CN102033500A - 一种可自动调节静态工作点的射极输出器电路 - Google Patents

Abstract

本发明是一种可自动调节静态工作点的射极输出器电路，属于电子技术应用领域。包括单片机、数字电位器、射极输出器电路、A/D转换电路以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；电阻R₂、R₃、R₄、R₅为数字电位器中的可调节电阻，单片机可控制R₂、R₃、R₄、R₅的电阻值；其中，A/D转换电路用于监测静态工作点的值，键盘电路和显示电路作为静态工作点的值的设定和显示。本发明的优点在于用数字电位器内的多个可调节电阻代替普通手动调节电位器，从而通过用单片机控制数字电位器的电阻值，实现实时调节射极输出器电路的静态工作点。

Description

一种可自动调节静态工作点的射极输出器电路

技术领域

本发明是一种可自动调节静态工作点的射极输出器电路，属于电子技术应用领域，可用于电子技术实验设备、各种仪器仪表和控制单元中。

背景技术

目前的一些大学电类学生电子技术实验训练设备与单片机实验训练设备相互独立，实验训练资源没有有机地结合在一起，实验资源利用率低，是一种资源浪费，学生学习的知识也没有有效地、连续地、综合地得到巩固和应用，射极输出器电路是大学电类学生《电子技术》课程实验训练中的一项内容；在一些仪器仪表的控制单元中，确定射极输出器电路的静态工作点均采用手动调节电位器的方式，实时调节能力很差。

发明内容

本发明的目的是解决《电子技术》课程实验中射极输出器电路的实验训练与单片机实际编程训练之间的相互结合，解决两种实验设备之间相互脱节的问题，解决知识学习的连续性、巩固性、综合性、融合性问题；解决实际应用中射极输出器电路的静态工作点实时调节能力很差的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种可自动调节静态工作点的射极输出器电路，属于仪器仪表领域。包括单片机、数字电位器、射极输出器电路、A/D转换电路以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；单片机的输出控制调节数字电位器中可调节电阻R₂、R₃、R₄、R₅的电阻值，数字电位器的输出接入射极输出器电路；A/D转换电路监测射极输出器电路静态工作点的值并反馈回单片机；键盘电路和显示电路作为静态工作点的值的设定和显示。

在上述一种可自动调节静态工作点的射极输出器电路中，所述单片机采用芯片型号为89C52，所述数字电位器采用芯片型号为X9241U，所述射极输出器电路由NPN型三极管T组成，各器件之间的具体连接为：

89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地，89C52的40脚连接+5V电源，X9241U的4、5、15、16、10脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的7、12、18脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的20脚与+5V电源连接，X9241U的3、1脚连接在一起并与电阻R₁的一端连接，电阻R₁的另一端连接电源+U_CC，三极管T的集电极连接电源+U_CC，X9241U的2脚连接三极管T的基极，X9241U的8、6、11、13、17、19脚连接在一起并与电阻R₆的一端连接，电阻R6的另一端与三极管T的发射极连接，电容C₁一端连接三极管T的基极，电容C₁的另一端连接输入信号u_i，电容C₂一端连接三极管T的发射极，电容C₂的另一端连接输出信号u_o，+5V电源与+U_CC电源共地。

本发明的优点在于用数字电位器内的多个可调节电阻代替用于改变射极输出器电路静态工作点的普通手动调节电位器，从而通过用单片机控制数字电位器的电阻值，实现实时改变射极输出器电路的静态工作点。

附图说明：

图1可自动调节静态工作点的射极输出器电路框图

图2可自动调节静态工作点的射极输出器电路图

具体实施方式：

下面结合附图1、图2对本发明进行详细说明。

可自动调节静态工作点的射极输出器电路框图如图1所示，可自动调节静态工作点的射极输出器电路图如图2所示。在图1中，单片机通过串行通信的方式与数字电位器连接在一起，数字电位器的多个可调节电阻与射极输出器电路连接，射极输出器电路的静态工作点由多个可调节电阻确定，键盘电路连接单片机可用于键入相应的静态工作点值或其它信息，显示电路连接单片机用于显示设定的静态工作点值或其它信息，A/D转换电路用于监测射极输出器电路中的静态工作点值。

图2是具体的连接电路图。在图2中，89C52为单片机；X9241U为数字电位器，内含4个可调节电阻，每个可调节电阻的最大电阻值为50KΩ，其中的1、2、3脚、6、7、8脚、11、12、13脚、17、18、19脚分别为数字电位器中的4个可调节电阻的三个管脚，将这4个可调节电阻分别命名为电阻R₂、R₃、R₄、R₅，其中1脚、6脚、13脚、19脚为4个电阻的可调节端；电阻R₁、R₂为串联连接方式，连接在三极管T集电极与基极之间，串联电阻R₁的目的是为增大(R₁+R₂)的电阻值及防止电阻R₂调节过小导致电流过大；电阻R₃、R₄、R₅并联后与电阻R₆串联，串联电阻R₆的目的同R₂；T为NPN型三极管，具体电路连接如下：

89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地，89C52的40脚连接+5V电源，X9241U的4、5、15、16、10脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的7、12、18脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的20脚与+5V电源连接，X9241U的3、1脚连接在一起并与电阻R₁的一端连接，电阻R₁的另一端连接电源+U_CC，三极管T的集电极连接电源+U_CC，X9241U的2脚连接三极管T的基极，X9241U的8、6、11、13、17、19脚连接在一起并与电阻R₆的一端连接，电阻R6的另一端与三极管T的发射极连接，电容C₁一端连接三极管T的基极，电容C₁的另一端连接输入信号u_i，电容C₂一端连接三极管T的发射极，电容C₂的另一端连接输出信号u_o，+5V电源与+U_CC电源共地。A/D转换电路、键盘电路和显示电路与单片机的连接为通用常规电路接法，没有给出具体电路。

具体工作方式如下：

如图2所示，89C52通过其1、2脚与X9241U的14、9脚连接，建立相互之间的串行通信，单片机以此来改变数字电位器内部多个电位器的电阻值，相互之间的具体通信方式可参阅X9241U的使用说明；射极输出器电路静态工作点一般由4个值组成：流过三极管T发射极的电流I_E、流过三极管T基极的电流I_B、三极管T基极与发射极之间的电压U_BE、三极管T集电极与发射极之间的电压U_CE；I_B、I_E、U_CE这3个值可通过调节电阻R₂、R₃、R₄、R₅来确定；具体的计算公式为：

$I_B=\frac{U_{\mathrm{CC}}-U_{\mathrm{BE}}}{(R_1+R_2)+(1+\mathrm{\β})(R_3//R_4//R_5+R_6)}...\left(1\right)$

I_E＝(1+β)I_B  ………………………·(2)

U_CE＝U_CC-(R₃//R₄//R₅+R₆)I_E    ………·…··(3)

(1)式中U_BE的取值可根据三极管的型号决定，一般取U_BE＝0.7V，式中的β为三极管的电流放大倍数，可通过专用设备测量得到。

Claims (2)

1.一种可自动调节静态工作点的射极输出器电路，其特征在于：包括单片机、数字电位器、射极输出器电路、A/D转换电路以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；其特征在于：单片机的输出控制调节数字电位器中可调节电阻R₂、R₃、R₄、R₅的电阻值，数字电位器的输出接入射极输出器电路；A/D转换电路监测射极输出器电路静态工作点的值并反馈回单片机；键盘电路和显示电路作为静态工作点的值的设定和显示。

2.根据权利要求1所述的一种可自动调节静态工作点的射极输出器电路，其特征在于：所述单片机采用芯片型号为89C52，所述数字电位器采用芯片型号为X9241U，所述射极输出器电路由NPN型三极管T组成，各器件之间的具体连接为：

89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地，89C52的40脚连接+5V电源，X9241U的4、5、15、16、10脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的7、12、18脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的20脚与+5V电源连接，X9241U的3、1脚连接在一起并与电阻R₁的一端连接，电阻R₁的另一端连接电源+U_CC，三极管T的集电极连接电源+U_CC，X9241U的2脚连接三极管T的基极，X9241U的8、6、11、13、17、19脚连接在一起并与电阻R₆的一端连接，电阻R6的另一端与三极管T的发射极连接，电容C₁一端连接三极管T的基极，电容C₁的另一端连接输入信号u_i，电容C₂一端连接三极管T的发射极，电容C₂的另一端连接输出信号u_o，+5V电源与+U_CC电源共地。

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