实验三 阶梯波发生器的设计与仿真

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1、实验三阶梯波发生器的设计与仿真一、实验目的1、掌握阶梯波发生器电路的结构特点。2、掌握阶梯波发生器电路的工作原理。3、学习复杂的集成运算放大电路的设计。.二、实验要求1．设计一个能产生周期性阶梯波的电路，要求阶梯波周期在20ms左右，输出电压范围10V，阶梯个数5个。(注意：电路中均采用模拟、真实器件，不可以选用计数器、555定时器、D/A转换器等数字器件，也不可选用虚拟器件。)2．对电路进行分段测试和调节，直至输出合适的阶梯波。3．改变电路元器件参数，观察输出波形的变化，确定影响阶梯波电压范围和周期的元器件。三、实验原理1、阶梯波发生器原理框图2、

2、实验电路图3、电路的工作原理首先设计方波发生器，然后经过微分电路输出得到上下都有的尖脉冲，再经过限幅电路，只留下所需的正脉冲，将所得到的正脉冲输入积分电路，实现累加而输出一个负阶梯。对应一个尖脉冲，就是一个阶梯，在没有尖脉冲时，积分器保持输出不变，在下一个脉冲到来时，积分器在原来基础上进行积分，因此，积分器就起到了积分和累加的作用。当积分累加到比较器的比较电压时，比较器翻转，比较器输出正电压，使振荡电路控制电路起作用，方波停振。同时，这个正电压使电子开关导通，积分电容放电，积分器输出对地短路，恢复到起始状态，完成一次阶梯波输出。积分器输出由负植向零跳

3、变的过程，又使比较器发生翻转，比较器输出为负值，控制电路不起作用，方波输出，同时使电子开关断开，记分器积分累加，如此循环，形成阶梯波。四、实验内容1．方波发生器电路输出波形：2．方波发生器+微分电路输出波形：2．方波发生器+微分电路+限幅电路输出波形：2．方波发生器+微分电路+限幅电路+积分电路输出波形：2．阶梯波发生电路输出波形：五、实验分析1．调节电路中那些元器件值可以改变阶梯波的周期？要想改变阶梯波的周期就要改变方波的周期，而方波周期T=2R4C1ln(1+2R1/R3)，所以可以改变R1、R3、R4、C1的值，改变阶梯波周期。2．调节电路中那

4、些元器件值可以改变阶梯波的输出电压范围？要想改变阶梯波的输出电压范围，可以改变迟滞比较器的上下门限电压，即改变接在比较器上的直流电压源的值。