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晶體管特性圖示儀掃描信號發(fā)生器電路設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2012-07-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  引 言

  特性圖示儀是電子測量常用儀器之一,日前通用的特性圖示儀的掃描信號和階梯信號由50 Hz工頻市電變換而來,掃描頻率低,顯示的特性曲線閃爍嚴(yán)重,穩(wěn)定性差;X軸掃描為正弦脈沖,線性度差,在顯示特性曲線時(shí)亮度不均勻(前亮后暗),而且波形變換電路復(fù)雜。本文介紹一種基于555定時(shí)器的晶體管特性設(shè)計(jì)方法。通過555定時(shí)器產(chǎn)生同步的X軸掃描鋸齒波和Y軸掃描階梯波,其掃描頻率不受工頻市電限制,掃描信號同步性能好,顯示波形穩(wěn)定。

  1 掃描設(shè)計(jì)

  1.1 晶體管特性測量原理

  圖1為晶體管輸出特性測量原理,需測量的2個(gè)物理量是晶體管的集電極電流Ic和集電極電壓Uce。待測管的集電極和基極分別接入鋸齒波和階梯波掃描信號。集電極輸出接示波管X軸輸入,發(fā)射極輸出接示波管Y軸輸入,Rc為集電極功耗限制電阻,Re為集電極電流取樣電阻。

晶體管輸出特性測量原理

  1.2 鋸齒波產(chǎn)生電路

  圖1中由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器同時(shí)產(chǎn)生鋸齒波和階梯波的觸發(fā)脈沖,以保證鋸齒波和階梯波的同步。圖1中由電阻R1、R2構(gòu)成電容C1的充電回路,其中R2略大于2R1,由

555定時(shí)器內(nèi)置的放電三極管構(gòu)成電容的放電回路。接通電源時(shí),電源通過R1、R2對電容C1充電,電容C1兩端電壓線性上升,當(dāng)充電至555定時(shí)器2、6腳的電壓大于2/3Vcc時(shí),555定時(shí)器3腳由“1”躍變?yōu)椤?”,同時(shí)555定時(shí)器內(nèi)置的放電三極管導(dǎo)通,電容通過三極管迅速放電至0 V。由于R2略大于2R1,此時(shí)555定時(shí)器2、6腳的電壓略小于1/3Vcc,555定時(shí)器3腳由“0”躍變?yōu)椤?”,同時(shí)555定時(shí)器內(nèi)置的放電三極管截止,電容C1進(jìn)入下一個(gè)充、放電周期,555定時(shí)器7腳獲得鋸齒波,3腳獲得占空比接近1的同步方波。鋸齒波的幅值由式(1)計(jì)算,得:

公式

  則其頻率可由式(2)計(jì)算,得:
公式

  可見該鋸齒波的輸出電壓幅值為1/2cc,大于一般555多諧振蕩器的1/3Vcc,且波形線性度優(yōu)于一般555多諧振蕩器,電容從0 V開始充電至1/2Vcc,起始掃描電壓滿足掃描信號的要求。該鋸齒波通過電壓跟隨器U1輸入到同相比例運(yùn)算放大器U2進(jìn)行電壓放大,調(diào)節(jié)Rp3可以改變鋸齒波幅度,通過后置功率放大后輸入到待測晶體管集電極。同時(shí),該信號作為X軸掃描信號輸入到示波管的X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

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