北邮晶体管图示仪实验

电子测量与电子电路综合实验报告

（简易晶体管图示仪的设计与实现）

专业：通信工程

班级：2013211116

学号：2013210460

：志浩

班序号：06

目录

一、摘要 (1)

二、关键词 (1)

三、设计任务要求 (1)

1.基本要求 (1)

2.提高要求 (1)

四、设计思路、总体结构框图 (1)

1.设计思路： (1)

2.总体结构框图： (2)

五、分块电路与总体电路的设计 (2)

1.方波电路 (2)

2.阶梯波电路 (3)

3.三角波电路 (5)

4.总体电路 (7)

六、实现功能说明 (8)

1.基本功能的实现 (8)

(1)阶梯波的实现 (8)

(2)三角波的实实现 (9)

(3)晶体管特性曲线的实现 (10)

2.拓展功能的实现 (10)

(1)PNP晶体管输出特性曲线 (10)

(2)设计阶数可调的阶梯波发生器 (11)

3.测试方法 (11)

七、故障及问题分析 (12)

1.实验中出现的故障和问题 (12)

2.分析 (12)

八、总结和结论 (13)

1.结论 (13)

2.总结 (13)

九、Multisim仿真原理图、波形图 (13)

十、PROTEL绘制的原理图 (15)

十一、所用元器件及测试仪表清单 (16)

十二、参考文献 (16)

一、摘要

本报告主要介绍了晶体管图示仪实验中一些元件的了解过程和具体应用，以及设计思路，设计过程和设计中遇到的问题。其中给出了各个分块电路的电路图和设计说明、功能说明，还有总电路的框图、电路图、PCB板、实验结果的手绘截图等。在最后提到了在实际操作过程中遇到的困难和解决方法，并给出本次实验的结论与总结。

二、关键词

方波、锯齿波、阶梯波、特征曲线

三、设计任务要求

1.基本要求

(1)设计一个阶梯波发生器，f≥500Hz,U UUU≥3U，阶数N=6；

(2)设计一个三角波发生器，三角波U UUU≥2U；

(3)设计保护电路，实现对三极管输出特性的测试。

2.提高要求

(1)可以识别NPN,PNP管，并正确测试不同性质三极管；

(2)设计阶数可调的阶梯波发生器。

四、设计思路、总体结构框图

1．设计思路：

本试验要求用示波器稳定显示晶体管输入输出特性曲线。我的设计思路是先用NE555时基振荡器产生的方波和带直流的锯齿波。然后将产生的方波作为16进制计数器74LS169的时钟信号，74LS169是模16的同步二进制计数器，可以通过四位二进制输出来计时钟沿的个数，实验中利用它的三位输出为多路开关CD4051提供地址。CD4051是一个数据选择器，根据16进制计数器74LS169给出的地址进行选择性的输出，来输出阶梯波，接入基极。由运放LF353对NE555产生的锯齿波

进行处理，产生符合要求的锯齿波作为集电极输入到三极管集电极。最后扫描得到NPN的输出特性曲线。

2．总体结构框图：

五、分块电路与总体电路的设计

1.方波电路

我的设计思路是直接用NE555时基振荡器产生方波，只要做一个积分电路，再做一个滤波电路滤去直流分量即可。

由555 定时器构成的多谐振荡器如图5.1.1(a)所示，其工作波形见图

5.1.1(b)。接通电源后，电源VDD通过R1和R2对电容C充电，当Uc<1/3V DD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。当Uc充电到≥2/3V DD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。当Uc 下降到≤1/3V DD后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VDD通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3V DD上升到2/3V DD,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。

图5.1.1

当R2>>R1时，方波占空比接近等于50%，考虑到实际电路要求与器件工作条件，取R2=51kΩ，R1=1kΩ，C1=C2=0.01uF。Multisim仿真图如图5.1.2，可以在管脚5的输出得到方波，在管脚2的输出得到三角波。方波的波形图如图5.1.3。

图5.1.2 图5.1.3

2.阶梯波电路

用NE555时基振荡器产生的方波作为16进制计数器74LS169的时钟信号，74LS169是模16的同步二进制计数器，可以通过四位二进制输出来计时钟沿得个数，实验中利用它的三位输出为多路开关CD4051的输入Qa、Qb、Qc提供地址。直流通路是由5个100Ω的电阻组成的电阻分压网络以产生6个不同的电压值，根据16进制计数器74LS169给出的地址进行选择性的输出，而它的管脚按照一定的顺序接入5个等值电阻然后在第一个电阻接入5V的电压，原本是管脚接7个电阻可以产生8阶阶梯波，将三个管脚短接，即可产生6阶，这里选择了4，2，5接地，使输出为6阶阶梯波，以满足基本要求中的阶梯波幅度大于3V的要

求。另一路信号通道的输入则接被显示的信号；通过地址信号Qa、Qb、Qc对两回路信号同步进行选通。这样，用示波器观察便可得到有6阶的阶梯波。

仿真时在Multisim上没有现成元件CD4051，这里选择了与它功能相近的8通道模拟多路复用器ADG528F代替。它是根据A1、A2、A3口的输入来选择输出S1-S8中各路电压值。电路图如图5.2.1，阶梯波如图5.2.2。在实验中发现，可以在R3与电源之间加入一个电位器R10，从而实现对阶梯波电路最大电压值的调节。

图5.2.1