赵薇压控阶梯波实验报告终结版

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1、北京工业大学电子课程设计——压控阶梯波发生器目录1.课设要求21.1设计任务21.2设计要求21.3调试要求21.4参考元器件21.5输出阶梯波示意图22.设计思路22.1两种方案31.基于模拟电路的设计32.基于数字电路的设计42.2方案比较52.3选择方案详细介绍53.芯片介绍103.1运算放大器UA741103.2计数器74LS161113.3与非门74LS20133.4D触发器74LS175133.5施密特触发器CD40106144.系统调试164.1压控转换部分调试164.2整形波形部分调试174.3计数器部分调试184.

2、4缓冲器部分调试184.5数模转换部分调试194.6反相放大部分调试195.心得体会20附录1：材料清单23附录2：仿真图24附录3：实物连线图25附录4参考文献2626北京工业大学电子课程设计——压控阶梯波发生器1.课设要求1.1设计任务在规定时间内设计并调试一个由电压控制的阶梯波发生器。1.2设计要求1、输出阶梯波的频率能被输入直流电压所控制，频率控制范围为600HZ至1000HZ。2、输出阶梯波的台阶级数为10级，且比例相等。3、输出阶梯波的电压为1V/级，见附图说明。4、输入控制电压的范围0.5V至6V。5、电路结构简单，所

3、用元器件尽量少，成本低。1.3调试要求利用实验室设备和指定器件进行设计、组装和调试，达到设计要求，写出总结报告。1.4参考元器件1、运算放大器：uA7412、TTL电路：74LS20、74LS161、74LS1753、CMOS缓冲器：CD40104、稳压管、二极管5、电阻、电容、电位器1.5输出阶梯波示意图2.设计思路2.1两种方案1.基于模拟电路的设计26北京工业大学电子课程设计——压控阶梯波发生器阶梯波发生器的原理框图1基于模拟电路的阶梯波信号产生电路原理：如上图所示，它实际上是将方波序列转变为阶梯波的电路。这样，在一个周期中，

4、两端的电压增量为：。由于二极管保证了电荷只能单向传输，所以每一个阶梯的电压幅度均为ΔvC3，保持时间与方波的周期相等。这样，每当方波经过一个周期，输出波形就变化一个阶梯ΔvC3。在忽略复位时间时，阶梯波电压的周期可近似为：其仿真电路图：26北京工业大学电子课程设计——压控阶梯波发生器2.基于数字电路的设计阶梯波发生器原理框图2设计思路：用直流电源提供稳定的电流；压控振荡器产生方波，其频率主要由输入电压决定；十进制计数器作为数模转换器的开关，通过数模转换器送出反向的阶梯波；通过反相器，最终得到正向的十阶波形。其仿真图如下：26北京工业

5、大学电子课程设计——压控阶梯波发生器2.2方案比较数字电路是在模拟电路的基础上发展起来的，数字电路是以模拟电路为基础的，两者最大的区别就是信号的传输形式，一个是数字信号，一个是模拟信号。在计算精度方面，模拟系统是不能和数字系统相比拟的。为此，许多测量仪器为满足高精度的要求，只能采取数字系统。数字电路比较精确但是受器件限制较为明显，模拟电路器件耐受程度较高，造价相对低廉。基本上没有绝对的纯数字电路，数字电路一般也是靠模拟电路支撑。为了得到更精确的波形，采用数模混合方案即第二个方案。具有算术运算能力和逻辑运算能力，可进行逻辑推理和逻辑判

6、断。在压频转换部分有两种方案。1.uA741组成压频转换电路。2.NE555构成压频转换电路。方法论证：数字电路精确度较高，有较强的稳定性、可靠性和抗干扰能力强，数字系统的特性不易随使用条件变换而变化，尤其使用了大规模的集成芯片，设备简化，进一步提高了系统的稳定性和可靠性。在计算精度方面，模拟系统是不能和数字系统相比的。数字系统有算术运算能力和逻辑运算能力，电路结构简单，便于制造和大规模集成，可进行逻辑推理和逻辑判断；具有高度的规范性，对电路参数要求不严，功能强大。为了得到更稳定的波形采用数模混合的方案。2.3选择方案详细介绍1、输

7、入直流电压：选用GPD-3303直流电源，并采用CH1独立模式，在0.5V-6V内调节。2、压控转换部分：压控转换部分原理图（1）原理：压控振荡器由积分器和滞回比较器组成。积分电路输出电压变化的速率与输入电压的大小成正比，如果积分电容充电使输出电压达到一定程度后，26北京工业大学电子课程设计——压控阶梯波发生器设法使它迅速放点，然后输入电压再给它充电，如此周而复始，产生振荡，其振荡频率与输入电压成正比，即压控振荡器。图1就是实现上述意图的压控振荡器（它的输入电压Ui>0）。A1是积分电路，A2是同相输入滞回比较器，它起开关作用。当它

8、的输出电压UO1=+Uz时，二极管D截止，输入电压（Ui>0），经电阻R1向电容C充电，输出电压Uo逐渐下降，当Uo下降到零再继续下降使滞回比较器A2同相输入端电位略低于零，UO1由+Uz跳变为-Uz，二极管D由截止变导通，电容放电，