基于labview和usb接口的虛擬晶體管特性圖示儀

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1、第～章緒論1．1課題背景第一章緒論目前學(xué)校教學(xué)使用的晶體管特性圖示儀仍然是老式的體積龐大的模擬陰極射線管顯示儀器，開(kāi)發(fā)一種易用、便攜、廉價(jià)的新型圖示儀是具有現(xiàn)實(shí)意義的。而從電子測(cè)量?jī)x器發(fā)展史看，經(jīng)歷了由模擬儀器、智能儀器到虛擬儀器。虛擬儀器通過(guò)軟件將計(jì)算機(jī)硬件資源與儀器硬件有機(jī)的融合為一體，從而把計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算處理能力和儀器硬件的測(cè)量、控制能力結(jié)臺(tái)在一起，大大縮小了儀器硬件的成本和體積，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)以及分析處理。因此采用虛擬儀器技術(shù)很符合我們對(duì)儀器易用廉價(jià)的要求。1．1．1半導(dǎo)體管特性圖示儀簡(jiǎn)介1．1．1．1

2、半導(dǎo)體管特性圖示儀的特點(diǎn)和用途50年代起，電子器件出現(xiàn)了重大的突破，半導(dǎo)體器件逐漸代替了電子管器件，使電子工業(yè)由電子管時(shí)代邁向了半導(dǎo)體時(shí)代，這是一次階段性的飛躍。隨著半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，測(cè)量其各類(lèi)參數(shù)的測(cè)試儀器——半導(dǎo)體管特性圖示儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)圖示儀)也相應(yīng)而生，并隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展而發(fā)展。半導(dǎo)體管特性圖示儀是一種能在示波管屏幕上觀察和測(cè)試半導(dǎo)體管特性曲線和直流參數(shù)的測(cè)量?jī)x器。它的主要特點(diǎn)是：使用的廣泛性，晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、光電管、可控硅、三極管、二極管等，幾乎所有的二端、三端的半導(dǎo)體器件均可進(jìn)行觀察和測(cè)試；顯示的直觀性，圖示儀不是

3、用表頭、指針讀測(cè)數(shù)據(jù)，而是將半導(dǎo)體管的特性直接顯示在示波管的屏幕上，一目了然，可直接讀數(shù)進(jìn)行分析、比較、挑選和配對(duì)，使用極為方便。鑒于圖示儀的以上特點(diǎn)，圖示儀廣泛地用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、軍事、教育等各個(gè)領(lǐng)域。凡是設(shè)計(jì)、制造、使用、維修、計(jì)量、檢測(cè)半導(dǎo)體器件的部門(mén)和單位都需要使用半導(dǎo)體管特性圖示儀。1．11．2我國(guó)圖示儀發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)圖示儀與其它電子測(cè)量?jī)x器一樣，也經(jīng)歷了全電子管式——全晶體管式——1電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文7)數(shù)據(jù)傳輸可靠：USB傳輸有完善的錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)制。8)支持四種類(lèi)型傳輸方式：USB有四種傳輸模式即控制傳

4、輸、中斷傳輸、同步傳輸、塊傳輸，因而可以滿足不同設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸要求。正是由于USB設(shè)備在通用設(shè)備方面的優(yōu)異表現(xiàn)，提高了數(shù)采測(cè)控業(yè)界對(duì)它的關(guān)注度。uSB技術(shù)正在數(shù)采測(cè)控方面迅猛發(fā)展。目前，USB總線在數(shù)采測(cè)控方面當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)就是將usB總線技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)相結(jié)合的usB總線虛擬儀器技術(shù)。uSB總線在設(shè)備小型化、便攜化的轉(zhuǎn)變上起著不可估量的作用。本課題正是基于這種思路而展開(kāi)的【”。1．1．4LabVIEw簡(jiǎn)介虛擬儀器實(shí)際上是一個(gè)按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其研究中涉及的基礎(chǔ)理論主要是數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號(hào)處理。目前在這一領(lǐng)域內(nèi)，使

5、用較為廣泛的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境是美國(guó)NI公司的Labvmw。LabvIEw(1aboraton，virtualinS打umenteng血∞血g、vorkbench)是一種圖形化的編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，被公認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEw不僅提供了與遵從GPIB，vⅪ，RS一232和RS一485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通信的全部功能，還內(nèi)置了支持TcP／IP。Activex等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)函數(shù)，而且其圖形化的編程界面使編程過(guò)程變得生動(dòng)有趣。以LabvIEw為代表的圖形化程序語(yǔ)

6、言，又稱(chēng)為“G”語(yǔ)言。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不需要編寫(xiě)程序代碼，而是“繪制”程序流程圖。LabVIEw盡可能利用工程技術(shù)人員所熟悉的術(shù)語(yǔ)、圖標(biāo)和概念，因而它是一種面向最終用戶的開(kāi)發(fā)工具，可以增強(qiáng)工程人員構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，可為實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供便捷途徑。利用LabⅥEw可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件。1．2系統(tǒng)總體介紹采用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建靈活方便的測(cè)試儀器取代傳統(tǒng)的模擬式晶體管特性圖示儀。即利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，加上特殊設(shè)計(jì)的儀器硬件和專(zhuān)用軟件，形成既有傳統(tǒng)儀器的基本功能，又有其所沒(méi)有的特殊功能的高檔低價(jià)的新型

7、晶體管特性圖示儀。設(shè)計(jì)包括計(jì)算機(jī)上的軟件設(shè)計(jì)，外部的儀器硬件設(shè)計(jì)和兩者之問(wèn)的接口。虛擬儀器的發(fā)展隨著微機(jī)的發(fā)展和采用總線方式的不同而具有不同特點(diǎn)，通用串行總線(usB)以其方便、快速、支持即插即用、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，符合大中專(zhuān)院校對(duì)6第二章xJ4810型半導(dǎo)體管特性圖示儀的偏轉(zhuǎn)值?；鶚O電流或基極源電壓，由階梯電流取樣電阻上的分壓值，經(jīng)放大器而取得的基極電流偏轉(zhuǎn)值。3．Y軸移位以及Y軸(電流，度)×0，1倍率開(kāi)關(guān)(帶開(kāi)關(guān)的電位器)它是通過(guò)差分平衡直流放大器的前級(jí)放大管中射極電阻的改變，以達(dá)到被測(cè)信號(hào)或集電極掃描線在Y軸方向移動(dòng)。2．1．2

8、x軸作用部分4．x軸(電壓／度)偏轉(zhuǎn)系數(shù)開(kāi)關(guān)集電極電壓VcE，從O．05，度～50V／度共10檔，其作用是通過(guò)選擇不同的分壓電阻，對(duì)其進(jìn)行衰減達(dá)到其電壓的偏轉(zhuǎn)值。基極電壓VRE，從O．05／度～1V／度共5檔，其作用是將基極電壓經(jīng)過(guò)不同的分壓電阻對(duì)