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UL <0.8V；高电平UH>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 6.26.87.58.29.1E12 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.66.8 8.2E6 1.0 1.5 2.2 3.3 4.76.8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0.5251352506751010015150薄膜电阻器0.02520.0550.125100.25250.5501100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，额定功率、允许误差等级等。

符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值，其文字符号所表示的单位如表5所示。

如1R5表示1.5W，2K7表示2.7kW，表５文字符号R K M G T表示单位欧姆(W) 千欧姆(103W) 兆欧姆(106W) 千兆欧姆(109W) 兆兆欧姆(1012W)例如：由标号可知，它是精密金属膜电阻器，额定功率为1/8W，标称阻值为5.1kW，允许误差为±10%。

色标法：色标法是将电阻器的类别及主要技术参数的数值用颜色（色环或色点）标注在它的外表面上。

色标电阻（色环电阻）器可分为三环、四环、五环三种标法。

其含义如图1和图2所示。

三色环电阻器的色环表示标称电阻值（允许误差均为±20%）。

例如，色环为棕黑红，表示10′102＝1.0kW±20%的电阻器。

四色环电阻器的色环表示标称值（二位有效数字）及精度。

例如，色环为棕绿橙金表示15′103＝15kW±5%的电阻器。

五色环电阻器的色环表示标称值（三位有效数字）及精度。

例如，色环为红紫绿黄棕表示275′104＝2.75MW±1%的电阻器。

一般四色环和五色环电阻器表示允许误差的色环的特点是该环离其它环的距离较远。

较标准的表示应是表示允许误差的色环的宽度是其它色环的（1.5~2）倍。

有些色环电阻器由于厂家生产不规范，无法用上面的特征判断，这时只能借助万用表判断。

3.1.2、电容器电容器的型号命名法：第一部分：主称第二部分：材料第三部分：特征、分类第四部分：序号符号意义符号意义符号意义瓷介云母玻璃电解其他电容器C 瓷介 1 圆片非密封－箔式非密封对主称、材料相同，仅尺寸、性能指标略有不同，但基本不影响互使用的产品，给予同一序号；若尺寸性能指标的差别明显；影响互换使用时，则在序号后面用大写字母作为区别Y 云母 2 管形非密封－箔式非密封I 玻璃釉 3 迭片密封－烧结粉固体密封O 玻璃膜 4 独石密封－烧结粉固体密封Z 纸介 5 穿心－－－穿心J 金属化纸6 支柱－－－－B 聚苯乙7 －－－无极性－代号。

烯L 涤纶8 高压高压－－高压Q 漆膜9 －－－特殊特殊J 金属膜S 聚碳酸脂W 微调H 复合介质D 铝A 钽N 铌G 合金T 钛E 其他示例：(1) 铝电解电容器电容器的主要技术指标：（1）电容器的耐压：常用固定式电容的直流工作电压系列为：6.3V，10V，16V，25V，40V，63V，100V，160V，250V，400V。

（2）电容器容许误差等级：常见的有七个等级如表7所示。

电容器的标志方法：有时用大于1的两位以上的数字表示单位为pF的电容，例如101表示100 pF；用小于1的数字表示单位为mF 的电容，例如0.1表示0.1mF。

(2) 数码表示法一般用三位数字来表示容量的大小，单位为pF。

前两位为有效数字，后一位表示位率。

即乘以10i，i为第三位数字，若第三位数字9，则乘10-1。

如223J 代表22′103pF＝22000pF＝0.22mF，允许误差为±5%；又如479K代表47′10-1pF，允许误差为±5%的电容。

这种表示方法最为常见。

（3）色码表示法这种表示法与电阻器的色环表示法类似，颜色涂于电容器的一端或从顶端向引线排列。

色码一般只有三种颜色，前两环为有效数字，第三环为位率，单位为pF。

有时色环较宽，如红红橙，两个红色环涂成一个宽的，表示22000pF。

3.1.3、变压器3.1.4、二极管3.1.5、集成运放LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。

每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。

两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

LM324的引脚排列见图由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。

3.1.6、集成稳压器CW7805、CW7812、CW7912、CW317集成稳压器的主要参数：参数名称/单位CW7805 CW7812 CW7912 CW317输入电压/V +10 +19 -19 ￡40输出电压范围/V +4.75~+5.25 +11.4~+12.6 -11.4~-12.6 +1.2~+37最小输入电压/V +7 +14 -14 +3￡Vi-Vo￡+40电压调整率/mV +3 +3 +3 0.02%/V最大输出电流/A 加散热片可达1A 1.53.2 相关计算3.2.1、计算集成稳压器：输出电压U0=+5V，最大电流I0=1.5A。

电容取C1=C2=0.1uf。

（作用是防止其它信号的干扰）3.2.2、计算电源变压器集成稳压器的输出电压与稳压器的输出电压相同，可得输入电压Vi的范围为Vomax+(Vi-Vo)min≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max5V+3V≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max8V≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max副边电压V2≥Vimin/1.1=8V/1.2V，取V2=9V，副边电流I2>Iomax=0.24A，取I2=0.3A，则变压器副边输出功率P2≥I2V2=2.7W。

由表1可得变压器的效率η=0.6，则原边输入功率P1≥P2/η=4.5W。

为留有余地，选功率为8W的电源变压器。

表一、小型变压器的效率副边功率(W) 2P <10 10~30 30~80 80~200效率η0.6 0.7 0.8 0.853.2.3、计算整流二极管及滤波电容整流二极管D选1N4001，其极限参数为VRM≥50V，IF=lA。