设计逻辑信号电平测试器的设计

设计题目：逻辑信号电平测试器的设计

1 设计要求及主要技术指标

1.1 设计要求

1.1.1、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。

1.1.2、列出所用元器件清单并购买。

1.1.3、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。

1.1.4、记录实验结果。

1.1.5、撰写设计报告（含调试内容）。

1.2主要技术指标

1.2.1、测量范围：低电平U

L <0.8V；高电平U

H

>3.5V。

1.2.2、高低电平用变色发光二极管来显示，红色表示高电平，绿色表示低电平。

1.2.3、当被测信号在0.8V～3.5V之间时，发光二极管不亮。

1.2.4、输入电阻大于20kΩ。

1.2.5、工作电源为5V。

1.2.6、要求选用CW78三端集成稳压器，LM324型四运放集成电路，2EF302型三端变色发光二极管。

2 设计过程

2.1题目分析

逻辑信号点平测试器是将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，输出高电平低电平。

2.2 整体构思

电源→输入电路→逻辑状态识别电路→显示电路.

2.3 具体实现

2.3.1、根据技术指标要求确定稳压器型号及电路形式.

2.3.2、根据稳压器的输入电压确定电源变压器的副边电压U2.根据稳压电流的最大输出电流Imax和U2确定副边的功率P2.根据P2及效率确定电源变压器功率P1.

2.3.3、确定整流二极管和滤波电容.

2.3.4、根据技术指标确定输入电阻逻辑电路电阻，由2EF302型三端变色发光二极管确定显示部分保护电阻。

3 元件说明及相关计算

3.1 元件说明

3.1.1、电阻器

固定电阻器的主要参数是标称阻值、允许误差和额定功率。

标称阻值和允许误差：

电阻器上标志的阻值叫标称值，而实际值与标称值的偏差，除以标称值所得的百分数叫电阻的误差，它反映了电阻器的精度。不同的精度有一个相应的误差，表1列出了常用电阻器的允许误差等级（精度等级）。

表1 常用电阻器允许误差的等级

允许误差±0.5％±1％±2％±5％±10％±20％

级别005 01 02 ⅠⅡⅢ

类型精密型普通型

目前固定电阻器大都为I级或II级普通电阻，而且III级很少，能满足一般应用的要求，02、01、005级的精密电阻器，一般用于测量仪器，仪表及特殊设备电路中。

国家有关部门规定了阻值系列作产品的标准，表2是普通电阻器系列表。表中的标称值可以乘以10n，例如，4．7这个标称值，就有0．47Ω、4．7Ω、47Ω、470Ω、4．7 KΩ……。选择阻值时必须在相应等级的系列表中进行。

表2 电阻器系列及允许误差

E24 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2

6.8

7.5

8.2

9.1

E12 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6

6.8 8.2

E6 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7

6.8

各系列允许误差E24－5% E12-10% E 6-20%

电阻器的额定功率：

电阻器在电路中长时间连续工作不损坏，或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率称为电阻器的额定功率。电阻器的额定功率并不是电阻器在电路中工作时一定要消耗的功率，而是电阻器在电路工作中所允许消耗的最大功率。不同类型的电阻具有不同系列的额定功率，如表2所示。

表2 电阻器的功率等级

名称额定功率（W）

实芯电阻器0.25 0.5 1 2 5 －

线绕电阻器0.5

25

1

35

2

50

6

75

10

100

15

150

薄膜电阻器0.025

2

0.05

5

0.125

10

0.25

25

0.5

50

1

100

电阻器的型号命名方法：

第一部分：主称第二部分：材料第三部分：特征分类

符号符号意义

符号 意义 意义 电阻器 电位器 第四部分：序号 R 电阻器 T 碳膜 1 普通 普通

对主称、材料

相同，仅性能指标、

尺寸大小有差别，但基本不影响互换使用的产品，给予同一序号；若性能

指标、尺寸大小明显影响互换时，则在序号后面用大写字母作为区别代

号。

W 电位器 H 合成膜 2 普通 普通

S 有机实芯 3 超高频 ―― N 无机实芯 4 高阻 ――

J 金属膜 5 高温 ――

Y 氧化膜 6 ―― ―― C 沉积膜 7 精密 精密 I 玻璃釉膜 8 高压 特殊函数 P 硼碳膜 9 特殊 特殊 U 硅碳膜 G 高功率 ――

X 线绕 T 可调 ――

M 压敏 W ―― 微调

G 光敏 D ―― 多圈

R 热敏 B 温度补偿用 ――

C 温度测量用 ―― P 旁热式 ―― W 稳压式 ―― Z

正温度系数

――

示例：

电阻器的标志内容及方法

文字符号直标法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，额