阶梯波发生器实验报告

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1、电子电路综合实验设计实验名称：阶梯波发生器的设计与实现学院:信息与通信工程学院班级:xxxxxxxxx学号:xxxxxxxxxx班内序号:xx姓名：大学霸19实验报告大纲一、实验课题二、实验要求1.实验内容摘要及关键词2.实验任务及设计要求三、实验设计1.设计思路及总体结构框图2.元器件资料3.分块电路和总体电路的设计四、所实现功能说明1.基本功能2.扩展功能3.探索环节五、故障及问题分析六、实验总结和结论七、其他1.PROTEL绘制的原理图（SCH）及印制电路板（PCB）2.实验所用元器件及测试仪表清单3.参考文献19一、实

2、验课题阶梯波发生器的设计与实现二、实验要求1.实验内容摘要及关键词（1）实验内容摘要本实验的目的是设计与实现一个阶梯波发生器。实验电路由窄脉冲-锯齿波发生器构成，通过将运算放大器的几个典型电路——方波发生器、积分器和迟滞电压比较器，以及二极管形成的控制门等主要元器件，进行合理的改进组合，设计出阶梯波发生电路。实验用两个二极管分别作为阶梯波形成控制门和阶梯波返回控制门；通过调节相应的电位器，改变阶梯数、阶梯幅值、阶梯周期以及阶梯波周期等波形特性。而且通过对该电路的适当改价，可以完成一个三极管输出特性测试电路。阶梯波发生器还有多种

3、设计方案，本实验将就其中一种进行研究。（2）关键词阶梯波、集成运放、窄脉冲发生器、迟滞电压比较器、积分器2.实验任务及设计要求1、基本要求：1）利用所给元器件设计一个阶梯波发生器，，阶数；2）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）及印制电路板图（PCB）。2、提高要求：利用基本要求里设计的阶梯波发生器设计一个三极管输出特性测试电路，在示波器上可以观测到基极电流为不同值时的三极管的输出特性曲线束。3、探究环节：19能否提供其他阶梯波发生器的设计方案？如果能提供，请通过仿真或实验对

4、结果加以证明；探索其他阶梯波发生器的应用实例，给出应用方案。三、实验设计1．设计思路及总体结构框图设计思路要形成阶梯波，可以利用运放对负脉冲进行积分，因此需要设计一个积分器；要发生负脉冲，还需要一个负脉冲发生器；最后，为控制阶梯波能达到的高度和阶梯波的周期，还需要一个迟滞电压比较器。总体结构框图本实验中阶梯波发生器电路是由方波-三角波发生器与迟滞电压比较器构成。图1中，运算放大器U1构成迟滞电压比较器，U3是积分器，U2为窄脉冲发生器。两个二极管，其中D1是阶梯形成控制门，D2是阶梯返回控制门。由于U2的同相输入端加入一个正参

5、考电压，U2输出为负脉冲。在负脉冲持续期间，二极管D1导通，积分器U3对负脉冲积分，其输出电压上升。负脉冲消失后，D1截止，积分器输入、输出电位保持不变，则形成一个台阶，积分器U3的输出的阶梯波就是迟滞比较器U1的输入，该值每增加一个台阶，U1的输入电压增加一个值。在台阶级数较少的时候，U1的同相输入端的电位比反相输入端的参考电压低，使U1输出低电平，二极管D2截止。随着台阶级数的增加，当U1的同相输入端电压高于参考电压时，U1的输出跳变至高电平，D2导通，积分器进入正电压积分，使U3输出电位下降，直到U3输出电压降至迟滞比较

6、器的下门限电压时，U1输出才恢复低电位，D2截止，完成一个周期。19开始U2同相输入端输入正参考电压二极管D1导通U3对负脉冲积分U3输出电压上升U2输出负脉冲二极管D1截止U3输入电位不变U3输出电压不变形成一个台阶U3正电压积分，输出电位下降U1的同相输入端电位高于参考电压D2截止D2导通N2.主要芯片参数及特性本实验中用到了UA741芯片，通过查找资料了解UA741的主要参数，管脚设置等。193.分块电路和总体电路的设计（1）电源电路的设计原理图：设计说明：电源电路包括整流、滤波、稳压等部分组成，各个部分的设计可以根据稳

7、压的不同得到不同的结果，这里我们需要稳压到12V。该电路的设计思路是设计一个电压可调的电路，范围5~15V。由图可知，当电位器移至上端时输出电压最小，19Uon=5V；当电位器移至最下端时输出电压最大，Uom=15V，故得到以下的式子：先确定稳压值Uz;一般选择Uz=UonX90%=5X0.9=4.5V。选择采样电阻中的最小电流IR=1mA。得到电阻方程组：解方程组得：R1=500Ω、R2=1.5KΩ、W=3KΩ。为了保证最大输出为15V，整流输出UoI≥15+3=18V，取滤波电路输出电压UoI=1.1UEF，则变压器次级输

8、出电压有效值UEF=UOI/1.1=18/1.1=16.4V，考虑到市电220V有10%的波动，则UEF≥16.4/0.9=18.2V（2）窄脉冲发生器的设计原理图：19设计说明：如果在方波发生器与积分器之间加上一个二极管D1，使方波发生器与积分器之间只能导通负脉冲，那么方波