压控阶梯波发生器基于运放的信号发生器设计
阶梯波发生器实验报告
实验题目：阶梯波发生器的设计与实现制作人：许江华班级：09211107学号：09210190班内序号：09一、实验目的（1）通过实验进一步掌握集成运放哥电压比较器的应用（2）进一步提高工程设计和实践动手能力，建立系统概念一、实验原理图二、实验内容1、利用所给器件设计一个阶梯波发生器，f>=500Hz,Uopp>=3V,阶梯数N=6；2、设计该电路的电源电路（不要求搭建），用Protel软件绘制完整的电路原理图（SCH）即印刷电路板图（PCB）。
三、实验所用仪器1.函数信号发生器2.示波器3.晶体管毫伏表4.万用表5.直流稳压电源四、实验可选器件LM741，电位器，二极管，电阻，电容等五、实验过程（一）方波发生器1）方波发生器电路图各个器件的作用：Rf1的作用为：调节阶梯波的阶梯数Rp1的作用：调节方波的周期，相当于调节阶梯波的周期（二）积分电路积分电路原理图：（三）迟滞电压比较器迟滞电压比较器的原理图：R1的作用：调节比较电压的大小，起到了调幅的作用（四）阶梯形成控制门阶梯形成控制门的原理图：（五）阶梯返回控制门六．电路原理图分析阶梯波发生器电路图：实验原理分析：该电路的组成之前已经介绍过。
现在分析实验原理：由于方波发生器的同向输入端接的是一个正参考电压，，输出所以是负脉冲。
在负脉冲持续时间内，二极管D2导通，积分器U3对负脉冲积分，其输出电压上升。
负脉冲消失之后，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，则改制每增加一个台阶，U1的输入电压增加一个值。
在台阶级数较少的时候，U1的同向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的同向输入端电压高于参考电压，U1的输出跳变成高电压，D2导通，积分器进入正电压积分，使U3输出电位下降明知道U3输出电压降至迟滞电压比较器的下门限电压时，U1输出才又恢复地电位D2截止，完成一个周期。
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。
阶梯波发生器的设计与实现
电子电路综合设计实验实验6信息工程阶梯波发生器的设计与实现实验目的通过实验进一步掌握集成运放和电压比较器的应用。
进一步工程设计和实践动手能力，建立系统概念。
实验摘要阶梯波发生器是一个方波-三角波发生器与迟滞电压比较器够成。
阶梯波是一种特殊波形，在一些电子设备及仪表中用处极大。
本实验电路由方波——三角波发生器与迟滞电压比较器构成。
通过运算放大器，积分器，窄脉冲发生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，从而设计出了阶梯波发生电路。
实验用两个二极管作为控制门，一个是阶梯波形成控制门，另一个是阶梯波返回控制门，控制阶梯波的周期。
调节相应电位器的阻值就能改变阶梯数、阶梯幅值和阶梯周期。
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。
实验关键词阶梯波脉冲集成运放阶数实验原理该电路是有方波-三角波发生器与迟滞电压比较器够成。
第三个运算放大器U1够成迟滞电压比较器，第二个U3是积分器，第一个U4是窄脉冲发生器。
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U4的同相输入端加入一个正参考电压，U4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的输入电压就增加一个值。
在台阶级数较少时，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同相输入端电压高于参考电压的时候，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。
设计任务要求基本要求、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、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）。
阶梯波发生器的设计与实现
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学院：班级：姓名：学号：任课教师：实验日期：2011 年3 月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：阶梯波发生器是一个方波-三角波发生器与迟滞电压比较器够成。
阶梯波是一种特殊波形，在一些电子设备及仪表中用处极大。
本实验电路由方波——三角波发生器与迟滞电压比较器构成。
通过运算放大器，积分器，窄脉冲发生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，从而设计出了阶梯波发生电路。
实验用两个二极管作为控制门，一个是阶梯波形成控制门，另一个是阶梯波返回控制门，控制阶梯波的周期。
调节相应电位器的阻值就能改变阶梯数、阶梯幅值和阶梯周期。
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。
关键词：阶梯波、运算放大器、迟滞电压比较器二实验目的：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、实验原理该电路是有方波-三角波发生器与迟滞电压比较器够成。
第三个运算放大器U1够成迟滞电压比较器，第二个U3是积分器，第一个U4是窄脉冲发生器。
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U4的同相输入端加入一个正参考电压，U4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的输入电压就增加一个值。
在台阶级数较少时，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同相输入端电压高于参考电压的时候，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。
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。
北京工业大学电子实验报告 压控阶梯波发生器
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。其输出时矩形波。
上图采用的是电荷平衡式压频转换电路，该部分有积分器和滞回比较器组 成。滞回比较器的阈值电压为：±UT=± ·UZ
在波形图的 t2 时段，UO1 是对 UI 的线性积分，起始值记作+UT，终值记作
北京工业大学
课程设计报告
学院 专业 班级
电子信息与控制工程 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。
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。
基于压控振荡器的调频信号发生器设计
基于压控振荡器的调频信号发生器设计作者：米欢付麦霞廉飞宇丁文龙于玄来源：《教育教学论坛》2017年第16期摘要：频率调制技术是在调制过程中使已调信号的频率随调制信号变换，其在军事通讯和生活中等各个方面有着至关重要的作用。
本文以调频技术的原理和应用为切入点，利用硬件电路仿真平台Multisim 3.0对基于压控振荡器的调频信号发生器进行了设计和仿真分析。
为了得到好的调制效果，利用锁相环路构成一种两点调制的宽带FM调制器，从而获得质量较高的FM信号。
本文的研究工作对于实现高稳定性和宽谱调频信号发生器具有重要的现实指导意义。
关键词：频率调制；压控振荡器；Multisim3.0；两点调制中图分类号：TJ768.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0083-02一、引言在通信技术日益发展的今天，调频广播这一大众传媒正经历着来自电视及互联网等诸多领域的冲击，但在一些移动工具（例如汽车内）及开阔环境，调频广播仍具有不可替代的地位。
其中，频率调制技术是一种适用于远距离话音信号传播的调制方式，其在军事通讯方面至关重要。
在生活中，频率调制技术的应用也使我们的生活更加方便、有趣，比如家庭电台、婴儿监护器等。
利用压控振荡器设计调频信号发生器的方法多种多样[1]，最常见的方法是直接将集成压控振荡器当作一个调频信号发生器，这属于传统的施密特触发器型集成压控振荡电路[2]。
由于正反馈的滞后现象，施密特触发器能有效的滤除一部分噪声，是一种低频宽带通用压控振荡器。
除此以外，还有电容交叉充电型和定时器型的集成压控振荡器[3]。
交叉充电式压控振荡器由于其自身电路特性而不可避免具有延时缺点，另外，它对部分器件的要求过高。
而定时器型压控振荡器所用模块过多，使整体功耗增加。
本文利用Multisim仿真平台设计基于压控振荡器的调频电路[4]，采用的压控振荡器是普通的正弦波型。
利用压控振荡器针对高频信号的独特优势，直接产生频率调制信号，调频信号的频率跟随输入信号的变化而产生变化，从而获得较宽的调频带宽和较好的特性。
信号发生器设计 课程设计
课程设计题目信号发生器设计学院名称指导老师班级学号学生姓名2012年1月目录1．设计任务-------------------------------------------------------------------------------------------------12．总体方案框图--------------------------------------------------------------------------------------12.1 信号发生器的总方案--------------------------------------------------------------------------12.2 原理框图-------------------------------------------------------------------------------------------13．各单元电路设计、电路参数计算及简要说明---------------------------------------23.1正弦波-------------------------------------------------------------------------------------23.2方波------------------------------------------------------------------------------------33.3 三角波-----------------------------------------------------------------------------------44.总体电路原理图及原理说明-----------------------------------------------------------------44.1 总原理图及其原理-----------------------------------------------------------------------------44.2 Multisim仿真结果------------------------------------------------------------------------------54.3 输出信号的频率范围------------------------------------------------------------------------75. 安装调试（仪器选用、调试步骤、故障分析处理）-----------------------------105.1 安装与调试--------------------------------------------------------------------------------------105.2 注意事项------------------------------------------------------------------------------------------116. 心得体会---------------------------------------------------------------------------------------------127. 电子元器件清单---------------------------------------------------------------------------------138. 参考文献书目-------------------------------------------------------------------------------------131. 设计任务设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。
阶梯波信号发生器
实验6阶梯波发生器的设计与实现课题名称：阶梯波发生器的设计与实现摘要：本报告主要由三部分组成。
第一部分为分析设计过程，囊括了本实验的设计任务与要求，以及根据实验要求所设计出的总体的实现计划。
对各个部分进行了层次分化，重点讨论了各个基础层次（包括窄脉冲发生器、积分器与迟滞电压比较器）的设计原理，详细的叙述了在设计阶段里对各个元件参数的设计思想和设计过程，并包含了在正式实验前对各个部分的Simulate的情况。
第二部分为实验记录过程，包括实际搭载的电路板所实现的功能，一些必要的测试数据以及在实验过程中的一些记录与故障问题的分析。
最后一部分是对实验的总结。
关键字：阶梯波、脉冲发生器、积分器、电压比较器一、 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. 进一步提高工程设计和实践动手能力，建立系统概念。
二、 实验任务1. 基本要求：1） 利用所给元件设计一个阶梯波发生器，V U Hz f opp 3,500≥≥，阶数6=N ；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） 能否提供其它阶梯波发生器的设计方案？ 2） 探索其他阶梯波发生器的应用实例。
三、 实验原理基本原理图四、实验所用仪器及元器件仪器：1.函数信号发生器2.示波器3.晶体管毫伏表4.万用表5.直流稳压电源元器件：集成运算放大器uA741*3电位器（200K*1、22K*1，10K*2）二极管*2电阻（10K*2、50K*1，1000K）电容（0.01uF*2）u A741参数如下：五、 设计与制作步骤1、设计电路1）由参考公式可知])()(41ln['])(21ln['])(21ln['21221211111111112111111R m f m f P P R m f mP R m f mP U U R U R R R C R T U U R U R C R T U U R U R C R T -++=++=-+=T 为阶梯波脉冲，T ’为脉冲波周期；T1’高电平持续时间；T2’为低电平持续时间。
基于运放的信号发生器设计
3、 转换速率 转换速率（SR）是运放的一个重要指标，单位是 V/μ s。该指标越高， 对信号的细节成分还原能力越强， 否则会损失部分解析力。 运放转换速率定义为，
运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运 放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间，运放的输入级处于开关 状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。转换速 率对于大信号处理是一个很重要的指标，对于一般运放转换速率 SR<=10V/μ s， 高速运放的转换速率 SR>10V/μ s。目前的高速运放最高转换速率 SR 达到 6000V/μ s，这用于大信号处理中运放选型。 经查阅资料，LM324 的转换速率为 0.8 V/μ s, 所以若要使放大电路成功 放大，需使 RC 振荡电路输出波的峰-峰值小于 0.8V。经调试，我组最终调出了 题目所要求的输出波形。 4、 芯片更换 由于实验中波形一直出现刺突失真、波形不稳的状况，故我组决定更换 芯片，由 LM324 换成 LM348。 换后，有利的避免了波形的失真及不稳等问题。并成功完成了实验。 以上则是我组在试验中所遇到的困难及解决方法。 在我们不断更改方案、 不断更改电路各器件标称值、不断进行改进后，终于完成了实验。 最终面包板电路图：
电容为 50pf 时的输出波形，输出正弦波频率为 100kHz：
整体仿真电路图为：
九、 心得体会
此模电实验原本并不难，但在老师更改数据后，频率范围变得十分大， 故在电路设计方面我组费了一些时间，为保证频率可以在相应范围内变化，我组 几次更改了设计方案，在克服了重重困难后，终于调出了题目所要求波形。 开始时，我们借助实验指导书上的要求及所提供器件，认真查阅了各类 教材并上网查阅相关资料，以了解芯片、RC 振荡电路、反相比例放大电路、二 级放大电路、 电压跟随器、 增益带宽积、 转换速率等问题， 对这些问题进行理解、 整理，以完成电路的设计。 在设计好实验电路后， 我组在仿真软件 multsim10.0 中对此电路进行仿真。 首先，我组将 RC 振荡电路部分电路画入软件，进行调试、电阻值与电容值的匹 配，以得出相应的电阻电容配比，实现幅值与频率的变化，已达到实验要求。之 后，又将二级反相放大电路与电压跟随器电路连入仿真中，观察最终输出波形，
推荐-压控频率波形发生器的设计 精品
压控频率波形发生器的设计方案选择：1、采用集成运算放大器外加电阻、电容等元件，构成方波、三角波发生器。
2、3、采用8038集成芯片加外部驱动电路直接构成信号发生器。
由于比赛题目限制，不采用高集成度芯片，故选择方案1作为基本设计方案。
电路设计:本压控频率信号发生器主要由积分运算电路滞回比较器构成。
前置的积分电路产生三角波，后置的滞回比较器通过设置适当的阈值电压，经过正反馈通道输出高低电平。
最终设计电路图如下图所示：（部分元件实际参数存在差别）参数计算如下图所示根据虚短虚断原理，UP=UN，由于UP电压通过电阻R2、R3分压获得，故UP=1/2U I(图中VEE即为U I)，图中通过R10可以调节输出波形占空比，以达到输出锯齿波要求。
1、U tℎ=R5/（R5+R6）*U om-------------滞回比较器阈值电压2、I c=u1/R1 Q1-------------------截至时充电电流3、1/2(U I/R4)- I c理想状态Q1饱和导通时充电电流4、u C=1/C*(u TH/R)*(T1-T0)5、T={8RC*(u TH1-U TH2)}/U1由公式可得，波形发生器频率由阈值电压、R，C以及输入电压控制经过理论计算和时间操作所得，电容取330nF，电阻R取25K，阈值电压调整为5V（阈值电压同时为三角波的输出电压）输出波形图输入电压为1.5伏，单个周期为13毫秒，满足f=50v要求输入电压为3V，单个周期为6.5毫秒，满足f=50v要求锯齿波图形。
优点：本设计在于电路较为简单，成本低，可调性高且调节方便。
输出波形稳定且且清晰。
缺点：1、本设计由于时间仓促，没有考虑旁路滤波、电源去耦，没有用到PCB版，电路稳定性有待加强。
基于运放的信号发生器
目录前言 (2)任务书 (3)一设计思路与解决方法 (3)二基本原理及设计 (4)2.1 经典振荡器部分 (5)2.2 方波发生器部分 (6)2.3 三角波发生器部分 (7)三实验装调过程 (8)四实验结论 (14)五心得体会 (14)六附录 (15)6.1 元器件清单 (15)6.2 器件管脚图 (15)七总体电路图 (16)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。
阶梯波发生器的设计与实现实验报告00
阶梯波发生器的设计与实现学院：专业：班级：学号：姓名：班内序号：时间：目录摘要 (3)关键字 (3)设计任务要求 (3)（1）实验目的 (3)（2）实验任务要求 (3)设计思路与结构框图 (4)分块电路和总体电路的设计 (3)（1）窄脉冲发生器 (4)3）积分器电路迟滞电压比较器 (6)4）迟滞电压比较器 (7)5）总体电路 (7)所实现功能说明 (8)故障及问题分析 (11)实验总结和心得体会 (11)PROTEL绘制的原理图 (12)仪器仪表清单 (14)参考文献 (14)【摘要】本实验电路由方波—三角波发生器与迟滞电压比较器构成。
方波发生器产生方波信号，经过微分限幅后形成方波脉冲级，方波脉冲经积分累加电路形成阶梯波脉冲，通过迟滞电压比较器，产生周期性阶梯波。
调节相应电位器的阻值就能改变阶梯数、阶梯幅值和阶梯周期。
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。
【关键词】窄脉冲发生器迟滞电压比较器积分器阶梯波【设计任务要求】1.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.进一步工程设计和实践动手能力，建立系统概念。
3.掌握阶梯波发生器电路的结构特点。
4.掌握阶梯波发生器电路的工作原理。
2.实验任务要求基本要求（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（不要实际搭建），用protel软件绘制完整的电路原理图及印制电路版图。
提高要求（1）.用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图。
（2）.在阶梯波发生器的基础上，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。
探究环节（1）.提供其他阶梯波发生器的设计方案（2）.研究其他阶梯波发生器的应用实例，给出应用方案。
【设计思路与结构框图】系统设计框图如上图所示，主要包括方波发生器、微分与限幅电路、积分累加电路以及电子开关和累加器等基本单元。
阶梯波发生器的设计与实现实验报告
阶梯波发生器的设计与实现实验报告摘要：本实验主要用了三个运算放大器来实现阶梯波的发生，其中一个作为迟滞电压比较器，一个作为窄脉冲发生器，还有一个作为积分器。
窄脉冲发生器形成方波后，通过一个二极管使积分器对其中的负脉冲部分进行积分，形成阶梯波。
阶梯波的周期由迟滞电压比较器来控制，随着积分器的输出电压不断增高，迟滞电压比较器的会从输出低电平变为输出高电平，这时积分器输出电压会下降，当输出电压值降到迟滞比较器的下门限电压时，完成一个周期。
关键词：负脉冲积分反馈设计任务要求：基本要求>= 3V, 阶数N=6；1.利用所给元器件设计一个阶梯波发生器，f >= 500HZ, Uopp2.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）。
提高要求1.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本电流为不同值时三极管的输出特性曲线束。
探究环节：1. 能否提供其他阶梯波发生器的设计方案？若能，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。
设计思路：要形成阶梯波，可以用一个运算放大器对负脉冲进行积分，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，需要一个迟滞电压比较器。
总体结构框图如下。
总体结构框图下面就依次对负脉冲发生器、积分器、迟滞电压比较器的部分电路进行设计。
1.电源电路（原理图在14页PROTEL绘制的原理图中有）该实验不对电源电路进行要求，直接使用实验室已有的电源。
2.负脉冲发生器负脉冲虽然不能直接通过电路得到，但容易想到，如果在方波发生器与积分器之间加上一个二极管D4，使方波发生器与积分器之间只能导通负脉冲，那么方波发生器与二极管就形成了一个负脉冲发生器了。
方波发生器由一个LM741运算放大器U1、一个0.01u的电容C1和一个100k的电阻R1构成，如下图。
阶梯波发生器电路的设计
实验四阶梯波发生器电路的设计一、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、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。
三、实验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。
其原理框图如下图所示。
四、实验步骤1．首先设计一个方波发生器，设计电路原理如下图所示。
双击图中示波器，得到方波发生器的输出波形如图下所示。
从下图中可以读出方波的周期为2.767ms，幅度为5.878V。
图中另一条线为电容C1两端电压的变化曲线。
2.在方波发生器的输出端接电阻和电容组成的微分电路如下图所示。
示波器可以得到尖脉冲波形如下图所示。
3.设计限幅电路，将负半周的尖脉冲率除掉。
利用二极管的单向导电性来进行限幅，电路如下图所示。
阶梯波形发生器
实验四 阶梯波发生器电路的设计一、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）学习复杂的集成电路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。
三、阶梯波发生器实验原理首先由一个方波电路产生方波，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，再通过积分电路后，因脉冲作用时间很短，积分器输出就是一个负阶梯。
对应一个尖脉冲就是一个阶梯，在没有尖脉冲时，积分器的输出不变，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，积分器就起到了积分和累加的作用。
当积分累加到比较器的比较电压，比较器翻转，比较器输出正值电压，使振荡控制电路起作用，方波停振。
同时，这正值电压使电子开关导通，使积分电容放电，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，同时使电子开关截止，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。
四、分段电路图及原理分析 1.方波发生器：方波发生器由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。
其中，RC 既作为延迟环节，又作为反馈网络。
方波振荡周期41132R T=2R C ln(1+)R ，阈值电压4T Z 43R U =U R +R ±±∙。
因此，调整电路中的4R 、3R 可以改变方波的振荡幅度，调整1R 、1C 、43R R 可以改变振荡周期，其中1R 、1C 与T 成正比关系。
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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通信工程班级 120241 组号 14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周文晨学号********指导老师张国英成绩2014 年05 月29 日压控阶梯波发生器【实验名称】压控阶梯波发生器【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。
【设计要求】1、输出阶梯波的频率能被输入的直流电压所控制，频率控制范围为600Hz---1000Hz。
2、输出阶梯波的台阶数为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为0.5V至6V。
5、电路结构简单，所用原器件尽量少，成本低。
【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，达到设计的要求，写出总结报告仿真图，草图，电路图附本实验的报告后【参考元器件】1、运算放大器uA741,LM324，LM358.2、TTL电路74LS20，74LS161 ，74LS175。
3、CMOS缓冲器CD40104、稳压管二极管5、电阻电容电位器设计思路一：输出阶梯波的台阶数为十阶想法：采用十进制计数器，确保每十个时钟信号后清零。
选取74LS161芯片二：输出阶梯波每阶比例相等，电压为1V/阶想法：⑴采用权组网路，将数字信号转化为模拟信号⑵运用放大器，将输出信号放大以满足要求。
选取运算放大器LM358芯片另外，74LS161是单纯的计数功能芯片，带负载能力很弱。
对于后面串上的几十千欧级的电阻显得力不从心。
用万用表实测74LS161输出管脚的电压值，也确实发现高电平对应的实际电压值并不恒定。
为改善这样的情况，需把74LS161输出加到74LS175上，再把74LS175的输出加到CD4010上CD4010是缓冲器，可以把不稳的输入电压缓冲为稳定的输出电压，而且电流加大，大大加强了带负载的能力。
74LS175和CD4010共同组成了缓冲器，虽然对电路的逻辑功能没有影响，但却是实现电路功能不可或缺的一部分。
综上所述，电路应分为压频转换波分、计数部分、全电阻网络部分和信号放大部分。
我们选取的芯片为：LM358、74LS161、74LS175、CD4010元器件清单仿真设计与验证仿真电路图为：首先对压控振荡器进行测试。
用示波器观察CLK信号，发现电源V1确实能对CLK进行频率控制，仿真成功。
在仿真中，为方便起见，计数器直接采用74LS161，74LS161送出的结果直接加到权电阻上，经倒相后，得到了阶梯波形。
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；十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，最终得到正向的十阶波形。
实验过程我们首先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，确定面包板的横向、纵向导通状态，然后按照所设计的电路图进行布线，我们为了查线简单，保证插线时不绕线，不搭桥。
然后按照电路原理图连线。
对每个模块可以分别连线然后分别检查。
确定各个模块功能无误之后再对各模块连接以检查模块间的匹配问题。
在这个思路下，我们首先对压控振荡模块进行了调试。
由于压控振荡模块是按照标准图连线的，所以其调试比较简单，主要集中在输入电压与输出频率的匹配上。
最终我们把电容选择为1nf，再对滑动变阻器进行调节，得到了题目要求的电压——频率关系。
对计数器的调试。
为体现分模块化的设计思想。
调试计数器部分时输入脉冲选择的是实验板上的单步脉冲，然后将四个输出端对应接到实验板的数码管上。
显示十进制计数。
然后是对DA转换的调试。
过对权电阻数模转换电路的分析。
经过上面的调试，各块都已经工作正常了，压控振荡模块的输出上加了一个CD40106——集成施密特触发器。
施密特触发器能够把不标准的脉冲整形，成为标准的矩形波，从而可以被74LS161识别出来。
波形终于正常了。
我们通过这一系列的实验过程，最终达到要求，出现可爱的阶梯波。
数据记录输入输出数据电压(v) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 压控频率(Hz) 739 1128 1626 2049 2495 3204 3546 4002 4271 4701阶梯波频(Hz) 138.9 213.5 320.8 403.6 494.1 632.2 721.3 798.3 864.6 997.2整体电路和部分波形图课设感悟这是第一次老师让自己动手给定一个课题，让我们自己完成设计，仿真到接电路，出实验结果。
对我和搭档来说都是一个巨大的挑战。
首先，我先查阅了相关期刊，看看别人是如何实现的，通过期刊的学习，我初步了解了阶梯波的实现可以分成几个模块来实现，对每个模块进行研究，其实阶梯波实验中计数器部分和压频转换，运放放大部分在咱们上学期的电子技术试验课上，张老师都有教授，我们做的是需要把每个部分整合联系在一起，同时将以前的模电数电知识重新捡起来对自己是一个温故而知新的过程。
在电路图画好之后，我们开始连线。
我们连了两遍板子，因为我们的布线杂乱无章，导致第一部分压频转换的波形就没有出来，一气之下，我把所有的线都拔了，重新开始连，我本着不交叉，不重叠，尽量走直线，电源和地线都另外接到小长版上，结果第一二部分很快就出结果了。
我们在第三部分计数器波形出不来，我又查了一下线，发现其中一个线和电源线查到一块了，还导致了我们的一个二极管烧了。
还好发现及时，我们赶紧改线。
后面的一系列在短短一个小时就出来了，当波形出来那一刻，真的特别自豪，开心，觉得自己每天往实验室跑都是有意义的。
当我们的波形出来后，请张老师来看我们的波形结果，张老师说我们的阶梯波不满足电压为1V/级，让我们再调调。
于是，我思考了一下，觉得需要把正反馈倍数用电位器调节，结果就满足了老师的要求。
这次试验让我系统的了解了阶梯波的设计原理，同时也增加了我接下来模电课设的信心！基于运放的信号发生器设计【实验名称】基于运放的信号发生器设计仿真图，电路图，草图附在本试验的报告后【设计任务】本课题要求使用集成运算放大器制作正弦波发生器，在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电路。
经过波形转换可以产生同频三角波，方波信号。
【设计要求】使用一片LM324，采用经典振荡电路，产生正弦信号，频率范围360HZ~100KHZ。
输出信号幅度可调，使用单电源供电以及增加输出功率。
【扩展要求】1. 扩大信号频率的范围2.增加输出功率3.具有输出频率的显示功能【参考元器件和芯片】LM324，电位器，电阻，电容若干。
【课题说明】LM324芯片中包含四个运算放大器，其中一个运算放大器用于振荡电路，两个运算放大器用于电路放大，一个运算放大器用于功率输出。
设计思路整体设计思路：振荡电路部分→两级放大部分→功率输出部分=>符合要求的正弦波使用运算放大器LM324，组成由基本放大电路，选频网络，正反馈网络构成的经典振荡电路，产生自激振荡的正弦波。
使用同轴电位器，对信号的频率范围进行调节，使其在360Hz~100kHz时可产生输出信号幅值基本稳定的正弦波。
尽量使用单电源供电以及增加输出功率等要求。
元器件清单LM324的介绍：2-kV ESD Protection for:− LM224K, LM224KA− LM324K, LM324KA−LM2902K, LM2902KV, LM2902KA VWide Supply Ranges− Single Supply . . . 3 V to 32 V(26 V for LM2902)− Dual Supplies . . .1.5 V to16 V(13 V for LM2902)Low Supply-Current Drain Independent ofSupply Voltage . . . 0.8 mA TypCommon-Mode Input Voltage RangeIncludes Ground, Allowing Direct SensingNear GroundLow Input Bias and Offset Parameters−Input Offset Voltage . . . 3 mV TypA Versions . . . 2 mV Typ−Input Offset Current . . . 2 nA Typ−Input Bias Current . . . 20 nA TypA Versions . . . 15 nA TypDifferential Input Voltage Range Equal toMaximum-Rated Supply Voltage . . . 32 V(26 V for LM2902)Open-Loop Differential VoltageAmplification . . . 100 V/mV TypInternal Frequency Compensati详细设计过程正弦波发生部分：经典振荡器部分由基本放大电路，选频网络，正反馈网络组成。
其中，基本放大电路作用：使电路获得一定幅值的输出量；选频网络作用：确定电路的振荡频率，保证电路产生正弦波振荡；正反馈网络作用：在振荡电路中,当没有输入信号的情况下,输入正反馈信号作为输入信号。
RC桥式正弦波振荡电路原理两级放大电路：由于LM324的增益带宽为一定值, 查使用手册知约为1.5MHZ。
因此, 如果要提高增益则带宽将减小。
所以为了达到较高放大倍数又要有足够的宽频带，我们可以采用了二级放大器来实现, 两级均采用反相放大器。
第一级级放大器的放大倍数小于第二级的放大倍数,我们的两级放大倍数设计的总放大倍数约为800倍，但是我们在后期连接与调试过程中，调整了第一级的放大倍数，最终确定的总的放大倍数大约为600多倍。
单电源部分：正常一般采用双电源供电, 这时它的4脚接正电源这里正电源电压为+12V, 11脚接负电源-12V。
我们根据题目要求改用单电源,将电路原来接正电源的地方仍旧接正电源, 原来接地的地方改接1/2(V CC),通过+12V利用吊电阻分压得到。
最终实现了单电源供电。
仿真设计与验证仿真电路图为：波形参数：Oscilloscope data: SCPTime base: 0.004036 seconds per divisionTime offset: 0.000000 secondsChannel A sensitivity : 1.000000 volts per divisionChannel A offset: -5.400000 voltsChannel A color: 255Channel B sensitivity : 0.500000 volts per divisionChannel B offset: 0.000000 voltsChannel B color: 6604900Channel A connected: yesChannel B connected: noColumn 1 Time (S)Column 2 Channel_A V oltage(V)Column 3 Channel_B V oltage(V)Time Channel A-------------------------------0.000000000000e+000 6.0000e+0001.000000000000e-007 6.0000e+0002.000000000000e-007 6.0000e+0004.000000000000e-007 6.0000e+000实验过程我们首先用万用表对元器件进行测试，确定元器件完好。