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1、1,数显式测量电路的设计、安装与调试,电子课程设计,2,数显式测量电路的设计、安装与调试,意义：,继学习模拟电路和数字电路理论知识后的实践教学环节：经历由给定的设计任务书查资料、选方案 框图设计，选择元器件 单元电路和整体电路设计安装调试印刷电路板图设计、绘制写总结报告的全过程；,3,教学方法：教师指导，学生自学相结合。教师只针对每一阶段的重点、难点进行讲解，整个设计过程、安装调试过程要求由同学自己完成。,教学安排 分四阶段：,第一阶段：框图和原理电路设计；30分；第二阶段：安装调试；40分第三阶段：印刷电路板图设计；10分；第四阶段：总结、答辩。20分。,4,时间安排：框图和原理电路设计2天
2、安装调试2.5天印刷电路板图设计2.5天写总结报告1.5天答辨1天,两个班交叉进行,5,任务书：,1、可测量NPN硅三极管的电流放大系数199，测试条件为：,（1）IB=10A，允许误差2%；（2）14VVCE16V，且对不同值的三极管，VCE的值基本不变。,设计一个数显式测量电路，要求：,2、用两只数码管分别用来显示十位和个位,发光二极管用来显示百位，其亮状态和暗状态分别表示1和0，,6,3、数字显示器显示的数字应当清晰，显示周期的长短要合适，应大于人眼的滞留时间（0.1S)。,5、限定使用的主要元器件如P16所示。,4、设B、C、E三个插孔，当被测三极管插入时，打开电源，显示器即显示该三极
3、管的值。,7,第一阶段 框图和原理电路设计,2、框图设计：就是方案设计。即由给定的任务书，定出实现它的整体方案（确定主要功能块单元电路及相互联系），并用方框图表示出来。参考 P4图1-3，比较二者的异同点，用B5纸画出。,1、查阅资料：了解物理参数数显式测量电路的基本原理和设计方法、步骤（主要资料是设计指南P2P13介绍的一个设计实例：结型场效应管夹断电压VP数显式测量电路的设计）。,8,8月31日（周三）上午3-4节每人交框图（B5纸）、总体电路图（A4纸）各1份,VPVX转换电路；压控振荡器；计数时间产生电路；计数、译码、显示电路；清0信号产生电路等。,4、绘制整体电路图：用A4纸画出。参
4、考 P14图1-13。,如 VP数显式测量电路中的,3、主要单元电路的设计和参数计算（根据性能、指标要求）：,9,一、数显式测量电路的基本结构：,10,工作波形图：,说明：如果计数时间远小于人眼的滞留时间（0.1S），锁存器可以省略；利用译码器的消隐端，使数码管在计数时间内为暗状态，效果更佳。显示时间远大于人眼的滞留时间（0.1S）。,显示时间,TC,Td,V1,V2,V3,清0信号,锁存信号,11,二、结型场效应管夹断电压数显式测量电路设计要求,a.漏源电压VDS=10V，允许误差5%；b.漏极电流ID=10A，允许误差1 A;,此时的栅源电压VGS 即为夹断电压VP。,（1）可测量N型沟道
5、结型场效应管夹断电压VP（负值，绝对值9.9)，测试条件为：,12,（2）用两只LED数码管构成十进制数字显示器，高位与低位间显示小数点，即最大显示数字为9.9。数字显示器显示的数字应当清晰，显示周期的长短要合适，（应大于人眼的滞留时间0.1S)。,（3）设D、G、S三个插孔，当被测场效应管插入时，打开电源，显示器即显示该场效应管的夹断电压VP的绝对值。,13,三、方框图设计：,14,四、主要单元电路设计和参数计算：,VPVX转换电路：,15,问题：如何实现 VX转换？,难点！,16,只需选择合适的VCC、Rb。,此时，电路中不能有RC。,17,后面应加一个电流到电压的转换电路,电压并联负反馈
6、,如何把两部分电路连接起来，同时又能保证BJT工作在放大状态,IC=IB。IC与成正比。,18,压控振荡器：,A2：反相积分电路，A3：迟滞比较器，V1m=13V（VCC=15V）,工作波形如图所示：,19,由波形图可知,而,取,例如，R4=15K，R5=24K,思考：数显式测量电路与此有何异同？,20,计数时间产生电路：,21,由TC=30ms，Td=0.5s，并取C2=0.33F，可定R11、R12。,C3是滤波电容，可取0.01 F或0.022 F。,22,在计数时间TC内，计数器记录的脉冲个数N为,应令N=10VP，取C1=330p，则由R12、C2、R4、R5、V1m可求出R2,计数
7、、译码、显示电路：本电路采用74LS90计数器、74LS49译码器和共阴极LED数码管。,注意：数显式测量电路与此有何异同？,23,两位十进制计数器的连接方式如下：,74LS90：2/5异步十进制计数器，包含1个二进制计数器和1个五进制计数器，下降沿触发；有2个异步清0端、2个异步置9端，均为高电平有效。,思考：数显式测量电路与此有何异同？,24,说明：此处采用的七段译码器49是高电平输出有效，后接共阴极数码管。由于TTL门电路IOH很小,不适于用拉电流驱动，即不能直接驱动LED数码管，必须加驱动电路。,而数显式测量电路要求采用的七段译码器47是低电平输出有效，后接共阳极数码管。是灌电流驱动，
8、TTL门电路IOL很大,可以直接驱动LED数码管。,R=?,限流电阻,25,译码器的消隐信号？,26,清0信号产生电路：,清0信号的宽度tW00.7R13C4tW0选择的原则:a.应远大于74LS90的清0信号的延迟时间(40ns);b.应远小于计数脉冲的最小周期Tmin（由计数时间TC/99决定）为什么？即：0.4s0.7R13C4300 s。,74LS90的清0信号为正脉冲，且必须产生在计数时间V2（高电平）上升沿到来的时刻。由此可采用下列电路：,思考：数显式测量电路与此是否相同？,27,（3）总体电路绘制（注意事项）,布局合理，疏密有致。（纸张尺寸:A4）注意信号流向：通常从输入端或信号
9、源画起，按信号流向的主通道，由左至右，由下至上（或反之），将各单元电路依次排列成S形。集成电路用示意图（非管脚图）表示，并标出型号和有用管脚号。与非门和反相器按单个门电路的符号画出。,分立元件，包括电源、地线用符号表示，标出数值，电阻、电容等应选用标称值。连线应横平竖直，不准画斜线，交叉点应用黑圆点标出。,28,（3）总体电路绘制,可对所设计电路进行multisim仿真,29,通知：,end,1、8月31日（本周三）上午3-4节 讲课。并交两图。,2、8月31日（本周三）下午1:30 班进实验室3、9月5日（下周一）上午8:00 班进实验室4、9月9日（下周五）上午8:00 答辩,课代表留电话,30,（4）关于溢出报警电路,74LS74：双D上升沿触发器，异步清0端低电平有效。74LS74-2在此作反相器，清0端接90-2的QD，当VP的绝对值大于9.9时,QD出现下降沿,此前，74-1先开机清0，而后D端又被充电至高电平（在计数时间）。则触发信号来到，74-1翻转，输出高电平，使与门74LS11开启；CC4010和电阻、电容构成的多谐振荡器输出的方波信号经与门6，使蜂鸣器闹响，发出报警信号。,数显式测量电路对此没有要求。,
