北京工业大学电子实验报告压控阶梯波发生器(数字类)
阶梯波发生器
二、实验原理
设计一个测量NPN型晶体管输出特性曲线的电路。
测量电路设置标有e,b,c 引脚的插孔，当被测晶体管插入插孔并通电后，示波器屏幕上便显示出被测晶体管的输出特性曲线。
设被测晶体管的电流放大系数β的最大值为300.主要设计要求如下：
1、用以形成锯齿波和阶梯波的矩形波电压的频率f=500Hz,误差为+10Hz，占空
比为10%左右，电压幅度为TTL电平
2、晶体管基极阶梯电流iB的起始值为0（不高于0.5μA）,级数为8级，每一
个阶梯的电流增量为5μA，误差+10%
3、晶体管集电极的扫描电压的起始值为0V（不高于0.1V），其幅度不低于10V。
晶体管输出特性曲线是描述晶体管各极电流与极间关系的曲线，以基极电流作为参变量，研究集电极电流随集射极电压的变化关系，要在示波器上显示波形，实验中是用Rc的电压代替Rc的电流。
电路图及输出特性曲线
各分电路图参见博客其他篇目，下面是总。
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。
北京工业大学控制工程实验报告
控制工程基础课程实验报告北京工业大学机电学院班号彩虹人实验一 控制系统的阶跃响应实验二、实验内容1、传递函数102102)(1++=s s G s图像结果：代码： num=[10]; den=[1 2 10];damp(den)Eigenvalue Damping Frequency -1.00e+00 + 3.00e+00i 3.16e-01 3.16e+00-1.00e+00 - 3.00e+00i 3.16e-01 3.16e+00 (Frequencies expressed in rad/TimeUnit)step(num,den)理论值计算：%13.12%100445147.3%%07.16%10033518.2%%21.0%100047.1047.10492.1%%0074.0%100351.1351.13509.1%4/43/3047.11/351.11212121/maxth 2=⨯-==⨯-==⨯-==⨯-======-==+=--ath ath p n ath n ath n pth t t t c st s t s t eC ΔΔΔΔξωξωωξπξξπ2、3、4、1022123)s (3+++=s s s G ：102431234)(4++++=s s s s G s ：七、实验报告要求：（1）分析系统的阻尼比和无阻尼振荡频率对系统阶跃响应的影响 答：阻尼比决定了振荡特性,0<ξ<1越小，其阶跃响应超调量越大，上升时间越长。
,0<ξ<1, 有振荡ξ＞1，无振荡。
系统无阻尼振荡频率越大，阶跃响应的反应速度越快.（2）分析响应曲线的零初值，非零初值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线初值不为0，当分子多项式的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的初值为零初值。
（3）分析响应曲线的稳态值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线稳态值为零；当分子多项式的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的稳态值为1.八、思考题：分析系统零点对阶跃响应的影响答：当系统存在不稳定零点时，系统的阶跃响应可能有向下的峰值,，零点的存在使振荡响应增加。
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）。
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。
压控阶梯波发生器基于运放的信号发生器设计
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。
101数字电子技术实验指导@北工大w9
目录第一部分实验要求。
1第二部分基本实验。
3 实验一常用电子仪器使用及反相器。
3 实验二门电路功能测试及逻辑代数应用。
5 实验三组合逻辑电路的分析与设计。
8 实验四多路选择器及函数发生器。
9 实验五触发器功能测试及应用。
11 实验六计数器和寄存器的实际应用。
14 实验七时序电路的分析和设计。
16 实验八定时电路的实际应用。
18第三部分 EDA实验。
21 实验一译码器及多路选择器的应用。
21 实验二数码管扫描显示电路。
27第四部分常用电子仪器使用说明。
38 第一节SS-7804示波器。
38 SS-7802示波器的光标测量功能简介。
55 第二节小型数字万用表9233使用说明。
58 第三节 SXJ—Z2电子技术学习机。
62第五部分附录。
70附录一常用集成电路简介。
70附录二元器件介绍。
74第一部分实验要求一、实验部分的教学基本要求实验课的目的是培养学生的电子电路实验研究能力，培养学生理论联系实际的能力。
使学生能根据实验结果，利用所学理论，通过分析找出内在联系。
从而对电路参数进行调整，使之符合性能要求。
在实验中培养学生实事求是，严谨的科学作风。
实验部分的基本要求是：1.正确使用常用电子仪器，如示波器、信号发生器、数字万用表、参数测试仪、稳压电源等。
2.掌握基本的测试技术，如测量频率、相位、时间、脉冲波波形参数、电压或电流的平均值、有效值、峰值以及电子电路的主要技术指标。
3.具有查阅电子器件手册的能力。
4.根据技术要求能选用合适的元器件，设计常用的小系统，并进行组装和调试。
5.初步具有分析，寻找和排除电子电路中常见故障的能力。
6.初步具有正确处理实验数据、分析误差的能力。
7.能独立写出严谨的、有理论分析的、实事求是的、文理通顺、字迹端正的实验报告。
二、实验规则为了顺利完成实验任务，确保人身、设备安全，培养严谨、踏实、实事求是的科学作风和爱护国家财产的优秀品质，特制定以下实验规则。
1.实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。
阶梯波实验报告总结
阶梯波实验报告总结1. 实验目的本次实验的目的是通过观察和研究阶梯波在传播过程中的特点，了解阶梯波在不同介质中的传播规律，并进一步探讨阶梯波的应用。
2. 实验原理阶梯波是一种特殊的波形，其波纹间存在突变。
在传播过程中，阶梯波会发生反射、折射等现象，其传播速度也会发生变化。
根据介质的不同，阶梯波的特性也会发生变化。
3. 实验装置与方法实验装置主要包括信号发生器、波形观测器、示波器等仪器。
实验方法主要是通过调节信号发生器的频率和振幅、监测观测器上的波形变化来研究和验证阶梯波的传播规律。
4. 实验过程与结果我们首先搭建好实验装置，将信号发生器与波形观测器以及示波器相连接，保证电路连接正确。
之后，我们设置信号发生器的频率和振幅，观测波形观测器上的波形变化。
在不同介质条件下，我们观测到了不同的波形变化。
当阶梯波传播到介质边界时，会发生反射和折射。
我们发现，当阶梯波从一个密度较大的介质传播到一个密度较小的介质时，反射波幅度增大，传播速度变小；相反，当阶梯波从一个密度较小的介质传播到一个密度较大的介质时，反射波幅度减小，传播速度变大。
这说明阶梯波在介质边界的传播受到了介质密度的影响。
在实验过程中，我们还改变了信号发生器的频率和振幅，观察到了阶梯波传播的不同情况。
当频率较低时，波形较为平缓；当频率较高时，波形变得更加陡峭。
通过实验，我们进一步验证了阶梯波在不同频率下的传播特点。
5. 实验分析与讨论通过本次实验，我们对阶梯波的传播规律有了更深入的了解。
阶梯波在传播过程中会发生反射、折射等现象，其传播速度也会随着介质的密度变化而变化。
此外，阶梯波的频率和振幅也会对传播过程产生影响。
阶梯波在实际中有着重要的应用价值。
例如，在地震勘探中，我们可以利用阶梯波的传播速度和频率响应来分析地下地质结构，从而获取有关地下资源的信息。
阶梯波的应用也可扩展到其他领域，如医学影像学、无线通信等。
6. 实验总结通过本次实验，我们深入了解了阶梯波的传播规律。
北京工业大学电子工程设计--二阶实验报告
电子工程设计第二阶段设计报告 4
一、摘要
在上学期我们完成了温度控制系统的第一阶段，在这一阶段，我们完成了焊接 包括电源板、驱动器和变送器在内的一些工作。也为我们这次的第二阶段做好 了准备。通过上学期的准备，我们对焊接电路已经基本上熟练掌握了，对一些 电路的原理和设计也都达到了必要的要求，正是基于此我们目前已经完成了第 二阶段的所有内容。下面就主要介绍一下我们第二阶段的工作。
（一）、电路工作原理及主要元件的功能 ..5 （二）、电路的调试 ......................................9 四 数/模(D/A)转换电路......................................10 （一）、电路工作原理及主要元件功能 ....10 （二）、电路主要参数计算 ........................12 (三)、电路调试 ..........................................12 五、 模/数(A/D)转换电路..................................13 （一）、ADC0804 芯片介绍.......................13 （二）、电路主要参数计算 ........................14 （三）、电路调试 ...................................Байду номын сангаас....15 六、电路显示与键盘控制电路 ..........................16 （一）、电路工作原理 ................................16 (二).电路调试 ............................................19 七、温度测量 ......................................................22 八、 心得体会 ....................................................25 九、附录 ..............................................................26
阶梯波发生器电路实验报告
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： (2)关键词： (2)实验任务 (3)1、基本要求： (3)2、提高要求： (3)3、探究环节： (3)实验设计 (3)结构框图： (3)1.阶梯波发生电路 (3)2.三极管输出特性测试电路： (4)电路实现方案和原理： (4)1.阶梯波发生器方案和原理： (4)a.脉冲发生器电路设计 (5)b.积分器电路设计 (6)c.迟滞电压比较器电路设计 (6)2.交流电转12v直流电源电路设计： (7)3.三极管输出特性曲线测试电路方案和原理： (8)电路特性仿真（orcad）： (8)1.脉冲发生器反馈电阻（R1）对波形的影响： (8)2. Rf1对阶梯波的影响： (10)3.Rp1对阶梯波电路的影响： (11)4.Rp3对阶梯波电路的影响： (13)5.Rw3对阶梯波电路的影响： (14)电路测试与实现 (15)调试方法： (15)电路实现： (15)1.面包板搭建实现： (15)2.脉冲波输出波形： (16)3.阶梯波输出： (17)4.三极管输出特性曲线输出： (17)故障、问题分析及解决： (18)总结与体会： (18)附录： (19)1.元器件： (19)2.仪器仪表： (19)3.工具： (20)4.protel原理图 (20)a.电源电路（单路12v DC） (20)b.阶梯波发生电路（左）和三极管输出特性测试电路（右） (20)5.PCB印刷 (21)a.电源电路（单路12v DC） (21)b.阶梯波发生电路及三极管输出特性测试电路 (22)PCB板接口注释： (22)参考资料： (23)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。
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。
实验三__阶梯波发生器的设计与仿真 2
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、实验原理与要求
阶梯波发生器原理框图如下：
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。
)对电路进行分段测试和调节，直至输出合适的阶梯波。
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。
实验电路图如下：
三、实验内容与步骤
1．方波发生器电路
输出波形：
2．方波发生器+微分电路
输出波形：
3．方波发生器+微分电路+限幅电路
输出波形：
4．方波发生器+微分电路+限幅电路+积分电路
输出波形：
5．阶梯波发生电路
输出波形：
四、实验总结
在搭建比较复杂的电路时，可以先将电路分成几个模块，分块搭建，这样减轻了难度，也容易查错。
正式做实验前，应该先了解试验所用的器件，知道它们的特性，并事先计算或
推测出每个地方该出什么波形，这样便于检查。
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。
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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：V12 V C11uFR1100kΩR25kΩR31kΩR4100kΩR5100kΩU174LS161NQA 14QB 13QC 12QD11RCO15A 3B 4C 5D6ENP 7ENT10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274LS175D1D 4CLK91Q 2~CLR 12D 53D 124D13~1Q 3~2Q 63Q 10~3Q 112Q 74Q 15~4Q14U3A74LS20D5U4ALM358D32481U5A LM358D 32481U6ALM358D3248134U7A40106BD_5V6R6100kΩKey=A 50%GNDVDD 15V VDD 15V VEE-15VVEE -15VVEE -15VVDD15V VEE VEEVDDVDDR71kΩVCC 5V R81kΩR92kΩR104kΩR118kΩR122kΩKey=A 50%R132kΩKey=A 50%R142kΩKey=A50%R152kΩKey=A50%1718192021222324VEE VDDR161kΩ0R17680Ω27R182kΩ26XSC1A BExt Trig++__+_1211D11N4148109830729VCC GNDD21N575815251228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：±U T =±·U Z在波形图的t2时段，U O1是对U I的线性积分，起始值记作+U T，终值记作-U T，因而t2应满足-UT=，解得，当R1>>R2时，振荡周期T≈t2，故振荡频率受控于输入电压：。
Lm358芯片信息：Wide Supply Range:− Single Supply . . . 3 V to 32 V(26 V for LM2904)− or Dual Supplies . . . 1.5 V to 16 V(13 V for LM2904)Low Supply-Current Drain, Independent ofSupply Voltage . . . 0.7 mA T ypCommon-Mode Input Voltage RangeIncludes Ground, Allowing Direct SensingNear GroundLow Input Bias and Offset Parameters:− Input Offset Voltage . . . 3 mV T ypA Versions . . . 2 mV T yp− Input Offset Current . . . 2 nA T yp− Input Bias Current . . . 20 nA T ypA Versions . . . 15 nA TypDifferential Input Voltage Range Equal toMaximum-Rated Supply Voltage . . . 32 V(26 V for LM2904)Open-Loop Differential VoltageAmplification . . . 100 V/mV T ypInternal Frequency Compensation 内部结构：Lm358管脚图：计数器部分用74LS161和74LS20组成计数器，其中A~D 为四个输入端，QA~QD 为四个输出端，采用置数法完成十进制计数器。
ENP ,ENT ,LOAD,CLR 根据要求分别置高低电平。
CLK 连接压频转换电路的输出端。
2 V C11uFR1100kΩR25kΩR31kΩR4100kΩR5100kΩU4ALM358DU6ALM358D6R6100kΩKey=A50%VDD15VVDD15V VEE-15VVEE-15VVEE VEEVDDVDDR71kΩ1211D11N4148109830774LS161和74LS20管脚图：权电阻网络部分74LS175——四D触发器集成电路，可以用来构成寄存器。
功能表如下：权电阻网络是把数字信号转换为模拟信号称为数模转换，其原理是将二进制数字量形式的离散信号转换成以标准量为基准的模拟量。
74LS175管脚图：内部结构：放大器部分 具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成功能模块。
如图，使用运算放大器构成正向比例放大器，对输出信号幅度加以调节，以满足实验要求。
（七）实验调试过程首先用万用表元器件测试，确定元器件完好，测试面包板，确定面包板的导通状态，然后按照设计的电路图布线，连线整齐、简明。
组装完毕后，对各个模块单独测试。
调试中发现的问题： 压频转换部分输出信号：2 V C11uFR1100kΩR25kΩR31kΩR4100kΩR5100kΩU174LS161N QA14QB 13QC 12QD11RCO15A 3B 4C 5D6ENP 7ENT10~LOAD 9~CLR 1CLK2U274LS175D 1D 4CLK91Q 2~CLR 12D 53D 124D13~1Q 3~2Q 63Q 10~3Q 112Q 74Q 15~4Q14U3A 74LS20D 5U4ALM358D32481U5ALM358D 32481U6ALM358D3248134U7A40106BD_5V6R6100kΩKey=A 50%GNDVDD 15VVDD 15V VEE-15VVEE -15VVEE -15VVDD15V VEE VEEVDDVDDR71kΩVCC5V R81kΩR92kΩR104kΩR118kΩR122kΩKey=A50%R132kΩKey=A 50%R142kΩKey=A50%R152kΩKey=A 50%1718192021222324VEE VDDR161kΩ0R17680Ω27R182kΩ26XSC11211D11N4148109830729VCC GNDD21N575815251228发现信号并不整齐，影响后面TTL计数电路的识别和波形发生。
在调整稳压管和增加施密特触发器个数后，波形得到改善：计数器部分调试：输入脉冲选择实验板上固定脉冲，四个输出端对应接到实验板数码管上。
验证十进制计数器工作情况。
验证无误后，将输入脉冲改为压频转换电路生成的脉冲信号，进一步确认信号通路完好。
权电阻网络及运放部分调试：在信号输出部分，可以产生阶梯波，但各阶幅值并不相等，使用示波器测量线发现部分阶梯大于1V，而有的小于1V。
使用万用表欧姆档测量权电阻阻值发现比例并非严格的8：4：2：1，导致阶梯比例失调。
通过调节支路上的电位器使阶梯比例趋于严格。
调试完毕，最终产生的波形为：完成本次试验全部效果。
（八）总体电路参考资料《模拟电子技术》（第四版）童诗白主编；高等教育出版社。
《数字数字电子技术》阎石主编;高等教育出版社。
（九）心得体会此次电子技术课程设计，让我懂得了实践的重要性。
即使课本知识掌握的很好，如果不会综合运用，也是一些支离破碎的知识，这是无用的，而如果能运用而实际动手能力很差，理论与实际结合不起来，学得再好也没有用。
这次课程设计恰好是将课本知识与动手实践结合起来。
一方面，它加深与巩固了所学的各章节的理论，并将其综合运用，提高了我们综合运用知识的能力；另一方面，培养了我们学习知识的兴趣。
虽然，我们这次遇到很多困难，经过努力，都得以解决。
经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告，使我得到一次较全面的实践训练。
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。