阶梯波发生器
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。
阶梯波信号发生器(6阶梯)
目录第一章：绪论1.1 设计题目1.2 设计要求1.3 题目分析及构思第二章：总体设计与实践2.1 总体方框图2.2 电路原理分析第三章：测试及其分析3.1 定性说明和定量计算3.2 仿真第四章：程序设计历程4.1 仿真实现过程中遇到的问题及排除措施4.2 设计心得体会附录：参考文献第一章 绪论1.1【设计题目】：设计题目：阶梯波信号发生器1.2【设计要求】：设计要求： 1.设计一个能产生周期性阶梯波的电路；2.阶梯波周期在20ms 左右；3.输出电压范围10V ；4.阶梯个数4个以上； 5频率可调；6，输出电压可调。
.1.2【设计要求】：设计能产生周期性阶梯波的电路：tu o oU 0.25U55550.5U 0.75U图2 阶梯信号发生器输出波形示意图1.3【题目分析及构思】：阶梯信号发生器可由电压跟随器、555定时器构成的多谐振荡器、六进制计数器、缓冲器、反相求和电路及反相器组成，其框图如图6.3.1所示。
该电路能产生6个台阶的阶梯波。
图6.3.1 阶梯信号发生器框图信号发生器产生三角波通过电压跟随器进入555定时器构成的多谐振荡器，，电路形成自激振荡，输出为矩形脉冲，输出的矩形脉冲通过六进制计数器进行计数，计数结果通过缓冲器进入反相求和电路进行波形相加，形成反相的阶梯波形，输出结果再通过反相器输出为正相阶梯波形。
第二章总体设计与实践2.1【总体方框图】图6.3.1 阶梯信号发生器框图2.2【电路原理分析】需要信号发生器来作为信号源。
用运算放大器、电阻和可调电阻构成电压跟随器，具有电压跟随作用。
555定时器构成的多谐震荡器，由震荡器产生自激震荡产生矩形脉冲，电路的充放电常数决定波的周期，所以用555定时器构成的多谐震荡器来控制阶梯波的周期。
计数器74LS90D调为六进制计数，用来控制阶梯波的阶梯数。
缓冲器用来缓冲信号。
反相求和电路用来将信号相加，形成反相的阶梯波形。
然后再通过反相器形成正相6个阶梯的阶梯波形。
阶梯波发生器
数字合成技术使信号发生器变成非常轻便、覆盖频率范围宽、输出动态范围大、容易编程、适用性强和使用方便的激励源。过去测量1GHz以上的射频和微波元部件需要几个信号发生器组合，以及几种测量顺序，还要手动操作，现在一台高档信号发生器可提供1MHz至65GHz的带宽，而且全部程控操作，从实验室的台式，生产车间的便携式到现场的手持式应用都有大量信号发生器可供选择。
芯片选择6非门74HC04【5】，根据频率估算公式 【20】，要产生50KHz脉冲，可选择0.01 电容，电阻约1K 左右，为了精确调整脉冲频率，该处使用2K 电位器。图中J4是脉冲输出端插座。
3.2
计数器是各种数字逻辑系统中应用最广泛的基本逻辑器件，如计算机中的时序发生器、时间分配器、分频器、程序计数器等都要用到计数器，数字仪表中，时间、温度、压力、流量等物理量的“模-数”“数-模”转换也要用到脉冲计数器【3】。
图3—3非对称式多谐振荡器电路及工作波形
(3)环形振荡器
环形振荡器就是利用延迟负反馈产生振荡的，它是利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相连接而构成的。
图3—4环形振荡器
如图3—4，环形振荡器虽然结构简单，结构单一，但不实用，由于门的延时时间极短，TTL电路只有几十纳秒，CMOS电路也不过一二百纳秒，导致频率极高，要获得较低的频率，则需要大量的门进行延时；另外，一旦器件个数和特性确定，其频率也就确定了，不易调节。为克服上述缺点，可在环形振荡器中接入RC延时环节构成RC环形振荡器，振荡频率可由RC进行调节，可得到较低的频率， 【20】。
要把计数器产生的数字信号转换成阶梯电压信号，D/A（数模转换）是必不可少的过程，数模转换器DAC的作用就是将输入端的数字信号经过其内部电路转换成相应比例的模拟电压输出。原理框图如下：
五级阶梯波发生器电路分析
五级阶梯波发生器电路分析
五级阶梯波发生器是一种常见的电路，它可以产生多级阶梯波形输出。
这种电路通常由多个反相放大器级联组成，每个级别都增加了电压增益，并且输出信号的幅度逐级增加。
下面是五级阶梯波发生器的电路分析。
电路由五个反相放大器级联组成，每个级别都由一个电阻和一个电容组成。
这些元件的值可以根据所需的输出波形进行选择。
在这个电路中，每个反相放大器的输入信号都连接到前一个级别的输出端，而第一个级别的输入信号则由一个信号发生器提供。
当信号发生器产生一个方波时，第一级反相放大器将其反相并将其放大。
然后，第二级反相放大器接收到来自第一级的信号，并将其再次反相和放大。
这个过程一直持续到第五级反相放大器，它产生了最终的输出信号。
通过调整电阻和电容的值，可以改变每个级别的电压增益和时间常数。
这样可以产生不同形状和幅度的阶梯波形。
此外，可以通过添加额外的级别或改变电路拓扑来进一步改变输出波形。
五级阶梯波发生器是一种简单但实用的电路，可以产生多级阶梯波形输出。
通过调整元件值和拓扑结构，可以产生不同形状和幅度的波形，非常适合在实验室和电子工程中使用。
北京工业大学电子实验报告 压控阶梯波发生器(数字类)
北京工业大学课程设计报告学院电子信息与控制工程专业班级组号题目1、压控阶梯波发生器2、基于运放的信号发生器设计姓名学号指导老师成绩年月日压控阶梯波发生器（数字类）（一）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。
（二）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。
4、输入控制电压的范围0.5V至0.6V。
5、电路结构简单，所用元器件尽量少，成本低。
（三）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。
（四）方案选择在压频转换部分存在两种方案。
1、Lm358组成压频转换电路；2、NE555构成压频转换电路。
方案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化而变化，尤其使用了大规模的继承芯片，使设备简化，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拟的。
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。
为了得到更精彩的波形采用数模混合方案。
（五）实验元器件和芯片运算放大器Lm358，TTL电路74LS20、74LS161、74LS175，CMOS缓冲器CD4010，稳压管，二极管1N4148，电位器，电容，电阻。
（六）设计方案整体设计思路：压频转换→计数器→权电阻→运放=>阶梯波利用Lm358组成压频转换电路；使用CD4010缓冲，形成可被数字电路识别的矩形波信号；74LS161与74LS20组合构成十进制计数器；利用74LS175提高负载、整流信号，并组成权电阻网络；最后利用运放放大信号，并输出。
仿真电路图：详细设计： 压频转换部分：V1 2 V C11uFR1100kΩR25kΩR31kΩR4100kΩR5100kΩU174LS161NQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274LS175D1D 4CLK 91Q 2~CLR 12D 53D 124D 13~1Q 3~2Q 63Q 10~3Q 112Q 74Q 15~4Q14U3A74LS20D5U4ALM358D32481U5ALM358D 32481U6ALM358D3248134U7A40106BD_5V6R6100kΩKey=A 50%GNDVDD 15V VDD 15V VEE-15VVEE -15VVEE -15VVDD15V VEE VEEVDDVDDR71kΩVCC 5V R81kΩR92kΩR104kΩR118kΩR122kΩKey=A 50%R132kΩKey=A 50%R142kΩKey=A 50%R152kΩKey=A50%1718192021222324VEE VDDR161kΩ0R17680Ω27R182kΩ26XSC1ABExt Trig++__+_1211D11N4148109830729VCCGND D21N575815251228压频转换将一定的输入电压按线性的比例关系转化成频率信号，当输入电压变化时，输出频率也相应变化。
阶梯波
Multisim设计报告姓名: 田丹丹学院: 机电与信息工程学院专业: 电子信息科学与技术班级: 2011级电子2班学号: 201100800337 日期 2013年7月11日指导教师: 李素梅、常树旺山东大学威海分校信息工程学院阶梯波信号发生器仿真设计（一）题目设计要求，设计电路实现的功能、性能指标。
题目设计设计要求：设计一个频率可调、阶数可调的阶梯波发生器，在Multisim中进行仿真分析。
电路实现的功能：得到一个频率可调、阶数可调的阶梯波发生器。
电路的性能指标：频率可调范围比较大，阶数可调的阶数范围合理，输出完美的平滑的无毛刺的阶梯波。
（二）设计方案a.由时钟信号发生器、计数器和D/A转换器组成电路。
b.时钟信号发生器的信号频率可调，可采用压控振荡器或由555构成的多谐振荡器。
c.计数器的进制数决定阶梯波的阶数，（所以可采用有预置数功能的减法计数器，通过置数改变计数器的进制数。
）d. D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。
e.通过低通滤波器使输出的波形变得平滑无毛刺。
（三）电路框图时钟信号发生器（f可调）N 进制计数器D/A转换器N阶阶梯波（四）电路原理图从图中可以看出一共有四个部分a.74LS161D构成的十六进制计数器，b.555构成的多谐振荡器，c.D/A转换器和低通滤波器。
1、74LS161D构成的十六进制计数器电路采用74LS161十进制加法计数器构成的十六进制计数器。
采用置数端归零的方法，清零端接高电平。
通过控制单刀双掷开关将A、B、C、D与高电平或低电平相连，DCBA表示的十进制数是15-N，N为输出阶梯波的阶数，即通过单刀双掷开关控制阶梯波的阶数。
如，DCBA为0111时，即ABC接高电平，D接低电平，输出为8阶阶梯波。
2、由555构成的多谐振荡器电路图。
电源接通后，Vcc通过电阻R1、R2、R3向电容C2充电。
当C2上电压达到2/3Vcc时，THR端触发，比较器翻转，输出V0变低电平，同时放电管导通，电容C2通过R2放电；当C2上电压下降到1/3Vcc 时，下比较器工作，输出电压V0变高电平，C2放电终止，重新充电，周而复始，形成矩形波。
晶体管特性测试仪的基本组成
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晶体管特性测试仪的基本组成
测试仪的基本组成如图所示,主要由集电极扫描发生器、阶梯波发生器、测试转换开关及工作于XY方式的示波器等组成。在图中,集电极扫描发生器用以产生频率为100Hz的正弦半波电压。它通常是由50Hz信号通过全波整流获得。正弦半波信号的极性及振幅可以改变,以满足各种测量的需要。阶梯波发生器用以产生与正弦半波信号同步变化的阶梯信号,阶梯信号的形成过程如图所示。
multisim仿真教程 阶梯波发生器电路
A1C输出
A1C(V) 0 2 4 6 8
电路仿真结果如图12.2.3所示。
图12.2.3 5个台阶的阶梯波仿真图
R7 U C 1 f 2( R3 RP ) R8 U 0m 1
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。
12.2 阶梯波发生器电路源自该电路产生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
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
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。
阶梯波发生器原理-概念解析以及定义
阶梯波发生器原理-概述说明以及解释1.引言概述：阶梯波发生器是一种能够产生具有固定幅度和可控升降时间的方波信号的电路。
它在电子工程领域中具有重要的应用价值，可以用于数字电路的时序控制、模拟电路的测试和测量等方面。
本文将深入探讨阶梯波发生器的工作原理、实际应用及其未来发展前景，以期为相关领域提供理论支持和技术指导。
波发生器的未来发展": {}}}}请编写文章1.1 概述部分的内容1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括对整篇文章内容的概述和安排，以及对每个章节的简要介绍。
例如：文章结构部分旨在概述本篇文章的内容和安排，并对每个章节进行简要介绍。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将介绍阶梯波发生器的概念、工作原理和在实际中的应用。
在正文部分，我们将详细讨论阶梯波发生器的概念、工作原理和应用案例。
最后，在结论部分，我们将总结阶梯波发生器的重要性、阐述其优势，并展望其未来发展。
通过本篇文章的阅读，读者将能够深入了解阶梯波发生器的原理和应用，以及对其未来发展进行展望。
1.3 目的本文的目的是对阶梯波发生器进行深入剖析，以便读者对该设备的工作原理和实际应用有更清晰的理解。
通过对阶梯波发生器的概念、工作原理和实际应用进行详细介绍，旨在帮助读者掌握该设备的基本原理，并为相关领域的研究和应用提供理论支撑。
同时，通过对阶梯波发生器的重要性、优势及未来发展进行展望，旨在引导读者对该设备的前景有更深入的认识，为相关领域的领先发展提供参考建议。
通过本文的阐述，希望读者能够全面了解阶梯波发生器，并对其在工程技术领域的应用有更广泛的认识和应用。
2.正文2.1 阶梯波发生器的概念阶梯波发生器是一种能够产生稳定、周期性的阶梯状波形信号的电子设备。
它可以将输入的连续波形信号转换为一系列等幅度、等时隔的阶梯波形信号输出。
通常情况下，阶梯波发生器会采用不同的工作原理和电路设计来实现这一功能，例如利用计数器、比较器、递推电路等。
阶梯波信号发生器(6阶梯)资料.doc
目录第一章: 绪论1.1 设计题目1.2 设计要求1.3 题目分析及构思第二章:总体设计与实践2.1 总体方框图2.2 电路原理分析第三章: 测试及其分析3.1 定性说明和定量计算3.2 仿真第四章: 程序设计历程4.1 仿真实现过程中遇到的问题及排除措施4.2 设计心得体会附录:参考文献第一章 绪论1.1【设计题目】:设计题目:阶梯波信号发生器1.2【设计要求】:设计要求: 1.设计一个能产生周期性阶梯波的电路;2.阶梯波周期在20ms 左右;3.输出电压范围10V;4.阶梯个数4个以上; 5频率可调;6,输出电压可调｡.1.2【设计要求】:设计能产生周期性阶梯波的电路:tu o oU 0.25U55550.5U 0.75U图2 阶梯信号发生器输出波形示意图1.3【题目分析及构思】:阶梯信号发生器可由电压跟随器､555定时器构成的多谐振荡器､六进制计数器､缓冲器､反相求和电路及反相器组成,其框图如图6.3.1所示｡该电路能产生6个台阶的阶梯波｡图6.3.1 阶梯信号发生器框图信号发生器产生三角波通过电压跟随器进入555定时器构成的多谐振荡器,,电路形成自激振荡,输出为矩形脉冲,输出的矩形脉冲通过六进制计数器进行计数,计数结果通过缓冲器进入反相求和电路进行波形相加,形成反相的阶梯波形,输出结果再通过反相器输出为正相阶梯波形｡第二章总体设计与实践2.1【总体方框图】图6.3.1 阶梯信号发生器框图2.2【电路原理分析】需要信号发生器来作为信号源｡用运算放大器､电阻和可调电阻构成电压跟随器,具有电压跟随作用｡555定时器构成的多谐震荡器,由震荡器产生自激震荡产生矩形脉冲,电路的充放电常数决定波的周期,所以用555定时器构成的多谐震荡器来控制阶梯波的周期｡计数器74LS90D调为六进制计数,用来控制阶梯波的阶梯数｡缓冲器用来缓冲信号｡反相求和电路用来将信号相加,形成反相的阶梯波形｡然后再通过反相器形成正相6个阶梯的阶梯波形｡第三章测试及其分析3.1【定性说明和定量计算】一 .图为电压跟随器电压跟随器,起到电压跟随作用.二. 图为555定时器构成的多谐振荡器波的周期取决于电路的充放电常数T=T1+T2=0.7(R4+2R2)C由555定时器构成的多谐振荡器产生自激振荡,从而产生矩形脉冲.三.图为计数器74LS290N芯片计数器74LS290N,因为输入端接在INB端,为8421码计数｡QB和QC通过与门接清零端,所以是六进制计数器｡R91和R92是接地｡计数状态为000,001,010,011,100,101依次循环下去｡四.图为与门构成的缓冲器与门构成的缓冲器对输出具有缓冲作用.,并暂时存储数据.五.图为反相比例求和运算电路U15=-R f(U R12/R12+U R13/R13+U R14/R14),令R14=2R13=4R12,则: 编码000 001 010 011 100 U14 0 U 2U 3U 4U 通过反相求和电路得到反相阶梯信号波.六反相运算器3.2【仿真】第四章程序设计历程4.1【仿真实现过程中遇到的问题及排除措施】1.问题:一开始不了解整个电路的设计思路以及该使用什么元器件｡解决方法:通过咨询老师,网上搜集资料,查看相关书籍｡2.问题:不知道74LS90D的工作原理和方法解决方法:上网查74LS90D的功能表和拐角图,并知道74LS90D和74LS290有类似之处｡3.问题:通过什么控制阶梯波的周期和幅值｡解决方法:上网查阅资料并翻看相关书籍,有不懂得再向同学请教｡最后了解到通过555定时器构成的多谐振荡器来控制｡4.问题:电路大体已经成形,可是输出波形为一条一线,和预想不一样解决方法:自己先仔细的检查电路,通过示波器察看各个模块后面输出的波形,察看是哪个模块出的问题,并向老师咨询.5 问题:对元器件芯片的拐角有点陌生｡解决方法:上网查找资料｡4.2【设计心得体会】一个星期多的电子设计实习终于告一段落,, 这一课程设计使我们对课堂上的理论知识有了进步的了解,并增强了对模拟电子技术和数字电子技术这两门课程的兴趣｡同时我们发现了自身对课堂知识的了解不足,以及对审计软件掌握不够熟练,许多元器件一开始都找不到｡非常感谢学校这次给我们这次实习机会,因为实习让我们更加熟练的掌握模电和数电这么两门课程课堂所学,并将其运用于实践当中,让我们的综合能力进一步提高｡通过这次电子课程设计,我在多方面都有所提高｡通过这次设计,我对multisim9仿真软件有进一步的认识并熟练掌握其基本操作,在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高｡同时了解了许多课堂中未讲到的元器件,都是通过网上查资料获得,可谓是受益匪浅,并扩展自己的知识面｡在设计过程中遇到了一些问题,使得我查找各种相关资料,在增长知识的同时增强解决问题和动手的能力,锻炼我做事细心､用心､耐心的能力｡这一课程设计,使我向更高的精神和知识层次迈向一大步｡在这次设计过程中,体现出团体合作的精神以及自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力,我从中体会了学以致用的喜悦心情,并从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥补｡经过了这次电子实习,对电路的设计有了一定的了解,要想来准备电子设计,我认为不是一个短期行为,而是一个长期的过程｡电子设计不是一个孤立的设计,它是同我们电子信息专业的课程密切结合的,是专业课堂所学运用于实践的体现,与培养自身全面素质是紧密相关的｡第一,兴趣培养是十分重要的｡在这段时间,我在业余时间看一些与电子设计有关的书籍,并对关注电脑杂志上许多新鲜的电子器件｡我还打算利用假期到工厂中实习了解课堂所学的电子元器件在实际中的运用｡第二､“基础知识储备是十分重要的｡在大一到大二这个时候,我对自己就有了更高的要求｡在学好专业基础课的同时,我重点学习了一些应用技能｡比如,我学习了一些常用作图软件的使用,如protel99SE､multisim9以及CAD这些作图软件的使用,强化了自己的利用软件作图能力,并教熟练掌握了C语言编程设计｡要成为一个优秀的电子工程毕业生,熟练掌握软硬件是基本的要求｡第三､要注重理论实际相结合,理论是实际实践的指导,实践是理论在现实中的运用,两者不可分离｡在周末有空的时候,我会到工厂中实习,对元器件在现实中的运用有大概的了解,并在今后积极参加电子设计大赛,这是对自己的锻炼和检验｡在此感谢给我们上课的各位老师.,老师们严谨细致､一丝不苟的作风一直是我工作､学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;并感谢和我一起讨论的所有同学,没有你们我做不出最后的结果｡在竞争日趋激励的今天,社会､企业对人才的要求越来越为严格,我们毕业生面临的就业压力巨大,因此,我会不断提高自己,注重知识的积累以及理论与实践的结合,努力成为电子专业优秀的毕业生｡。
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。
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。
Multisim仿真——阶梯波信号发生器
仿真与设计报告设计课题：阶梯波信号发生器班级:学号:姓名:阶梯波发生器一、设计要求设计一个频率可调、阶数可调得阶梯波发生器,在Multisim中进行仿真分析。
实现得功能:频率可调、阶数可调得平滑得阶梯波。
性能指标:频率可调范围较大，阶数可调得阶数范围合理,输出平滑无毛刺得阶梯波。
二、设计方案1、由时钟信号发生器、计数器与Ｄ／A转换器组成电路2、时钟信号发生器得信号频率可调，采用5５５构成得多谐振荡器3、计数器得进制数决定阶梯波得阶数,采用有预置数功能得减法计数器,通过置数改变计数器得进制数。
4、D／A转换器将计数器得输出值转换为模拟电压。
５、利用低通滤波器使输出得波形变平滑。
三、电路框图四、电路原理图及说明总体电路如图：图中从左至右依次为：第一部分为由5５５构成得多谐振荡器,第二部分为有74LＳ１61D 构成得十六进制计数器，第三部分为D／Ａ转换器,第四部分为低通滤波器.1、由555构成得多谐振荡器电路图(图一):图一电源接通后,Vcc通过电阻R1、R2、R3向电容C２充电。
当C２上电压达到2／３Vcc 时，ＴHＲ端触发,比较器翻转,输出V0变低电平，同时放电管导通,电容Ｃ2通过R2放电；当C2上电压下降到1／３Ｖｃc时,下比较器工作，输出电压Ｖ０变高电平,C２放电终止,重新充电，周而复始，形成矩形波。
通过调节电位计Ｒ3大小，可改变矩形波频率。
图二中频率计示数为R3滑片位于中点时得频率。
输出矩形波波形如图三.图二图三2、四位二进制计数器７4LＳ１61(图四)(74ＬS１６１就是常用得四位二进制可预置得同步加法计数器，)图四电路采用74LS1６1十进制加法计数器构成得十六进制计数器．采用置数端归零得方法,清零端接高电平。
通过控制单刀双掷开关将A、B、C、Ｄ与高电平或低电平相连,DＣBA表示得十进制数就是1５－N，Ｎ为输出阶梯波得阶数，即通过单刀双掷开关控制阶梯波得阶数.如,DCB Ａ为0111时，即AＢC接高电平,Ｄ接低电平，输出为8阶阶梯波。
阶梯波发生器
DAC0832的单极性电压输出
由于Multisim 里没有DAC0832,仿真时用VDAC8(8位 电压数模转换器)代替。
低通滤波器
● 采用RC低通滤波器，能使波形变平滑。 ● 滤波前后对比
DAC0832的单极性电压输出
由于Multisim 里没有DAC0832,仿真时用IDAC代替。
谢谢观看！
●
WR2：为DAC寄存器写选通输入线。
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Iout1：电流输出线。当输入全为1时Iout1最大。
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Iout2：电流输出线。其值与Iout1之和为一常数。
●
Rfb：反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻。
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Vcc：电源输入线 (+5v~+15v)
●
Vref：基准电GND：模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地。
脉冲产生电路
● 555定时器构成多谐振荡器产生方波
8进制加减可逆计数器
● 方案一： 双脉冲作用74LS191，但是仿真失败
8进制加减可逆计数器
● 方案二：74LS191输出端信号作加减控制信号，但是不成功
8进制加减可逆计数器
74LS161的最高位信号做74LS191的加减控制信号，结果很成功
●
DGND：数字地,两种地线在基准电源处共地比较好。
DAC0832数模转换器介绍
● 8位D/A转换器将数字量变为模拟量之后，输出为一个与数字量成正比的模拟电流。
● Io=VREF*N/(3R*28)
N为数字量
74LS191
● 74LS191为可预置的四位二进制加/减法计 数器
● 引脚功能介绍： ● RCO：进位/借位输出端 ● MAX/MIN：进位/借位输出端 ● CTEN：计数控制端 ● QA-QD：计数输出端 ● U/D：计数控制端 ● CLK：时钟输入端 ● LOAD：异步并行置入端（低电平有效）
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。
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目录任务书 (1)前言 (3)一. 方案论证 (4)1.1 提出方案 (4)1.2 方案论证 (4)二. 基本原理 (5)三．具体电路设计 (5)3.1 电源电路部分 (6)3.2 压控振荡器 (6)3.3 计数器 (8)3.4 数模转换电路 (9)3.5 反相器 (11)四．实验装调及过程及参数分析 (13)五．实验结论及误差分析 (14)六．心得体会 (17)七．附录 (17)7.1 元器件清单 (18)7.2 器件管脚图 (18)八．总体电路图 (19)前言“电子技术课程设计”是电子技术课程的实践性环节。
是在我们学习了《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》等课程的基础上进行的综合性训练，我们组这次训练的课题是“压控阶梯波发生器的设计与制作”。
此次课程设计的课题是针对我们学习《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》这两门课程的基础上，并在其辅助下完成的。
此次进行的综合性训练，不仅培养了我如何合理运用课本中所学到的理论知识与实践紧密结合，独立解决实际问题的能力。
通过此次“电子技术课程设计”我们应达到以下的基本要求：首先，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识来独立完成此次设计课题，培养我们查阅手册和文献资料的良好习惯，以及培养我们独立分析和解决实际问题的能力。
其次，在学习了理论知识的基础上进一步熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。
再次，就是学会电子电路的安装与调试技能，以及与同组的组员的团结合作的精神。
最后，为了满足学生对电工、电子技术课程的实践需求，学校特地给我们提供了为期四周的课程设计时间，这门课程将电子技术基础理论与实际操作有机地联系起来，意在加深我们对所学理论课程的理解。
通过让我们运用已基本掌握的具有不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法，在单元电路设计的基础上，设计出具有各种不同用途的电子装置。
深化所学理论知识，培养综合运用能力，增强独立分析与解决问题的能力。
训练培养严肃认真的工作作风和科学态度。
同时，它也培养我们查阅资料的能力和学生的工艺素质，培养我们的团队精神以及综合设计和实践能力。
就是培养我们严肃认真的工作作风和严谨的科学态度以及学会撰写课程设计报告，为以后毕业论文打好基础。
一．方案论证1.1提出方案方案一：此方案采用模拟电路中的基本模块电路进行压控阶梯波的设计，原理框图如图1所示：方案二：数字电路的设计电路原理框图主要有以下几部分：数模转换器五进制计数器压控振荡器直流稳压电源反相器直流电源用来提供稳定的电流；压控振荡器产生方波，其频率主要由输入电压决定；五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，最终得到正向的五阶波形。
1.2方案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化而变化，尤其使用了大规模的集成芯片，使设备简化，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，容易大规模集成和大规模生产，价格不断降低，这也是其发展迅速的原因之一，由于采用了大规模集成电路，数字系统体积小重量轻，可靠性强，使用方便灵活。
另外，由于数字电路功耗低，因而可以有很高的集成度，也就是功能更强大。
数字信号处理具有稳定、不需要调试、设置和修改方便，容易实现自适应处理，等等，这些都是数字电路比模拟电路优越的地方。
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断；为了得到更精确的波形，采用数模混合方案即第一个方案。
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断。
二.基本原理设计要求：输出V和+ V的直流电压。
直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，其方框图如下图所示：a．电源变压器电源变压器的作用是将生活用电220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交电压Ui。
变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。
b．整流电路整流电路是将经过变压器降压以后的交流电通过整流变换为直流电压。
对于高质量的稳压电源，其整流电路一般都选用桥式整流电路c.滤波电路：交流电压通过整流电路变换成脉动的直流电压。
含有相当一部分的交流分量，会影响负载电路的正常工作，不能适应大多数电子电路及设备的需要。
因此，在整流后，要经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。
d．稳压电路交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是，当电网电压波动或负载发生变化时，其平均值也将发生变化。
稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化影响，从而获得足够高的稳定性。
三．具体电路设计3.1 电源电路部分3.1.1参数计算：变压器的选择：因为要输出12V电压，所以选择变压器型号为。
二极管承受的最大反向电压为：，经计算得：= , = V。
整流二极管选择：在单相桥式整流电路中，每只二极管的平均电流只有负载电阻上电流平均值的一半，即：电容的选择：mF, uF, 100nF,nF,稳压管选择：因为要输出的电压，故选择W7812.W7912.W7805。
3.2压控振荡器图3.2.13.2.1构成及工作原理：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，设法使它迅速放电，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3.2.1就是实现上述意图的压控振荡器(它的输入电压Ui＞0)。
图3.2.2所示为压控振荡器uO和uO1的波形图图3.2.23.2.2参数计算：振荡频率与输入电压的函数关系图2.2.1所示电路中U1A是积分电路uO1=U2A是滞回比较器uO=因此输出频率可见振荡频率与输入电压成正比。
上述电路实际上就是一个方波、三角波发生电路，只不过这里是通过改变输入电压Ui的大小来改变输出波形频率，从而将电压参量转换成频率参量。
压控振荡器的用途较广。
为了使用方便，一些厂家将压控振荡器做成模块，有的压控振荡器模块输出信号的频率与输入电压幅值的非线性误差小于0.02%，但振荡频率较低，一般在100Kz以下。
3.3 计数器3.3.1电路设计：3.3.2电路原理：CP:时钟脉冲输入端。
上升沿有效。
A,B,C,D：数据输入端。
用于预置计数器的初始状态。
LD：同步预置控制端。
低电平有效，即该端为低电平时，经数据输入端A,B,C,D对计数器的输出端QA，QB，QC，QD的状态进行预置。
当需要清零时，给数据输入端均输入低电平即可。
该端通常处于高电平。
QA，QB，QC，QD：计数器输出端。
ET：使能端。
低电平有效，即当该端为低电平时计数器实现计数功能；当其为高电平时计数器禁止计数，输出保持原来状态。
RC进，借位输出端。
用来作n位级联使用。
当计数器进行加计数时该端作为进位输出端；当进行减计数时该端作为借位输出端。
低电平有效，即通常处于高电平，出现进，借位信号时为低电平。
进，借位信号为负脉冲。
74LS160为异步清零计数器，即端输入低电平，不受CP控制，输出端立即全部为“0”，功能表第一行。
74LS160具有同步预置功能，在端无效时，端输入低电平，在时钟共同作用下，CP上跳后计数器状态等于预置输入DCBA，即所谓“同步”预置功能（第二行）。
和都无效，ET或EP任意一个为低电平，计数器处于保持功能，即输出状态不变。
只有四个控制输入都为高电平，计数器（161）实现模10加法计数，Q3 Q2 Q1 Q0=1001时，RCO=1。
本电路采用同步置数法，即当出现0100时，在下一个时钟脉冲到来时置零。
不会突然出现0101的编码。
3.4数模转换电路3.4.1 电路设计：3.4.2电路原理：下图是4位权电阻网络D/A转换器的原理图，它由权电阻网络、4个模拟开关和1个求和放大器组成。
图3.4.2权电阻网络D/A转换器求和放大器是一个接成负反馈的运算放大器。
当同相输入端V+ 的电位高于反相输入端 V- 的电位时，输入端对地电压 v0 为正；当V-高于V+ 时，v0 为负。
当参考电压经电阻网络加到 V- 时，只要 V- 稍高于 V+ 时，便在 v0 产生很负的输出电压。
v0 经 RF 反馈到V-端使V-降低，其结果必然使。
在认为运算放大器输入电流为零的条件下可以得到由于，因而各支路电流分别为，将它们代入输出v0中并取，则得到对于n位的权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻取为 R/2 时，输出电压的计算公式可写成上式表明，输出的模拟电压正比于输入的数字量 Dx ，从而实现了从数字量到模拟量的转换。
3.4.3参数计算：图中 .所以，当取1K时，为2K, 为4k,对于反馈电阻有。
由电路原理可得到公式当当分别为000，001，010，011，100时，输出电压是0v，1v，2v，3v，4v。
3.5反相器3.5.1电路设计:3.5.2电路原理：集成运放有同相输入端和反相输入端，这里的“同相”和“反相”是指运放的输入电压与输出电压之间的相位关系。
根据电路要求，选用集成运放的反相输入端。
反相比例运算电路是典型的电压并联负反馈电路。
输入电压通过电阻作用于集成运放的反相输入端，故输出电压与输入电压反相。
同相输入端通过电阻接地，为补偿电阻，以保证集成运放输入级差分放大电路的对称性；其值为=0（即输入端接地）时反相输入端总等效电阻，即各支路电阻的并联。
电路中通过引入负反馈，故为“虚地”。
节点N的电流方程为由于N点为虚地，整理得出与成比例关系，比例系数为，负号表示与反相。
3.5.3参数计算：选为1k,由于要求与比例为1，故= — 1，故1k，取=1k.输入波形与最终输出波形如图:四.实验装调及过程及参数分析4.5.1直流稳压电源调试及调试过程中遇到的问题及其解决方法：用万用表对元器件进行测试，确定元器件完好。
然后测试面包板，确定面包板的导通状态（横向导通还是纵向导通），然后按照所设计的电路图进行布线，要求连线尽量整齐、简明。
连线时应特别注意电解电容的正负极连接、整流桥的管脚连接以及W7812和W7912的管脚连接问题，W7812的1管脚是输入端，2管脚是接地，3管脚是输出端；W7912的1管脚是接地，2管脚是输入，3管脚是输出，这几点特别重要，它也是我们容易出错的地方。
电路调试：调试时先断开各部分连接，一步一步测量输出是否与理论值相近。
可以分以下几个步骤：1. 检查电路是否连接正确。
2. 接通变压器，用万用表的交流电压档测量次级线圈的输出电压是否为。