【正文】 設(shè)計性實驗對于我們運用所學(xué)的知識要求較高，因此在準備實驗的過程中就復(fù)習(xí)了所需的基礎(chǔ)知識；設(shè)計性實驗需要預(yù)先根據(jù)要求確定所用電路和器件，因此要熟悉掌握各種典型電路的設(shè)計、功能和各種元器件的原理、功能等等；然后依照電路圖將各模塊聯(lián)系起來，注意連接過程中元件的排布和布線，盡量使之勻稱、美觀； 使用集成電路時，要注意器件的對應(yīng)管腳；調(diào)試時要先分單元調(diào)試再整體調(diào)試，這樣可以很好很快的檢查到是哪個地方出的問題，另外，還要注意電路的 20 保護， 例如數(shù)碼管要加限流電阻，防止電流過大發(fā)熱太大燒壞數(shù)碼管 ； 最后計算參數(shù)，確定參數(shù)是要多方面考慮每一個參數(shù)的改變所造成的影響，要有整體把握、綜合考慮的眼光。 八、收獲、體會 通過此次實驗綜合運用所學(xué)各科知識，涉及數(shù)字電子電路、模擬電子電路、電路及電子線路實驗等的相關(guān)知識，綜合性較強，結(jié)合所學(xué)知識 設(shè)計出滿足特定要求的電路。 （ 4） 改進和展望 ：改變參數(shù)以提高精確度和測量范圍，減少干擾；合理布線，便于排錯和檢查，且美觀好看。 （ 3） 核心及實用價值 ：主要 深化所學(xué)理論知識，培養(yǎng)綜合運用能力，增強獨立分析與解決問題的能力。 六、總結(jié) （ 1） 優(yōu)點 ：本系統(tǒng)設(shè)計工作穩(wěn)定可靠，能達到所要求的性能指標； 電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低， 功耗低；所采用元器件的品種少、體積小且貨源充足；便于生產(chǎn)、測試和維修 。 （ 3）數(shù)碼管顯示不全或不亮，檢查數(shù)碼管的連線，是否接有保護電阻，電源線和接地線是否接錯，檢查驅(qū)動電路是否有問題，將驅(qū)動電路所不用的引腳接地，防止干擾。 （ 2） 譯碼顯示不正常，原因為 CD4511 有個管教虛接。 （ 1） 壓控振蕩器出來的信號幅值為 10V 左右，原因為穩(wěn)壓管已燒壞 。 插入β值為 95 的三極管，顯示 97； 插入β值為 160 的三極管，顯示 158； 插入β值為 185 的三級管，顯示 191； 插入β值為 210 的三極管，顯示 205。對于該系統(tǒng)，此方法既便于調(diào)試，又可及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。調(diào)試順序按信號的流向進行，這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的整機聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。184。 最后，譯碼和顯示電路部分的原理與基本部分中的譯碼顯示相同，故不多述。 3） 計數(shù)鎖存及譯碼電路 為避免出現(xiàn)“疊加現(xiàn)象”計數(shù)器和譯碼器同時受定時控制信號控制，在控制信號低電平時，計數(shù)器 74LS90 工作在計數(shù)狀態(tài)而鎖存器 74LS194 工作在保持狀態(tài)，控制信號的上升沿到來時，計數(shù)結(jié) 束，同時 74LS194 跳轉(zhuǎn)到送數(shù)狀態(tài)，將此時的計數(shù)值送至譯碼器以譯碼顯示計數(shù)值，此時顯示的數(shù)值即為待測三極管的 ?值。通過仿真進一步優(yōu)化設(shè)計方案，使計數(shù)時間準確，然后在輸出端加一反相器，利用控制信號的下降沿計數(shù)。通過仿真觀察頻率，調(diào)整輸出電壓 Vom和電容 C的值，使頻率與放大系數(shù) ? 值相等。 首先，由集成運放 U R R6 等組成的滯回比較器。而 八個輸出端則接共陰數(shù)碼管的輸入端（共陰七段數(shù)碼顯示管的引腳圖及接法如上文所示），數(shù)碼管注意接保護電阻，以免因電流過大而燒壞。 a～ g 為輸出端，其輸出電平可直接驅(qū)動共陰數(shù)碼管進行 0～ 9的顯示。輸入端 I4—— I1 分別接比較電路的四個運放輸出端， I0 接地，其余輸入端 I7—— I5 則接低電平，輸出端 Q0—— Q3分別接譯碼器 CD4511 的輸入端口。 4） 編碼電路 為將電壓比較得到的高低電平轉(zhuǎn)換成二進制代碼以便顯示，須對結(jié)果進行編碼譯碼，在此采用集成芯片 8位優(yōu)先編碼器 CD4532，其引腳圖和電路圖如下所示： U34 5 3 2 B D _ 5 VO0 9O1 7O2 6GS 14I313I41I52I212I111I010I74I63EIN5EOUT 15V C C5V CD4532 引腳圖 CD4532 電路圖 采樣電路輸出電 13 其中： D0～ D7 為數(shù)據(jù)輸入端， EIN 為控制端， Q0～ Q2 為輸出端， VDD 接電源，采用 +5V 電源供電， VSS 接地端， Gs、 Eo 為功能 擴展端（無需連接）。采樣電路的輸出電壓 V0 通過 LM324分別與基準電壓 U0， U1， U2， U3， U4 進行比較，并輸出相應(yīng)的高電平或低電平。由 R BI 、被測三極管β 值即可計算出對應(yīng)的基準比較電壓： 當 β =80時， Uo1=VR4=Io*? *R4=*80*500= 當 β =120 時， Uo1=VR4=Io*? *R4=*120*500= 當 β =160 時， Uo1=VR4=Io*? *R4=*160*500= 當 β =200 時， Uo1=VR4=Io*? *R4=*200*500= 基準電壓可以采用一個串聯(lián)的電阻網(wǎng)絡(luò)對一個固定的電壓進行分壓得到，可通過計算得出電壓比較電路串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中各個分壓電阻的阻值，采用 5V 電源供電，設(shè)分壓總電阻取 R=80kΩ，則各分壓基準值處電阻為： β =80 時， R＝ ? β =120 時， R＝ ? β =160 時， R＝ ? β =200 時， R＝ ? 電壓比較電路的分壓電阻電阻為： R9= ? R10= ? R11= ? R12= ? R13=? 實際電路中可近似取 R9=20k ? R10=10k ? R11=10k ? R12=10k ? R13=30? 12 R 1 33 0 k Ω R 1 21 0 k Ω R 1 11 0 k Ω R 1 01 0 k Ω R92 0 k Ω U 1 AL M 3 2 4 A D321141U 1 BL M 3 2 4 A D561147U 1 CL M 3 2 4 A D1091148U 1 DL M 3 2 4 A D121311414V C C5V 分壓比較電路圖 比較電路由集成運放 LM324 組成，采用單電源供電。 3） 分壓比較電路 設(shè)計要求可知，顯示被測三極管 β 值范圍為 80～ 200，分三檔顯示為 80～120， 120～ 160， 160～ 200，因此，應(yīng)設(shè)定 5個基準電壓參考點，分別為 80、 1160、 200。 此外電路中差分放大電路還起隔離和放大的作用，故運放的同相和反相輸入端的輸入電阻應(yīng)盡量取的大一些，計算可得：取樣電壓最低為 ，最高為，均為可準確測量值，無需放大，故在此可取 R5=R6=R7=R8=30kΩ。 根據(jù)三極管電流 IC=β IB的關(guān)系，被測物理量 β 轉(zhuǎn)換成集電極電流 IC 而集電極電阻不變，利用差分放大電路對被測三極管集電極上的電壓進行采樣。 R4 為集電極取樣電阻，則取樣電壓可根據(jù)公式： 4 4 4R C BU I R I R??