物理參數(shù)數(shù)顯式測量電路的基本原理和設(shè)計(jì)方法、步驟（主要資料是設(shè)計(jì)指南P2P13介紹的一個設(shè)計(jì)實(shí)例：結(jié)型場效應(yīng)管夾斷電壓VP數(shù)顯式測量電路的設(shè)計(jì)）。78月31日（周三）上午3-4節(jié)每人交框圖（B5紙）、總體電路圖（A4紙）各1份VPVX轉(zhuǎn)換電路；壓控振蕩器；計(jì)數(shù)時間產(chǎn)生電路；計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路；清0信號產(chǎn)生電路等。4、繪制整體電路圖：用

4、A4紙畫出。參考 P14圖1-13。如 VP數(shù)顯式測量電路中的3、主要單元電路的設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算（根據(jù)性能、指標(biāo)要求）：8一、數(shù)顯式測量電路的基本結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)換電路壓控振蕩器計(jì)數(shù)時間產(chǎn)生電路&計(jì)數(shù)器鎖存器譯碼器顯示器X被測參數(shù)VXV1V2V39工作波形圖：說明：如果計(jì)數(shù)時間遠(yuǎn)小于人眼的滯留時間（0.1S），鎖存器可以省略；利用譯碼器的消隱端，使數(shù)碼管在計(jì)數(shù)時間內(nèi)為暗狀態(tài)，效果更佳。顯示時間遠(yuǎn)大于人眼的滯留時間（0.1S） 。顯示時間TCTdV1V2V3清0信號鎖存信號10二、結(jié)型場效應(yīng)管夾斷電壓數(shù)顯式測量電路設(shè)計(jì)要求a.漏源電壓VDS = 10V，允許誤差5%；b.漏極電流ID = 10A，允許誤差

5、1 A;此時的柵源電壓VGS 即為夾斷電壓VP 。（1）可測量N型溝道結(jié)型場效應(yīng)管夾斷電壓VP（負(fù)值，絕對值9.9)，測試條件為：11（2）用兩只LED數(shù)碼管構(gòu)成十進(jìn)制數(shù)字顯示器，高位與低位間顯示小數(shù)點(diǎn)，即最大顯示數(shù)字為9.9 。數(shù)字顯示器顯示的數(shù)字應(yīng)當(dāng)清晰，顯示周期的長短要合適，（應(yīng)大于人眼的滯留時間0.1S)。（3）設(shè)D、G、S三個插孔，當(dāng)被測場效應(yīng)管插入時，打開電源，顯示器即顯示該場效應(yīng)管的夾斷電壓VP的絕對值。12VPVX轉(zhuǎn)換電路壓控振蕩器10進(jìn)制計(jì)數(shù)器被測JFET與門計(jì)數(shù)時間產(chǎn)生電路10進(jìn)制計(jì)數(shù)器清零信號產(chǎn)生電路七段譯碼器七段譯碼器三、方框圖設(shè)計(jì)：13四、主要單元電路設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算：

6、VPVX轉(zhuǎn)換電路：14問題：如何實(shí)現(xiàn) VX轉(zhuǎn)換？難點(diǎn)！IDI115IB（1）IB=10A，允許誤差2%； 提示：測試條件采用固定偏流電路RbRCVCCIB =VCC VBE RbIC只需選擇合適的VCC 、Rb。（2）14VVCE16V，且對不同值的三極管， VCE的值基本不變。 還有一個測試條件此時，電路中不能有RC 。16后面應(yīng)加一個電流到電壓的轉(zhuǎn)換電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋-+IiIfRfVo如何把兩部分電路連接起來，同時又能保證BJT工作在放大狀態(tài)IC = IB 。IC與成正比。17壓控振蕩器：A2：反相積分電路，A3：遲滯比較器，V1m=13V（VCC= 15V）工作波形如圖所示：18由波形

7、圖可知而取例如，R4=15K，R5=24K思考：數(shù)顯式測量電路與此有何異同？19計(jì)數(shù)時間產(chǎn)生電路：20由TC=30ms，Td=0.5s，并取C2=0.33F，可定R11、R12 。C3是濾波電容，可取0.01 F或0.022 F 。21在計(jì)數(shù)時間TC內(nèi)，計(jì)數(shù)器記錄的脈沖個數(shù)N為應(yīng)令N=10VP ，取C1=330p，則由R12、C2、R4、R5、V1m可求出R2計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路：本電路采用74LS90計(jì)數(shù)器、 74LS49譯碼器和共陰極LED數(shù)碼管。注意：數(shù)顯式測量電路與此有何異同？22兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的連接方式如下：74LS90：2/5異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，包含1個二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和1個五進(jìn)制計(jì)數(shù)

8、器，下降沿觸發(fā)；有2個異步清0端、 2個異步置9端，均為高電平有效。90-290-1思考：數(shù)顯式測量電路與此有何異同？23說明：此處采用的七段譯碼器49是高電平輸出有效，后接共陰極數(shù)碼管。由于TTL門電路IOH很小, 不適于用拉電流驅(qū)動，即不能直接驅(qū)動LED數(shù)碼管，必須加驅(qū)動電路。R拉電流驅(qū)動&VOH+5V而數(shù)顯式測量電路要求采用的七段譯碼器47是低電平輸出有效，后接共陽極數(shù)碼管。是灌電流驅(qū)動， TTL門電路IOL很大, 可以直接驅(qū)動LED數(shù)碼管。R=?灌電流驅(qū)動VCC&限流電阻24譯碼器的消隱信號？25清0信號產(chǎn)生電路： 清0信號的寬度tW00.7R13C4tW0選擇的原則:a.應(yīng)遠(yuǎn)大于74

9、LS90的清0信號的延遲時間(40ns);b.應(yīng)遠(yuǎn)小于計(jì)數(shù)脈沖的最小周期Tmin（由計(jì)數(shù)時間TC/99決定） 為什么？即：0.4s0.7R13C4300 s。74LS90的清0信號為正脈沖，且必須產(chǎn)生在計(jì)數(shù)時間V2（高電平）上升沿到來的時刻。由此可采用下列電路：思考：數(shù)顯式測量電路與此是否相同？1126（3）總體電路繪制（注意事項(xiàng)）布局合理，疏密有致。（紙張尺寸:A4 ）注意信號流向：通常從輸入端或信號源畫起，按信號流向的主通道，由左至右，由下至上（或反之），將各單元電路依次排列成S形。集成電路用示意圖（非管腳圖）表示，并標(biāo)出型號和有用管腳號。與非門和反相器按單個門電路的符號畫出。&1與非門反相器分立元件，包括電源、地線用符號表示，標(biāo)出數(shù)值，電阻、電容等應(yīng)選用標(biāo)稱值。連線應(yīng)橫平豎直，不準(zhǔn)畫斜線，交叉點(diǎn)應(yīng)用黑圓點(diǎn)標(biāo)出。27（3）總體電路繪制可對所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行multisim仿真28通知：end1、8月31日（本周三） 上午3-4節(jié) 講課。 并交兩圖。2、8月31日（本周三）下午1:30 班進(jìn)實(shí)驗(yàn)室3、 9月5日（下周一）上午8:00 班進(jìn)實(shí)驗(yàn)室4、 9月9日（下周五）上午8:00 答辯課代表留電話29（4）關(guān)于溢出報(bào)警電路74LS74：雙D上升沿觸發(fā)器，異步清0端低電平有效。74LS74-2在此作反相器，清0端接90-2的QD，當(dāng)VP的絕對值大于9.9時, QD