目录。一课程设计的任务及基本要求1
二逻辑框图设计2
三逻辑电路的设计及参数计算3
四安装调试步骤及遇到的问题11
五印刷线路板设计12
六体会及建议12
七参考文献13
八附录(元件使用说明13
九附图(框图逻辑图印刷线路板图) …15
一课程设计的任务及基本要求
三极管的电流放大系数——β值可以用晶体管特性图示仪来进行测量，但存在着读数不直观和误差较大等缺点，因此本课题要求设计一个“三极管β值的数显式测量电路”。
i．具体任务和要求。
1．可测量npn硅三极管的直流放大系数β<199，测试条件为。
ib=10μa，允许误差±2%
14v2．该测量电路制作好以后，在测试过程中不需要进行手动调整，便可以自动满足上述测试条件。
3．用两只led数码管和一只发光二极管构成数字显示器，发光二极管用来显示最高位，它的亮状态和暗状态分别用来代表1和0，两只数码管分别用来显示十位和个位，即数字显示器可显示不超过199的正整数和0
4．测量电路设有测三极管的三个插孔，分别标上e、b和c，当被测三极管的发射极、基极和集电极分别插入e、b和c插孔时，接通电源后，数字显示器就自动显示出被测三极管的β值，响应时间不超过2秒钟。
5．在温度不变的条件下，本测量电路的误差之绝对值不超过 。这里的n是数字显示器的读数。
6．数字显示器显示的数字应当清晰，而且显示周期的长短要合适。
ii．限定使用的主要元器件。
通用集成运放lm324
高阻型集成运放lf351
通用型集成电压比较器lm311
集成定时器ne555
二－五－十进制计数器74ls90
bcd七段译码器74ls47
双d上升沿触发器74ls74
六施密特反相器74ls14
四2输入与非门cc4011
共阳极led七段数码管
二逻辑框图设计
被测参数β首先通过β—vx转换电路与被测参数值成正比的电压信号vx，该电压信号再经过压控振荡器变成一定频率的脉冲信号v1，，送给计数器进行计数，计数结束后把计数器的状态送入译码器和锁存器，最后十位和个位的状态再通过译码器送给数码管，百位的状态通过锁存器直接送给发光二极管，因此就显示出被测参数的数值。
为了使电路正常运行，在计数时间产生电路连接一个清零信号产生电路，通过它给计数器以清零信号，给锁存器以锁存信号。
图见附录。三逻辑电路的设计及参数计算
逻辑电路的设计：
1. βvx转换电路：
它是由运放a1和电阻r1、r2、r3组成的具有电压并联深度负反馈的电路。电流ic通过运放a1转换成与其成正比的电压vx。
运放a1可以选用通用型集成运放lm324。
2. 压控振荡器。
它是以运放a2为主组成的反向输入积分电路和以比较器a3为主组成的同向输入电压比较器这两部分组合而成。
a． 工作原理。
设比较器的输出高电平v1=+13v（因为电源电压为±15v，故最大输出电压的近似值为±13v），则二极管d1截止，故积分器作负向积分，va随时间呈线性减少，如下图，当va减少到一定程度，使比较器同相输入端的电位略低于0时，它的输出将由+13v翻转为-13v，此时二极管d1由截止变为导通，积分器除了因vx为正值要继续做负向积。
分外，还要因v1为负值而作正向积分，但因为负向积分时间常数
c1远远大于正向积分时间常数r9c1，故总的效果是正向积分，va随时间呈线性增加，当va增加到一定程度（正值），使比较器同向输入端的电位略高于0时，它的输出即反转为低电平-13v，二极管d1又截止，积分器又作负向积分，如此周而复始，产生振荡。
b． 振荡频率fx与输入电压vx的关系。
设积分器的负向积分时间常数远远大于正向积分时间常数，即远远大于r9（通常取 >100r9），则这个压控振荡器的振荡周期tx就近似等于下图中积分器的负向积分时间t1，即近似的等于积分器的输出电压va由+vam下降到－vam所要的时间t1
则tx=t1+t2≈t1
振荡频率为。
可见fx与vx成正比，由于vx=βibr2，所以fx与β成正比。
运放a2可以选用高阻型集成运放lf351，比较器可以选用通用性电压比较器lm311
3. 计数时间产生电路。
a． 对计数时间产生电路的要求。
有了频率fx与直流放大系数β值成正比的压控振荡器，只要把它输出的脉冲信号v1与宽度合适的计数控制信号v2相与后的输出v3送给计数器（计数前应先清0），高位计数器的qd通过一个非门将进位信号送给锁存器，再把计数器的输出经过译码器送给数码管，把锁存器的输出送给发光二极管，便可显示出被测直流放大系数β值的大小。
参见下图。图中tc为计数时间，它应比人眼睛的滞留时间（约0.1s）短得多，但也不能太短，否则将使压控振荡器的频率过高，一般按式（5ms图中td为显示时间，它应比人的眼睛的滞留时间长得多，但也不能太长，否则会使响应速度变慢，一般按式（0.
3sb． 具体电路。
它是以定时器555为主构成的矩形波发生器，各有关点的波形如下图
图中所标的计数时间tc就是电容c2两端的电压vc2由 vcc放电到 vcc所需的时间，这个时间即tc=r12c2=30ms，而显示时间td则是电容c2两端电压vc2由vcc充电到 vcc所需的时间，这个时间即td=(r12+r11)c2ln2=0.5s
4. 计数、译码、显示电路。
在无特殊限制的情况下，可根据具体条件选用相适应的计数、译码、显示器件，这里选用74ls90计数器，74ls74触发器，74ls47译码器和共阳极led数码管。
74ls9它包含一个二进制计数器和一个五进制计数器，将前者的输出端qa与后者的输入端连接起来，便构成了一个十进制bcd码计数器（下降沿触发）。但要进行正常计数，尚需将它的置9端s9(1)或s9(2)接地，并将它们的置0端r0(1)和r0(2)接清零信号。
在74ls90的qa与相连，按bcd计数方式工作的情况下，当低位计数器为9状态时，若在送给低位计数器输入端一个脉冲（下降沿），则qd就由高电平变为低电平，即qd出现下降沿，这个下降沿就可作为向高位计数器的进位信号。
74ls74它是具有直接置位端（ ）和复位端（ ）的双d触发器。
高位计数器的qd与锁存器cp端相连，当高位计数器为9状态时，若再由低位计数器的qd送给高位计数器输入端一个脉冲（下降沿），则qd就由高电平变为低电平，即qd出现下降沿，这个下降沿通过一个反向器后可以作为向锁存器的进位信号。
5. 清零信号产生电路。
计数器的清零信号v4为正脉冲（计数器74ls90所要求），而且必须产生在计数时间产生电路输出波形v2上升沿到来的时刻，因此可以采用下图所示的清零信号产生电路（又称清零单稳）
清0信号的宽度two近似为0.7r13c4
参数计算：r1=vcc/ib=1.5m；
r2=vx/(βib)≈5.1；
r3=r1//r2≈4.7k；
由r6/r7<0.7，取r6=15k; r7=24k；
根据运放两输入端电阻应尽量相等的原则，取r8=10k；
由5ms取tc=30ms,td=0.5s ;并取c2=0.33μf
可得r12≈130k（110k）, r11≈2m(1.8m)；
c3起滤波作用，通常取0.01μf或0.022μf ;
由n=tc/tx=
又βibr2=vx ,n=β,r12=130k, c2=0.33μf
r6=15k; r7=24k, v1m=13v并取c1=330p
则 ≈280k；
根据运放两输入端电阻应尽量相等的原则，取r5=300k；
由于近似估算误差很大，加之元器件的实际参数值与其标称值之间也存在着一定的误差，因此为了便于调节，在实际电路中用180k的电阻和330k的电位器rw串联来替代
即rw=330k，r4=180k；
通常取 >100r9，则取r9=1.8k；
由清零信号0.4μs取c4=150pf, r13=56k;
因为电压比较器lm311输出的电平值较大，所以引入电阻r14=43k；
rbs390ω；
为保证数码管正常工作，数码管与七段译码器74ls47之间连接的电阻全部取390ω；
由电压比较器lm311取r10为2.2k
由r15c5<100tx
取c5=2200p，r15=750ω；
四安装调试步骤及遇到的问题
安装调试步骤：
1. 在统装图上标好芯片号和芯片的管脚号，不用功能脚的逻辑电平。
2. 合理布置芯片和其它元件的位置。
3. 布线： 安排好电源线和地线；线紧贴面包板，横平、竖直，不交叉，不重叠；在芯片两侧走线：不可跨芯片；元件横平、竖直。
4. 安装顺序：按信号流向，先主电路，后辅助电路。
5. 边安装、边调试。
6.安装完毕不急于通电，先用万用表短路档根据电路图逐个检查每个集成片的引脚连接是否正确，有无错线、少线、多线，仔细检查电源、地线是否连接正确、可靠。
7.通电前先把几路电源调好，注意共地。
遇到的问题：
1. 面包板有的孔可能短路，需要避过。
2. 检查电阻时不应该用手拿着电阻测阻值，这样会使得测量误差较大，应该将电阻放在绝缘的桌子上进行测量。
3. 漏接线，多接线，接错线。
4. 面包板的孔不够用，需要合理布局。
五印刷线路板设计
1. 双面板： 正面用红色线（元件面，横线为主） ；反面用蓝色线（连线面，竖线为主）；金属化孔用蓝色
2. 走线原则： (1)线条横平竖直，同面线不能交叉； (2)线条尽量少；(3)每个芯片下横向最多走三条线； (4)芯片相邻管脚之间不能走线；(5)每个金属化孔只能插入一个元件管脚；
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