三極管β值分選電路設計與仿真2

1、南昌大學實驗報告學生姓名：付容學 號：6100212236專業(yè)班級：電一126班實驗類型：驗證 綜合 設計創(chuàng)新 實驗日期：2013.12實驗成績：實驗三 三極管值分選電路設計與仿真一、實驗目的1、熟悉三極管的電流放大原理，掌握其各管腳電流之間的關系；2、掌握三極管放大電路和集成運算放大器（或集成電壓比較器）的特性和應用；3、掌握電路仿真調試的原則和排除故障的方法。2、 實驗原理是三極管共射電流放大系數(shù)，不是一個能夠直接測量的物理量，一般不區(qū)分直流和交流下放大系數(shù)。對于直流，有，忽略，固定的值，的值跟值成正比，通過測量，選擇一定的比例系數(shù)k，由測量。測量的問題轉化為對的測量。 為了使數(shù)字測量設備

2、能夠測量模擬量，本實驗還需要使用ADC。直接型ADC是把輸入的模擬電壓信號直接轉換為相應的數(shù)字信號，所以還要對進行電流-電壓轉換。A/D轉換后就可以用通過譯碼器連接數(shù)碼管進行數(shù)字顯示了。3、 實驗儀器NPN型三極管，4個發(fā)光二極管，若干個反相放大器、電壓比較器，1個74LS48譯碼器，1個數(shù)碼管，1個74LS148四、實驗內容利用比較器構成一個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三極管值的范圍，并用一個LED數(shù)碼管顯示值的區(qū)間段落號。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放（如LM324）。五、實驗方案1、實驗設計思路：三極管工作在放大區(qū)時，集電極電流為基極電流的倍，通過集成運放將電流轉換成電壓，根據(jù)事先設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，并將其轉換成LED數(shù)碼管顯示（利用數(shù)字邏輯電路轉換）。2、 三極管的測量： 選擇NPN型三極管，將其共發(fā)射極接負電壓5V，共基極 通過電阻R2與地相接，共集電極輸出 3、電流電壓轉換：使用集成運放電路進行信號處理。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算電路進行電

4、流-電壓的轉換，因為反相比例運算電路的輸入電阻低。同時反相比例運算電路對運放的共模抑制比要求低，其輸出電阻很低，這是優(yōu)點。在理想運放下，輸入電阻為0，所以輸出電壓為。實際輸入電阻不為零，所以信號源內阻比輸入電阻越大，電路的轉換精度就越高。 由公式可知,令可將轉換成Vo進行電壓比較。 4、電壓比較 當時，= 當時， 當時， 當時， 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當任一個電壓比較器的輸出電壓為高電平時，對應的發(fā)光二極管均發(fā)亮，反之則不亮。5、 AD轉換并顯示測量值電路：結合數(shù)字電路與邏輯設計的相關知識，將輸出電壓通過74LS148芯片

5、對應輸出電平再通過74LS48進行譯碼，用8字數(shù)碼管進行數(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 兩種線路結構型式，將8條數(shù)據(jù)線（07）進行3線(4-2-1)二進制（八進制）優(yōu)先編碼，即對最高位數(shù)據(jù)線進行譯碼。 利用選通端（EI）和輸出選通端（EO）可進行八進制擴展。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 三位二進制編碼輸出信號即編碼輸出端(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、當發(fā)光二極管輸出電平為0000時，74LS148中，則,對應的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“1”；II、當發(fā)光二極管輸出電平為1000時，74LS148中，則,對

7、應的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“2”；III、當發(fā)光二極管輸出電平為0000時，74LS148中，則,對應的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“3”；IV、當發(fā)光二極管輸出電平為0000時，74LS148中，則,對應的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“4”；V、當發(fā)光二極管輸出電平為0000時，74LS148中，則,對應的74LS48輸入值為，這樣輸出到數(shù)碼管顯示即為“5”。6、 實驗總原理圖：6、 實驗仿真結果 當時 當時 當時 當時當時7、 實驗心得體會通過這次實驗，我認為本次實驗將數(shù)電和模電很好地綜合在一起，鍛煉了學生的綜合能力，讓我們學會了如何將模電轉換成數(shù)電，這些在理論課上只是知道數(shù)電與模電的相關性非常大，但卻沒實踐過。其次，在做本次實驗過程中，我遇到了兩個很大的問題，一是老師給出的設計思路是要我們將轉換成電壓，而我最初的設計是直接輸出了，而不是電流，后經同學提醒才更改過來；另一個問題就是關于譯碼顯示的問題，我一開始先列了真值表，但后來發(fā)現(xiàn)自己不會將其轉換成譯碼顯示，也是咨詢了同學之后才