阶梯波发生器电路实验报告阶梯波发生器电路实验报告.docVIP

课题名称：阶梯波发生器的设计和实现 院 系： 班 级： 姓 名： 班内序号： 目录 摘要： 5 关键词： 5 实验任务 5 1、基本要求： 5 2、提高要求： 5 3、探究环节： 5 实验设计 6 结构框图： 6 1.阶梯波发生电路 6 2.三极管输出特性测试电路： 6 电路实现方案和原理： 7 1.阶梯波发生器方案和原理： 7 a.脉冲发生器电路设计 8 b.积分器电路设计 9 c.迟滞电压比较器电路设计 9 2.交流电转12v直流电源电路设计： 10 3.三极管输出特性曲线测试电路方案和原理： 11 电路特性仿真（orcad）： 11 1.脉冲发生器反馈电阻（R1）对波形的影响： 11 2. Rf1对阶梯波的影响： 13 3.Rp1对阶梯波电路的影响： 14 4.Rp3对阶梯波电路的影响： 16 5.Rw3对阶梯波电路的影响： 17 电路测试与实现 18 调试方法： 18 电路实现： 18 1.面包板搭建实现： 18 2.脉冲波输出波形： 19 3.阶梯波输出： 20 4.三极管输出特性曲线输出： 20 故障、问题分析及解决： 21 总结与体会： 21 附录： 22 1.元器件： 22 2.仪器仪表： 22 3.工具： 23 4.protel原理图 23 a.电源电路（单路12v DC） 23 b.阶梯波发生电路（左）和三极管输出特性测试电路（右） 23 5.PCB印刷 24 a.电源电路（单路12v DC） 24 b.阶梯波发生电路及三极管输出特性测试电路 25 PCB板接口注释： 25 参考资料： 26 摘要： 阶梯波是一种在电子电路中常见的波形，在无线电遥测、调频信号磁带记录以及数字电压表中较为有用，产生阶梯波的方法很多。在模拟电路中常用运算放大器的组合形成方波-三角波发生器与迟滞电压比较器，并利用二极管、电容的电气特性来产生阶梯波。同时本实验中也设计了用于向运放提供直流偏置的12v直流电源电路。作为阶梯波的应用，该电路的输出波形可以用与测试三极管的输出特性曲线。 关键词： 阶梯波、脉冲发生器、积分电路、迟滞电压比较器 实验任务 1、基本要求： 1）利用所给元器件设计一个阶梯波发生器， f ≥ 500Hz，Uopp ≥3，阶数N = 6。 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三极管的输出特性曲线束。 3、探究环节： 1）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 结果加以证明； 2）探索其他阶梯波发生器的应用实例，给出应用方案。 实验设计 结构框图： 1.阶梯波发生电路 脉冲波 阶梯波 2.三极管输出特性测试电路： 为保证输出特性曲线显示清晰，应使阶梯电流源与锯齿波电压源同步变化。 电路实现方案和原理： 1.阶梯波发生器方案和原理： 该电路是由方波－三角波发生器与迟滞电压比较器构成。图 6-1 中，运算放大器U2构成迟滞电压比较器，U3是积分器，U1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 U1的同相输入端加入一个正参考电压，U1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U2的输入，该值每增加一个台阶，U2的输入电压增加一个值。在台阶级数较少的时候，U2的同相输入端的电位比反相输入端的参考电压低，使U2输出低电平，二极管D2截止。随着台阶级数的增加，当U2的同相输入端电压高于参考电压时，U2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器的下门限电压时，U2输出才又恢复低电位D2截止，完成一个周期 a.脉冲发生器电路设计 T为阶梯波周期，T’为脉冲波周期，N 为阶梯数； T1’ 高电平持续时间；T2’低电平持续时间。Um 是脉冲波电压幅度，此电路中可由电源电压决定。窄脉冲的宽度可以由Rf1调节。 由实验要求：N=6， f≧500Hz, Uopp≧3V 由公式，计算得：T≦2ms, 故取 T=2ms;则T’=0.29ms; 取Um=11V, 由T1’，T2’计算得：R1=10k, C1=0.01uf; b.积分器电路设计 对负脉