阶梯波发生电路的设计

实验三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器电路的设计。

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

1、阶梯波发生器原理

要设计阶梯波发生电路，首先要设计好方波发生电路，然后通过微分电路，这是会得到上下均有尖脉冲的波形。这是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累加电路时，一个尖脉冲累加为一个固定的值，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。当累加结果没有超过比较器的阈值时，会一直累加下去。而达到门限后，比较器输出电压翻转，输出正电压使振荡控制电路工作，使方波停振，同时积分电容对地短路放电，电容器恢复起始状态累加结束。而在电容放电之后，积分器输出由负值向零跳变，使比较器又一次翻转，振荡电路不能工作，比较器输出变为负

阶梯波发生原理框图

2、实验原理图

阶梯波原理图

四、实验过程

1、电路设计

（1）方波发生电路设计

设计电路如图3.03所示，从图3.04所示的示波器中可读出方波的周期为3.774ms。

方波发生电路

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R3和电容C2即可组成下图所示的微分电路，示波器所得的输出波形见下下图的尖脉冲波形。

方波发生电路+微分电路

方波微分后波形

（3）限幅电路设计

限幅电路的作用是将负半周期的尖脉冲滤除掉。可利用二极管的单向导电性来进行限幅，电路如图所示。示波器显示的单边尖脉冲如图所示。

方波发生电路+微分电路+限幅电路