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：

t

u o o

U 0.25U

5

5

5

5

0.5U 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。