电子课程设计报告.docx
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电子课程设计报告
目录
一课程设计的任务及基本要求
二逻辑框图设计
三逻辑电路的设计及参数
四安装调试步骤及遇到的问题
五印刷线路板设计
六体会及建议
七参考文献
八附录(元件使用说明)
九附图(框图逻辑图印刷线路板图)
一、课程设计的任务及基本要求
任务:
设计一个β数显式测量电路
要求:
1.可测量NPN硅三极管的电流放大系数β<199,测试条件为:
(1)IB=10μA,允许误差±2%;
(2)14V 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。 3.数字显示器。 显示的数字应当清晰,显示周期的长短要适合,应大于人眼的滞留时间(0.1s)。 4.设B、C、E三个插孔,当北侧三极管插入时,打开电源,显示器即显示该三极管的β值。 5.限定使用的主要元器件如下所示: 通用型集成运放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 2/5十进制计数器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 三、逻辑电路的设计及参数计算 1. β/Vx转换电路: (1)采用固定偏置电流电路 由测试条件: 10uA,可选择合适的 、 (2)采用运放构成的电压并流负反馈,使Vx∝ VX=βIB•R2 VX极性为正! 由测试条件: 由β=199时,取Vx最大值为13V,则可得到R2 为了平衡,R3略小于R2 2.压控振荡器 (1)积分器、电压比较器的选择: 351——高阻型; 311——专用电压比较器(转换速度快) (2)积分器中的D1使正向积分与负向积分的回路不通、时间不同。 R9< (3)后接的43k电阻的作用: (4)积分器输出的V1波形: 3.计数时间产生器电路 (1)计数时间Tc须经反相器(4011)引出,因为译码器的消隐信号的相位是低电平有效。 (2)555定时器的VC2和VO的波形 (3)计数时间与压控振荡器的输出相与(经与非门和反相器): 4.计数、译码、显示电路: (1)译码器采用47——输出低电平有效,后接共阳极数码管; (2)90清零信号高电平有效,因此在使用中不要将他们随意悬空。 5.电路原理图: 四、安装调试步骤及遇到的问题 1.安装 (1)安装要点 在电路原理图上标号芯片号和芯片管脚号,不用功能脚的逻辑电平。 合理布置芯片和其他元件的位置。 布线: *安排好电源线和地线(通电前先把几路电源调好,注意共地); *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。 安装顺序: 按信号流向,先主电路,后辅助电路。 边安装,边调试。 (2)安装注意事项 在原理图上先标注芯片管脚(4011、14、数码管管脚图应画在旁边),并拟订安装调试方案。 各集成芯片合理布局,同方向排列,不要插反。 按框图分系统组装、调试。 连线选用0.2-0.3mm的单股硬导线(为检查方便,各类电源线和地线最好用不同的颜色。 特别注意各集成片的共地,采用多点共地——利用横条和竖条)。 紧贴面包板布线,导线要拉直,横平竖直,最好不要拐弯,不能拉斜线或在芯片上跨接。 应根据距离和插入长度剪断导线,插入长度为0.4-0.6㎜,过短可能接触不良;过长又可能把面包板戳穿,引起短路。 使用过的导线可以利用,但线端不能有明显伤痕,并用镊子把线端夹直。 插线时,电源必须关闭,不能带电操作。 2.调试 (1)调试要点 β电流、电压转换电路 运放324的1脚输出一直流电压VX≈0.051βV(小于10V) 压控振荡器: (运放反相输入端应“虚地”) 运放351的6脚输出已锯齿波 比较器311的7脚输出矩形波 555振荡器: 555的3脚输出矩形波 清零波形: C4、R4的接点处输出尖脉冲 计数、译码、显示: 将555振荡器的3脚输出送计数器个位90-1的时钟输入 ,观察数码显示。 (2)调试注意事项: 安装完毕不要急于通电,应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,特别要仔细检查电源、地线是否连接正确、可靠。 通电前先把几路电源调好,注意共地。 3.故障: 遇到的故障: 1.压控振荡器没有显示出锯齿波的波形 原因: 芯片的电压没有接上去,二极管接反了 2.数码管读数不变或显示乱码 原因: 接错线、漏接线、导线插入的长度过短、逻辑错误 排除: 1.查芯片电源电压 2.555的输出须接到47的消隐端 3.运放线性工作时反相输入是否“虚地” 4.一般故障现象: •若根本不亮,应检查电源; •若数码管不闪烁,先检查555是否振荡; •若数码管显示0,应检查90有无输入,清0信号是否 正常或90有无输出; •若数码管全显示9,检查有无清0信号; 或调整积分器输入端的电位器看有无变化; 或看324的输出是否正常等。 4.计数部分,逐点观测有无信号,或用万用表DCV看是否跳变。 •输入为1.4v——虚线 •输出保持高电平不变——芯片未接地或接触不良… •输入与输出同样规律变化——芯片未接电源… 5.555振荡器正常但计数无输出 解决: 在555的电源正极与地之间接一个几十F的电解电容 五、印刷线路板设计 1.印刷线路板的设计依据: 实验面包板连接电路 2.设计要求: (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: *线条横平竖直,同面线不能交叉 *线条尽量少 *每个芯片横向最多走三条 *芯片相邻管脚之间不能走线 *每个金属化孔只能插入一个元件管脚 (3)元件标注(用铅笔): *标出元件符号 *标出元件值 *标出芯片的1脚 (4)其他要求: *坐标纸大小: 31cm×23cm *比例尺: 2: 1 *周边留宽: 5~10mm *线宽: 1mm(200mA/mm) *电源和地线: 加宽 *芯片跨度: 7.5mm *芯片管脚间距: 2.5mm *金属化孔: 内径0.8mm外径1.5mm *电位器: 两脚间距5mm 六、体会及建议 虽然这次的课程设计只有短短的两周时间,但是在这两周的时间里让我们体会到了非常多的道理。 这次的课程设计是集合模电和数电的知识去设计一个电路,这个电路的功能是实现测量三级管的电流放大倍数。 通过这次的课设,我们加深了对课本知识的掌握,更是对模电和数电的联系有了一个更加直接的了解。 以往的学习总是把模电和数电的知识分开了,通过这次的课设,我们较为清楚的了解了这两门课程之间的联系与作用。 这次的课设也加深了我们对模电和数电的兴趣。 不论是面包板的连线还是电路板图的设计对于我们来说都是第一次的尝试,在做这两个操作的过程中我们碰到了许许多多的实际问题,对于这些困难我们都没有经验的去逐个解决,经过一系列的实践后成功的喜悦更是让我们沉醉其中。 我们也了解到了自己的不足,不能运用理论的知识很好的解决实际的问题,更是在实际的操作过程中出现了很多常识性的错误。 对于此,我希望以后有更多的机会去在实际的课设或实验中去不断的增强自己的实际能力。 七.参考文献 1、电子技术基础(康华光主编) 2、集成电路原理及应用(钱为康编) 3、电子技术基础课程设计(孙梅生等编) 4、TTL集成电子设计手册 5、电子技术课程设计指南(张诚庆、杨丽华) 八.元件使用说明 通用型集成运放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 2/5十进制计数器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
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