阶梯波发生电路的设计

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新阶梯波发生器电路.

逻辑功能表
输入输出
CR
LD
CTP
CTT
CP
D0
D1
D2
D3
Q0
Q1
Q2
Q3
L H H H
× L H H
× × H L
× × H ×
× ↑ ↑ ×
× d0 × ×
× d1 × ×
× d2 × ×
× d3 × ×
L d0
L d1 计保
L d2 数持
L
d3
H
H
×
L
×
×
×
×
×
保
持
计数器应用电路（模12）
第二节计数器及多路模拟选通开关

计数器74HC161介绍引脚图 V CO Q
CC 0
Q1
13
Q2
12
Q3
11
CTT
10
LD
9
16
15
14
74LS161
1
2
3
4
5
6
7
8
CR
CPD0Biblioteka D1D2D3
CTp
GND
引出端功能符号

D0～D3 ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙并行数据输入端； Q0～Q3 ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙数据输出端； ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙异步清除输入端（低电平有效）； ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙同步并行置入控制端（低电平有效）； CP ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙时钟输入端（上升沿有效）； CTT,CTP ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙计数控制端； CO ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙进位输出端。

12.2阶梯波发生器电路

R7 U C 1 f = ⋅ ⋅ 2( R3 + RP1 ) R8 U 0 m
式中Uom为LM311最大输出电压，约为13V。由上式可知，若要改变阶梯波的频率，可通过调节压控振荡器的频率来实现。
对阶梯波幅值的要求可通过调节RP2来实现。对阶梯波台阶的要求可通过改变74LS90的计数状态来实现。本例运放A1D、A1C输出电压随计数器74LS90 状态转换如表12.2.1 所示。
表12.2.1 运放U4D、U4C输出电压随计数器74LS90状态转化表 74LS90 QD 0 0 0 0 1 QC 0 0 1 1 0 QB 0 1 0 1 0 A1D输出 A1D(V) 0 -1.25 -2.5 -3.75 -5.0 A1C输出 A1C(V) 0 2 4 6 8
电路仿真结果如图12.2.3所示。
12.2 阶梯波发生器电路
该电路产生5个台阶的阶梯波电路，电路由电压跟随器、压控振荡器、五进制计数器、缓冲器、反相求和电路及反相器组成，其框图如图12.2.1所示。
12.2.原理电路如图12.2.2所示。
图12.2.2 阶梯波发生器原理电路
压控振荡器的频率
图12.2.3 5个台阶的阶梯波仿真图

利用六进制触发器的阶梯波发生器的设计与实现

利用六进制触发器的阶梯波发生器的设计与实现首先，让我们清楚地定义一下要解决的问题。

我们想设计一个利用六进制（十六进制）触发器的阶梯波发生器。

在这种情况下，我们通常指的是一种可以生成一系列电平（在这种情况下，有16个可能的电平）的电路。

这种电平逐渐上升，直到达到最大值，然后又返回最小值，形成一种阶梯波形。

在数字电路设计中，这通常是用一个计数器实现的，该计数器可以连续计数，然后在达到最大值时回到零。

对于此任务，我们可以使用集成电路（IC）如74HC193。

74HC193 是一个四位二进制可上下计数器，由四个翻转触发器和相应的控制电路组成，可以在正脉冲或负脉冲到来时进行加一或减一操作。

这是一个基本的电路设计，用于生成十六个电平的阶梯波形：1. 首先，将74HC193的四个数据输入（D0，D1，D2和D3）全部接地。

2. 然后，使用一个时钟信号（例如555计时器产生的方波）驱动74HC193的UP计数输入。

3. 当计数器计数到15（十六进制的F）时，用输出Q0至Q3来驱动一个四位到十六线优先编码器（如74HC154）。

这样，每一个计数都会产生一条选通线（Y0到Y15）。

4. 然后，将这些选通线连接到一个电阻分压器网络，以生成不同的电平。

例如，可以将电阻与VCC和地线之间连接，然后在每个连接点取电压。

这样，每次选通线激活时，都会在输出端得到不同的电压。

5. 这个电压就是你的阶梯波形。

当计数器达到最大计数值（十六进制的F）时，它将自动复位为0，并开始新的计数周期，从而生成一个重复的阶梯波形。

请注意，此设计仅是一种可能的实现方式。

具体的电路设计可能会根据你的具体需求而有所不同，包括所需的电压范围、阶梯的数量、步进速度等因素。

根据你的需求，我会假设你可能需要一些具体的步骤来创建这个电路。

下面是一些详细步骤：1. 获取所需的组件: 你需要一块面包板，一片74HC193 IC，一个555计时器IC，一片74HC154 IC，各种电阻器，一些跳线，一个电源和一个示波器或多用表以检查输出。

阶梯波发生器电路

图12.2.3 5个台阶的阶梯波仿真图
状态转换如表12.2.1 所示。
表12.2.1 运放U4D、U4C输出电压随计数器74LS90状态转化表
74LS90 QD QC QB 000 001 010 011 100
A1D输出 A1C输出
A1D(V) A1C(V)
0
0
-1.25
2
-2.5
4
-3பைடு நூலகம்75
6
-5.0
8
电路仿真结果如图12.2.3所示。
2(R3 RP1 ) R8 U 0m
式中Uom为LM311最大输出电压，约为13V。由上式可知，若要改变阶梯波的频率，可通过调节压控振荡器的频率来实现。
❖ 对阶梯波幅值的要求可通过调节RP2来实现。 ❖ 对阶梯波台阶的要求可通过改变74LS90的计
数状态来实现。 ❖ 本例运放A1D、A1C输出电压随计数器74LS90
❖ 该电路产生5个台阶的阶梯波电路，电路由电压跟随器、压控振荡器、五进制计数器、缓冲器、反相求和电路及反相器组成，其框图如图12.2.1所示。
12.2.1 阶梯波发生器电路框图
阶梯波发生器原理电路如图12.2.2所示。
图12.2.2 阶梯波发生器原理电路
❖ 压控振荡器的频率
f
1
R7 U C

阶梯波发生器设计

阶梯波发生器设计1.实验目的综合运用模拟电子电路的知识，采用集成运算放大器等电子器件设计一个阶梯波发生器。

2.总体设计方案或技术路线阶梯波可以分成两种类型，一种是没有上升沿（或者下降沿）的，而另一种则是有的。

对于这两种不同的波形，要采用不同的方法得到。

有倾斜上升沿的阶梯波可以看成是由方波积分得到的，其中，需要仅对方波的正向电压或者是负向电压积分，因而需要在两个电路中间加一个二极管。

没有明显上升沿的阶梯波，不能简单地用方波积分，因而，需要对原电路进行改进。

具体做法是在方波发生器后加一个微分电路，但因为方波跃变时，微分为无穷大，因而需要再加一个限幅电路。

对于积分后的阶梯波形，由于其始终处于上升或者下降状态，因此需要在后面加上比较器，保证电压达到一定值时，翻转电压。

本实验产生的是前一种阶梯波，由矩形波积分得到。

3.实验电路图4. 仪器设备名称、型号Agilent DSO5032型数字示波器Agilent U1252A型数字万用表DF1731SB3AD三路直流稳压源5.理论分析或仿真分析结果在multisim中仿真，观测出输出波形如图：当滑动变阻器滑到中间时，测量得上限门电位4.529V，下限门电位4.593V，两电位间的阶梯个数为5，产生的矩形波周期为1.166ms。

理论上，矩形波发生器在R6置于中间处时，输出波形的周期T=2×100KΩ×5.1nF×ln（1+2）=1.1206ms，与仿真结果1.166ms接近，其相对误差为4.1%。

6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1、检查实验元件2、按照图示搭建电路;打开直流电源，用万用表检测输出电压，达到±12V时给运算放大器上电。

3、打开示波器，并接到方波发生电路的输出端，检测输出波形、幅值、周期，记录图形V pp=14.5V，T=1.1782ms，f=847.9Hz，与理论值T0=1.1206ms相差不大4、用示波器观察二极管后的波形，并与前矩形波比较，记录图形此波形上下并不对称，可以看成是一有直流偏移的矩形波，产生原因是D1二极管正负压降不同，但V pp=14.3V，T=1.1782ms均与上图波形一致。

哈工大模电自主设计实验——阶梯波发生电路的设计与分析

姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩阶梯波发生电路的设计与分析1.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、学习如何用Multisim 进行电路仿真。

4、学习复杂的集成运算放大器电路的设计。

2.总体设计方案或技术路线1、要设计阶梯波发生电路，首先要设计一个方波发生电路，然后通过微分电路，会得到上下均有尖脉冲的波形。

这时要只取上面的尖脉冲，就需通过限幅电路滤除下半部分的波形。

当这些脉冲经过积分运算电路时，一个尖脉冲累加为一个固定的值，在没有尖脉冲时，积分器保持输出不变。

下一个脉冲到来时又会增加同样的一个值，于是输出形成了阶梯波形。

2、改变电路元件的参数值，探究其于输出的阶梯波各项指标的关系。

3.实验电路图U1UA741CP3247651VEE-15.0VVCC 15.0VRf 100kΩR42kΩC147nFXSC1ABExt Trig++__+_R130kΩR210kΩD112VD212VC247nFR310kΩR510kΩR610kΩU2UA741CP3247651C347nFD31N4148D41N4148图1阶梯波发生电路4. 仪器设备名称、型号1、运算放大器μA741 2个2、二极管若干3、电阻，电容若干4、导线若干5、数字万用表6、可编程线性直流稳压电源7、Agilent DSO-X2002A 型示波器8、电子技术试验箱9、集成运算放大器应用子板5.理论分析或仿真分析结果1、方波发生电路设计方波发生电路由滞回比较器和RC 电路构成。

滞回比较器引入正反馈，产生振荡，使输出电压仅有高低电平两种状态，且自动相互转换。

RC 电路起延时作用和反馈作用，使电路的输出电压按一定时间间隔在高低电平之间交替变化，形成方波。

电路如图2所示，从图3所示的示波器中可读出方波的周期为4.017ms 。

U1UA741CP3247651VEE-15.0VVCC15.0VRf 100kΩR42kΩC147nFXSC1A BExt Trig++__+_R130kΩR210kΩD112VD212V图2方波发生电路图3方波波形2、微分电路设计在上图所示的方波发生电路的输出端接电阻3R 和电容2C 即可组成图4所示的微分电路，原理与运放组成的微分运算电路相同，这里不再叙述。

实验四——阶梯波电路

阶梯波发生电路的设计一．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．试验设计原理为了设计一个负阶梯波发生器，首先考虑产生一个方波，其次，经过微分电路输出得到上下都有的尖脉冲，然后经过限幅电路，只留下所需的正脉冲，再经过几分电路，实现累加二输出一个负阶梯。

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，在下一个尖脉冲到来时，积分器在原来的基础上进行积分，因此，积分器就起到了几分累加的作用。

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，完成一次阶梯波的输出。

积分器输出由负值向零跳变的过程，又使比较器发生翻转，比较器输出变为负值，这样振荡控制电路不起作用，方波输出，同时电子开关断开，积分器进行积分累加，如此循环往复，就形成了一系列阶梯波。

其原理框图如下：原理框图阶梯波发生电路原理图三．实验要求和实验步骤1.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18ms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。

2.试验步骤1）首先设计一个方波发生器，设计电路原理图如下图所示：方波发生电路的原理图双击上图示波器得到方波发生器的输出波形如图所示：方波发生器输出波形从上图可看出方波的周期为3.103ms，幅度为10.813V，上图中锯齿波是从C1断输出得曲线。

2）在方波发生器的输出端接电阻R3和电容C2就组成了微分电路如下图所示：方波发生+微波电路原理图双击上图示波器得到输出波形为双边脉冲波形如图所示：由微分电路输出的双边脉冲波形3）设计限幅电路，将负半周的尖脉冲滤除掉。

阶梯波发生器的设计与实现

阶梯波发生器的设计与实现摘要:阶梯波是一种具有离散取值特性的波形，本次试验主要使用三个集成运算放大器，分别作为迟滞电压比较器、窄脉冲发生器以及积分器，并利用二极管的单向导电性，来实现阶梯波的产生。

其中，积分器与窄脉冲发生器用于阶梯波的产生,迟滞电压比较器用于控制阶梯波的周期,并可以通过调节电阻的大小控制阶梯波的台阶数与频率。

关键词：阶梯波、集成运算放大器、二极管一、设计目的：1、通过实验进一步掌握集成运放和电压比较器的应用。

2、进一步工程设计和实践动手能力，建立系统概念。

二、设计任务要求：1、基本要求：1）利用所给元器件设计一个阶梯波发生器，f≥500Hz，Uopp≥3V,阶数N=6；2）设计该电路的电源电路（不要际搭建），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。

三、设计思路：窄脉冲发生器U4和积分器U3组成方波三角波发生器，并与阶梯形成控制门二极管D1一起起到产生阶梯波的作用。

在U4的同相输入端输入一个正参考电压，则U4输出为负脉冲，在负脉冲持续的短时间，阶梯形成控制门二极管二极管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，则D1截止，积分器输入输出电位保持不变，则形成一个台阶。

U1构成迟滞电压比较器用于控制周期，以控制累加的台阶数。

台阶级数较少的时候，U1的同相输入端电压比反相输入端的参考电压低，则U1输出低电平，阶梯返回控制门二极管D2截止，台阶持续累加。

随着输入台阶的增加，即输入电压增加，某一时刻比较器输出高电平，D2导通，积分器U3开始正电压积分，则U3的输出电位降低，至U3输出的电压低于迟滞电压比较器的门限电压时，U1恢复输出低电平使D2截止，至此完成阶梯波的一个周期。

[工学]电子信息专业阶梯波发生器的设计论文

本科毕业设计（论文）题目阶梯波发生器的设计学生姓名专业班级电子信息科学与技术学号院（系）计算机与通信工程学院指导教师(职称)完成时间年月日郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书题目阶梯波发生器的设计专业电子信息科学与技术学号1 1姓名主要内容：1、了解数字电路的开发和设计流程；2、掌握的阶梯波发生器的设计原理和方法；3、学习复杂的集成运算放大电路的设计；基本要求：1、掌握基本数字电路的设计方法；2、掌握电压跟随器、压控振荡器、五进制计数器、缓冲器、反相求和电路及反相器的原理和设计方法；3、能够运用Multisim软件设计阶梯波发生器电路，以及调试，仿真；主要参考资料等：1、原始资料:[1] 荀殿栋程宗汇主编:《实用数字电路设计手册》电子工业出版社[2] 阎石主编:《数字电子技术基础》.高等教育出版社[3] 刘刚、王立香主编：《Multisim&ultiboard10原理图与ＰＣＢ设计》[4] 王莲英主编：《基于Ｍultisim10的电子仿真实验与设计》2、技术条件:硬件配备：PC一台软件配置:Windows 7操作系统，Multisim10软件完成期限：年月日指导教师签章：专业负责人签章：年月目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)1.1 数字电路概述 (1)1.1.1 数字电路分类 (2)1.1.2 数字电路特点 (2)1.1.3 数字电路的发展 (3)2 Multisim10软件介绍 (5)2.1 Multisim10简介 (5)2.1.1 基本界面介绍 (6)2.1.2 元件库的介绍 (7)2.1.3 虚拟仪器仪表的使用 (8)2.1.4 仿真分析方法 (10)2.2 Multisim10的特点 (13)3 阶梯波发生器电路的设计 (15)3.1 阶梯波发生器的介绍 (15)3.2 系统相关元件介绍 (15)3.2.1电压跟随器 (15)3.2.2压控振荡器 (17)3.2.3五进制计算器74LS90 (18)3.2.4缓冲器 (20)3.2.5反相求和电路 (20)3.2.6反相器 (21)3.3 阶梯波发生器电路的设计与仿真 (21)3.3.1硬件电路设计 (21)3.3.2仿真 (22)3.3.3仿真结果 (24)3.4 与模拟电路的比较 (26)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)阶梯波发生器的设计摘要阶梯波是一种特殊波形，在一些电子设备和仪表中用处极大，本文介绍的是一个由数字电路实现的阶梯波发生器电路。

毕业设计76北京邮电大学电子电路综合实验-阶梯波发生器设计与实现

电子电路综合实验阶梯波发生器设计与实现阶梯波发生器设计与实现一中英文摘要及关键词：中文摘要：阶梯波是一种取值不随时间连续变化的信号，它的取值具离散性。

当今这个数字时代，在一些实际应用中，由于阶梯波信号的数字特性而被广泛使用。

本次实验是利用运算放大器组合，利用二极管单向导通特性，设计一个阶梯波发生器。

由方波-三角波发生器与迟滞电路比较器实现了一个阶梯波发生器关键词：阶梯波、运算放大器、迟滞电压比较器Abstract of ladder waveform generator design experiment：Ladder waveform is a signal whose values change almost discretely. Nowadays it’s a digital era，step signal is widely used in many practical ways，This experiment design a ladder waveform generator by diode characteristic and combinations of operation amplifiers.Key words:Ladder Waveform , Operation Amplifier , Hysteresis Voltage Comparator二实验目的：1 通过实验进一步掌握集成运放和电压比较器的应用2 进一步增强工程设计和实践动手能力，建立系统概念三设计任务要求：１基本要求：１)利用所给元器件设计一个阶梯勃发生器，f>=500Hz,Uopp>=3V,阶梯N=6. ２)设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL绘制完整的电路原理图(SCH);２提高要求：１)用PROTEL绘制完整的印制电路板图(PCB);２)在接替勃发生器的基础上，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)提供其他阶梯波的设计方案，（通过仿真或实验结果加以证明）；２)探究其他阶梯波发生器的应用实例，给出应用实例。

实验十九阶梯波产生电路

实验十九阶梯波产生电路（设计型）
一、实验目的
1、掌握梯形波产生的原理
2、学会数字电路与模拟电路的综合应用。

3、培养独立设计的能力。

二、实验设备及器件
1、示波器 1台
2、器件自选
三、实验内容及步骤
梯形波产生电路应由D/A转换器、可逆计数器、上下限比较器、定时器、启动复位五部分组成。

下面步骤由学生独立设计完成；
1、设计原理线路图；
2、选择元器件；
3、组装调试。

4、写出实验报告．
四、设计提示
用 4 位二进制计数器 74LS161 、 D/A 转换器 DAC0832 和集成运放组成阶梯波发生器，电路如图19-1所示。

将 f ＝ 1000Hz 的脉冲信号加到计数器的 CP 端，用示波器观察输出的波形并记录。

图 19-1 阶梯波发生器。

CAD课程设计阶梯波发生器

班级：09级电信姓名：学号：阶梯波发生器（1）阶梯波发生器原理：简易数模转换（D/A ）主要由直流电源模块、连续脉冲信号发生模块、阶梯波形成级模块和阶梯波放大级模块等组成。

下图为模块示意图：一、直流稳压电源的设计直流稳压电源电路图：用三端集成稳压源7809。

W7809典型稳压值9.0out V V =输出电流典型值为（最小值1.3A ），最小管压降2i o V V -=，1out I A <时的最大允许功耗max 15P W ≤。

最大输入电压35V =，内部设有热过载和过流短路保护电路，工作结温范围0℃125i T ≤≤+℃。

存储温度范围65-℃~150+℃。

极性电容起到滤波的作用。

本次实验中直接采用9V 直流电池直接供电，；利用9V 电池将其转化为5V 的直流电压，为芯片供电。

二、连续脉冲发生电路（1）利用555定时器构成多谐振荡器充电时间:放电时间：230.69313cc ccf b bccV VT R Ln R CV-=≈-故电路的振荡周期：0.693(2)c f a bT T T R R C=+=+振荡频率：1 1.433(2)a bfT R R C=≈+输出脉冲占空比：2c a bva bT R RQT R R+==+占空比可调的多谐振荡器此电路的振荡频率为0.01Hz~500kHz实验要求输出频率为1k~500kHz只需让调节滑动变阻器可实现占空比的变化三、开关电路及阶梯波形成级电路设计开关电路由计数器电路及模拟选通开关实现其功能，通过计数器控制模拟选通开关的工作状态，来实现开关电路功能。

阶梯波形成级电路由权电阻网络或倒T型网络电阻构成，通过运算放大器实现功能。

（一）计数器电路设计获得N进制的计数器常用的方法有两种：一是用时钟触发器和门电路进行设计；二是用集成计数器构成。

本实验中利用集成计数器实现：1.N M<的情况在M进制计数器的顺序技术过程中，若使之跳过M N-个状态，就可实现N进制计数器。

数字电路课程设计阶梯波信号发生器

《数字电路课程设计》说明书题目：阶梯波信号发生器专业：电子信息科学与技术班级：------学号：------姓名：------目录1、设计题目 (3)2.设计目的: (3)3.设计要求 (3)4.设计方案 (3)5.设计原理 (4)5.1预置数功能实现 (4)5.2时钟信号发生器 (4)5.3 D/A转换器 (6)5．4整体电路图 (7)6、心得体会 (7)7.参考文献 (7)正文1、设计题目设计一个阶梯信号发生器2.设计目的:1）.了解D/A转换电路的工作原理。

2）.掌握用集成运算放大器设计D/A转换电路。

3.设计要求1）. 以集成计数器为主要器件，设计一个阶梯波发生器，要求输出如图所示波形。

周期为2ms。

2）.依据设计结果，创建实验电路。

3）.仿真、调试。

4.设计方案1）由时钟信号发生器、计数器和D/A转换器组成电路。

2）时钟信号发生器的信号频率可调，可采用由555构成的多谐振荡器。

3）由74LS161反馈置零法确定方波的阶数。

4）D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。

5.设计原理5.1预置数功能实现如下图5.2时钟信号发生器时钟信号发生器可由振荡器构成，振荡器采用555构成的多谐振荡器，通过改变阻值实现振荡器频率可调。

利用555定时器组成的多谐振荡器接通电源后，电容C1被充电，当电压上升到一定数值时里面集成的三极管导通，然后通过电阻和三极管放电，不断的充放电从而产生一定周期的脉冲，通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期。

由所学知识知T= (R1+2R2)*C1,则f=1/T,通过直接按键盘字母F（增加R2的接入阻值）或者Shift+F（减小R2的接入阻值）来改变频率。

连线电路如下图：确定阶梯波的周期方波发生器由555占空比可调的方波发生器产生，由于电路中二极管1D 、2D 的单向导电特性，使电容器C 的充放电回路分开，调节电位器，就可调节多谐振荡器的占空比。

1R 、5R 和2D 向电容C 充电，充电时间为0.7pH A t R C≈ . 电容器C 通过 1D 、3R 、5R 及555中的二极管T 放电，放电时间为0.7PL B t R C ≈,因此振荡频率为1pH pLf t t =+电路输出波形的占空比为*100%A A B R q R R =+ 振荡周期1T f =5.3 D/A转换器D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。

阶梯波发生电路设计

阶梯波发生电路摘要：在实用电路中，除了常见的正弦波外，还有矩形波、三角波、锯齿波、尖顶波和阶梯波。

其中阶梯波在电子测量和自动控制系统中，可以作为时序控制信号和多极电位基准信号，有着广泛的用途。

产生阶梯波的方法也比较多，可以通过一些数字元件如计数器和D/A 转换器构成，也可以通过模拟电路中一些基本的波形发生和变换电路组合而成，本文主要使用模拟电路的方法介绍各个模块的功能以及不同参数对电路的影响。

关键词：阶梯波组成模块参数调整一、整体思路介绍如图所示，为了得到阶梯波，考虑先产生矩形波，对矩形波进行微分运算，将其变换为尖顶波，为了后面得到稳定的阶梯波形，微分电路的电容值尽可能取的小一点，这样得到的尖顶波就可以近似的看成尖峰脉冲，这种尖顶波有正有负，所以通过精密整流电路使其变换为只有上半部分的尖顶波。

积分电路采用反向积分，即得到的阶梯波的电压值为负，如果想要得到电压值为正的阶梯波，可以采用正向积分电路。

每一个尖峰脉冲对应一个阶梯，随着积分时间的增长，积分电路的输出电压逐渐下降，当下降到滞回比较电路的阈值电压时就使电子开关导通，对电容放电，积分电路输出变为零，对输入的尖峰脉冲重新积分，同时使滞回比较器翻转，电子开关断开，如此周而复始，就可以产生周期性的阶梯波。

二、不同模块的功能介绍1、矩形波发生电路电路图如下所示：输出端选用稳压值为5V 的稳压管，从理论上来说输出电压的幅值V Uz Uo 5=±=阈值电压V Uz R R R U T 5.2433±=+±=设某时刻电容充电的起始值为T U -，终了值为T U +，时间常数为11C R ，利用一阶三要素112/][C R T T T eUz U Uz U ---+=解得周期为)21ln(24311R R C R T += 带入如图所示的数据得ms s T 197.210197.23=⨯=-进行仿真验证如下Uo1输出的矩形波的幅值并非5V 而是5.6V ，说明稳压管的稳压值不是标注的5V ，而是5.6Ｖ，阈值电压近似为２.8Ｖ符合理论推导的公式。

阶梯波发生器引言

1 引言PSpice通用电路仿真软件目前已广泛地应用于电子线路的设计中，因此在电子技术的教学与实验中也应充分重视PSpice的学习和运用。

对于电路设计，采用仿真的手段，可以大量地减少硬件调试过程中出现的各种问题，易于电路的实现。

2 阶梯波发生器的设计阶梯波发生器的应用很广泛，设计方法也很多，本文采用模拟电路中的基本模块电路进行阶梯波的设计，是为了便于利用PSpice对各功能电路及整个系统进行深入的分析。

原理框图如图1所示。

阶梯波发生器的电路如图2所示。

2.1 方波发生器方波发生器由反向输入的滞回比较器(U1及外围元件构成)和R4C1构成，其中滞回比较器的阈值电压式中Vz为稳压管的稳压值。

电容器的最高充电电压和最低放电电压即是两个阈值电压的值。

输出方波周期通过调节相关参数可改变电路的振荡频率。

图3所示为利用PSpice仿真的电容上电压的波形以及方波发生器的输出振荡波形。

2.2 微分与限幅电路微分电路采用简单的电路形式，由C2和D 8及与之并联的负载构成，要求电容充放电的时间常数远小于输入方波的周期，使电容C2上电压近似等于输入方波的波形。

图4的仿真波形分别为微分电路输出的波形、电容C2电压波形及输入方波的波形。

限幅电路主要由二极管D7构成，将微分电路形成的反向尖脉冲削掉。

D8也兼作反向限幅的作用，限幅电路输出波形如图5所示。

2.3 积分累加电路积分累加电路由U2、R5和C3构成，将限幅电路输出的尖脉冲进行积分累加，从而输出阶梯波，为实现周期性的阶梯波，采用电子开关电路对累加器进行控制，当C3上电压累加到规定值，对其进行放电。

输出阶梯波的阶梯数可由C3与C2的比值进行控制。

2.4 电子开关电路与比较器电子开关在这里由结型场效应管J2N4393担任，其导通和截止由比较器输出电压控制。

J2N4393的PSpice模型参数如下：.model J2N4393 NJF(Beta=9.109m Betatce="-".5 Rd= 1 Rs= 1 Lambda="6m" Vto="-1".422+ Vtotc="-2".5m Is="205".2f Isr= 1.988p N = 1 Nr= 2 Xti="3" Alpha="20".98u+ Vk="123".7 Cgd="4".57p M=.4069 Pb="1" Fe=.5 Cgs="4".06p Kf="123E-18"+ Af="1")其中夹断电压Vto的值主要决定了饱和漏极电流，间接地影响了积分器中C3的放电是否彻底，因此本文采用Vto作为参数，对J2N4393的转移特性进行了参数扫描仿真，如图6所示。

晶体管输出特性测试仪阶梯波发生电路设计

阶梯波发生器电路设计一、实验目的：（1）、学习和理解晶体管输出特性测量仪原理，并学会阶梯波发生器电路的其设计方法。

（2）、查阅有关手册，了解所用的器件性能。

二、实验原理：通用的晶体管特性图示仪的扫描信号和阶梯信号是由50H Z工频市电变换的得到的。

有下列几个缺点。

1、使用了50H Z的低扫描频率，显示的特性曲线闪烁比较严重。

2、X轴扫描为正弦波，线性度差。

3、波形变换电路复杂。

本实验旨在设计一个基于555定时器和加法计数器的阶梯波信号发生器。

通过555定时器产生同步的X轴扫描锯齿波和Y轴扫描阶梯波。

克服使用50H Z扫描频率低带来的缺点。

1.设计原理：晶体管的输出特性是指集电极电流I c在一系列一定的基极电流I b下，随集电极-发射极电压U ce变化的一簇曲线束，如图1所示。

对其中任意一条曲线而言，相当于I b为常数时，电压U ce与集电极电流I c之间的关系。

图1、晶体管输出特性曲线对于给定的I b，只能表现出其中一条曲线。

为了显示出整个曲线簇，只要使得I b（即U b）是阶梯波变化，而Uc是锯齿波变化，锯齿波的周期等于等于每一阶梯的维持时间即可，如图2所示。

因此，本设计实验如何运用数字电路知识设计产生阶梯波产生电路。

图2.阶梯波和锯齿波之间的关系2.设计要求：能够在示波器上稳定的显示出阶梯波，且阶梯波的幅度可调。

3.电路设计：（1）总框图：阶梯波产生电路由多谐振荡器（555定时器构成）、四位二进制加法器（CD4518）、数—模转换电路（R1~R4与加减运算电路构成）和反相比例运算器组成。

框图如图3所示图3.总框图（2）多谐振荡器部分：由555定时器构成的多谐振荡器如图4(a)所示，其工作波形见图4(b)图4（a）555振荡器构成（b）工作波形图接通电源后，电源V DD通过R1和R2对电容C充电，当U c<1/3V DD时，振荡器输出V o=HIGH，放电管截止。

当U c充电到≥2/3V DD后，振荡器输出V o翻转成LOW，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使U c下降。

利用六进制触发器的阶梯波发生器的设计与实现

利用六进制触发器的阶梯波发生器的设计与实现1. 引言在当今数字电路设计领域，阶梯波发生器是一种非常重要的电子元件。

其主要功能是生成一种周期性的方波信号，可应用于数字系统中的定时、同步和触发等方面。

利用六进制触发器设计阶梯波发生器，可充分发挥六进制触发器的优势，达到更高的稳定性和精度。

在本文中，我们将探讨利用六进制触发器设计阶梯波发生器的详细过程和实现方法。

2. 原理分析阶梯波发生器的设计与实现基于六进制触发器，首先需要了解六进制触发器的工作原理。

六进制触发器是一种特殊的触发器，具有6个稳定的状态和2个不稳定的状态。

通过合理地连接和控制六进制触发器，可以实现稳定的阶梯波信号输出。

3. 设计过程3.1 步骤一：确定计数器我们需要选择合适的计数器电路。

常用的计数器电路有同步计数器和异步计数器，根据设计要求选择适合的计数器电路进行设计。

3.2 步骤二：连接六进制触发器接下来，将选择的计数器电路与六进制触发器进行连接，并根据原理分析中的工作原理，确定触发器的输入和输出连接方式。

3.3 步骤三：添加输出控制电路为了确保生成稳定的阶梯波信号，需要添加输出控制电路，对输出进行稳定和精确地控制。

4. 实现方法在设计过程中，需要根据原理分析和设计过程中的要求，选择合适的电子元件和连接方式进行布局和调试，以确保阶梯波发生器的稳定性和准确性。

5. 个人观点和理解在我看来，利用六进制触发器设计阶梯波发生器是一种非常有趣和有挑战性的工作。

通过深入理解六进制触发器的工作原理，并合理地设计连接和控制电路，可以实现高稳定性和高准确性的阶梯波发生器，对于数字系统设计和应用具有重要意义。

6. 总结和回顾通过本文的阐述，我们了解了利用六进制触发器设计阶梯波发生器的详细过程和实现方法。

从原理分析到设计过程再到实现方法，我们深入探讨了这一主题，并对其在数字电路设计领域的意义和应用进行了分析。

希望本文对您有所帮助，也希望能引发更多对于数字电路设计的思考和探讨。

实验三阶梯波发生器的设计与仿真要点

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．实验步骤1）设计方波发生器，电路如图1所示，输出波形如图2所示。

图12）在方波发生器的输出端接电阻和电容，组成微分电路如图3所示，得到尖脉冲的波形图如图4所示图3图43）设计限幅电路，将负半周的尖脉冲滤除掉。

利用二极管单向导通性来进行限幅，电路如图5所示，输出地单边尖脉冲如图6所示。

图5图64）设计积分累加电路，用集成运放组成的积分电路实现积分累加，在前面电路的基础上连接积分累加电路，如图7所示，打开仿真开关，得到积分累加电路的波形如图8所示图7图85）设计周期阶梯波，在（4）的基础上加上电压比较器和开关控制电路，就组成了完整的阶梯波发生器，如图9所示，电路的输出波形如图10所示图9图10从图10可以看出，电压的周期约为20ms，输出电压范围约10V，阶梯个数为5个，符合设计要求。

5）确定影响阶梯波电压范围和周期的元器件因为振荡周期T=2R8C2ln(1+2R4/R2),所以理论上说，阶梯波的周期与R8C2成正比。

对于微分电路，vo=-R7C3(dv/dt),积分电路vo=-1/R5C4∫vdt,所以理论上阶梯波的高度与R7C3成正比，与R5C4成反比。

a.单独改变R8的值，原来R8=71.5k,现使其增加约一倍，R8=143k,输出波形如图11所示，周期T≈40ms。

单独改变C2的值，使其增加一倍，输出波形如入12所示，周期T≈40ms,从中可以看出，阶梯波的周期与方波发生器的R8C2成正比图11图12b.单独改变R7的值，使其增加一倍，R7=1.64k,输出波形如图13所示单独改变C3的值，使其增加一倍，C3=0.1uf,输出波形如图14所示从图可知,C3R7的增加对输出电压范围影响不大，主要影响还是使得阶梯波的高度增加图13图14c. 单独改变R5的值，R5=1.2k,输出波形如图15所示单独改变C4的值，C4=0.2uf,输出波形如图16所示从图可知,C4R5的增加输出电压范围影响不大，主要影响还是使得阶梯波的高度的减小图15图16c.改变比较器的三个电阻值，如图17.18.19分别为改变R3=10k，R12=10k，R13=35k的值后的输出波形。

阶梯波发生器实验报告

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3.参考文献一、实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，500,3opp f Hz U V ≥≥，阶数6N =；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：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。