-.z.電子測量與電子電路綜合實驗實驗報告課題名稱：簡易晶體管圖示儀專業(yè)：電子信息科學與技術班級：2013211202**：：班內序號：指導教師：報告摘要實驗目的實驗要求背景知識及實驗設計分塊設計及各元件管腳圖實驗步驟實驗結果分析實驗總結實驗目的通過實驗進一步掌握集成運放的使用方法。進一步提高工程設計和實踐動手能力。實驗要求1.根本要求：=1\*GB2⑴設計一個階梯波發(fā)生器，f500Hz,QUOTE階數(shù)N=6;=2\*GB2⑵設計一個三角波發(fā)生器，三角波QUOTE;=3\*GB2⑶設計保護電路，實現(xiàn)對三極管輸出特性的測試。2.提高要求=1\*GB2⑴可以識別NPN,PNP管，并正確測試不同性質三極管;=2\*GB2⑵設計階數(shù)可調的階梯波發(fā)生器。背景知識及實驗設計三極管輸出特性曲線：輸出特性曲線是指在基極電流一定時，集電極與發(fā)射極和集電極電流QUOTE的關系曲線，每取一個QUOTE，就有一條輸出特性曲線與之對應。設計思路：晶體管圖示儀是一種能對晶體管的特性參數(shù)進展測試的儀器，該儀器用可調節(jié)的階梯波和三角波對晶體管進展周期性掃描，用Y軸表示測得的電壓QUOTE可以表示QUOTE的大小，用*軸測得的電壓QUOTE可以表示QUOTE的大小。改變基極電流QUOTE值，再重復掃描一個周期，就可以得到另一條輸出特性曲線。因為要求能夠同時顯示出一簇輸出特性曲線，所以用一個階梯電壓作為基極電壓的輸入。每掃描階梯波的一階，得到一條輸出特性曲線。每掃描一次完整的階梯波，得到一組穩(wěn)定的輸出特性曲線。設計關鍵：三角波發(fā)生器，階梯波發(fā)生器，配套的調節(jié)和保護電路?？傮w框圖：Rc三角波發(fā)生電路Rc三角波發(fā)生電路示波器y*示波器y*Rb階梯波發(fā)生電路方波振蕩電路Rb階梯波發(fā)生電路方波振蕩電路ReeRee分塊設計方波振蕩電路設計1〕所用原件NE5553.3nF電容100nF電容100Ω電阻20kΩ電阻電源個數(shù)1個1個1個1個一個5vNE555管腳圖及功能NE555管腳功能介紹：1腳為地。2腳為觸發(fā)輸入端；3腳為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比擬器6腳和下比擬器2腳的控制。當觸發(fā)器承受上比擬器A1從R腳輸入的高電平時，觸發(fā)器被置于復位狀態(tài)，3腳輸出低電平；2腳和6腳是互補的，2腳只對低電平起作用，高電平對它不起作用，即電壓小于1Ucc/3，此時3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對高電平起作用，低電平對它不起作用，即輸入電壓大于2Ucc/3，稱高觸發(fā)端，3腳輸出低電平，但有一個先決條件，即2腳電位必須大于1Ucc/3時才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可打200mA。4腳是復位端，當4腳電位小于0.4V時，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳都輸出低電平。5腳是控制端。7腳稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱為實高〔或低〕、7腳稱為虛高。仿真電路圖4〕仿真輸出波形2．三角波發(fā)生電路1〕設計原理：將NE555產(chǎn)生的方波進展積分放大，使用LF353。第一級做積分運算，第二級做放大運算。所用元件LF35347k歐姆12k歐姆3.3k歐姆34k歐姆68k歐姆100nF電源個數(shù)1個2個1個1個1個1個1個+5.—5LF353管腳圖仿真電路圖仿真輸出波形階梯波發(fā)生電路設計原理：用NE555時基振蕩器產(chǎn)生的方波作為16進制計數(shù)器74LS169的時鐘信號，74LS169是模16的同步二進制計數(shù)器，可以通過四位二進制輸出來計時鐘沿得個數(shù)，實驗中利用它的三位輸出為多路開關CD4051的輸入Qa、Qb、Qc提供地址。直流通路是由5個100Ω的電阻組成的電阻分壓網(wǎng)絡以產(chǎn)生6個不同的電壓值，根據(jù)16進制計數(shù)器74LS169給出的地址進展選擇性的輸出，而它的管腳按照一定的順序接入5個等值電阻然后在第一個電阻接入5V的電壓，原本是管腳接7個電阻可以產(chǎn)生8階階梯波，將三個管腳短接，即可產(chǎn)生6階，這里選擇了4，2，5接地，使輸出為6階階梯波，以滿足根本要求中的階梯波幅度大于3V的要求。另一路信號通道的輸入則接被顯示的信號；通過地址信號Qa、Qb、Qc對兩回路信號同步進展選通。這樣，用示波器觀察便可得到有6階的階梯波。所用元件Cd505174ls1691000Ω電源個數(shù)1個1個5個5v2〕Cd4051管腳圖及工作原理CD4051是單8通道數(shù)字控制模擬電子開關，有A、B和C三個二進制控制輸入端以及INH共4個輸入，具有低導通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4.5～20V的數(shù)字信號可控制峰峰值至20V的模擬信號。當INH輸入端="1〞時，所有的通道截止。只有當INH=0時，三位二進制信號才可以選通8通道中的一個通道，連接該輸入端至輸出。其中VEE可以接負電壓，也可以接地。當輸入電壓有負值時，VEE必須接負電壓，其他時候可以接地。3〕74ls169管腳圖及工作原理33仿真電路仿真輸出波形三極管管腳圖及其特性仿真中所用三極管為2N2222，實際上所用三極管為8050類型:開關型;極性:NPN;材料:硅;最大集電極電流(A):0.5A;直流電增益:10to60;功耗:625mW;最大集電極-發(fā)射極電壓〔VCEO〕:25;特征頻率:150MHz特性曲線產(chǎn)生電路設計原理：將產(chǎn)生的三角波連接一個保護電阻輸入到三極管的集電極，將產(chǎn)生的階梯波連接一個保護電阻接入基極，發(fā)射級連接Re接地，示波器的y探頭接到發(fā)射級和Re之間，測得的值作為Ice，示波器的*探頭接入Rc和三角波輸出電路之間作為Vce,基極電流則由階梯波控制。一個電壓對應一個電流所用元件Rb=11kΩRc=2kΩRe=1kΩ8050個數(shù)1個1個1個1個仿真電路仿真輸出波形完整仿真電路實驗步驟先按方波發(fā)生器的電路圖搭出電路來，對3口進展測試，正常輸出波形為了滿足階梯波輸出頻率>=500Hz,階梯波有八個狀態(tài)，所以方波頻率至少要500*8=4kHz,方波振蕩電路周期計算公式為QUOTE，占空比QUOTE當C為3.3nF時，f=21kHz,頻率略大，稍作調整，將C改為10Nf,f=7.1kHz.按三角波發(fā)生電路搭出電路來，注意電路的連接，需要正負電源供電，用示波器對輸出口進展測試，正常輸出波形。一開場輸出三角波幅值不夠2V,究其原因，是因為其放大電路反應電阻不夠大，將68kΩ的反應電阻改為100kΩ的電阻，Vpp到達2.93V，滿足要求。按階梯波發(fā)生電路搭出電路，CD4051原本是管腳接7個電阻可以產(chǎn)生8階階梯波，將三個管腳短接，即可產(chǎn)生6階，這里選擇了4，2，5接地，使輸出為6階階梯波。輸出的階梯波含0V共有六階，總的Vpp為5V,其產(chǎn)生的電壓分別為0V,1V,2V,3V,4V,5V頻率經(jīng)過調整到達約900Hz。接入三極管和保護電阻，測出三極管特性曲線。實驗結果分析掃描得到的特性曲線不夠完整，原因在于一開場NE555輸出的方波占空比接近95%，且一開場我并沒有使用積分電路，而是直接利用NE555接口2產(chǎn)生的鋸齒進展放大使其滿足幅值要求，再用減法電路使其從0V開場掃描。得到的三角波看起來不近似于等邊三角形，更像一個直角三角形，掃描出來的波形也接近一個直角三角形，后來經(jīng)過調整，將方波振蕩電路里的R1和R2進展兌換，使占空比接近50%，積分結果為等邊三角波，再次進展掃描時掃描結果接近完整，但是這時出現(xiàn)了新的問題，最高階的特性曲線與其他階之間的特性曲線間距過大，猜想原因實驗及試驗中遇到的錯誤的總結在這次實驗中，從一開場的手足無措完全分不清方向到最后成功的得到特性曲線，中間無數(shù)次的失敗帶給了我很大的成長。首先上網(wǎng)和去圖書館查閱資料，大致了解實驗原理，然后開場仿真，再接著按仿真電路搭建實際電路，第一次去搭出了方波振蕩電路，第二天接著去就怎么也調不出波形了，在屢次確定電路的搭建沒有問題之后，嘗試著換了一個NE555，接著就出波形了。在搭建階梯波發(fā)生電路的時候，一開場出了一個反方向且起點不在零點的階梯波，當時的我抱著得過且過的態(tài)度，但是教師并不認可，于是我開場反思，重新開場檢查電路，終于發(fā)現(xiàn)有兩處導線接反使得階梯波反向行進，當我改正后得到正確的波形，同時我也為自己的得過