阶梯波信号发生器.docx

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 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。 进一步提高工程设计和实践动手能力，建立系统概念。 实验任务 基本要求： 利用所给元件设计一个阶梯波发生器，，阶数； 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： 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。 探究环节： 能否提供其它阶梯波发生器的设计方案？ 探索其他阶梯波发生器的应用实例。 实验原理 迟滞比较器阶梯返回控制门 迟滞比较器 阶梯返回控制门 积分器 阶梯形成控制门 窄波发生器 输出 四、实验所用仪器及元器件 仪器： 函数信号发生器 示波器 晶体管毫伏表 万用表 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） uA741参数如下： Symbol符号 Parameter 参数 最小. 典型. 最大. Unitd? 单位 Vio Input Offset Voltage (Rs ≤ 10KΩ)? 输入失调电压 - mV Tamb = +25℃ - 1 5 Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax - - 6 Iio Input Offset Current 输入失调电流 nA Tamb = +25℃ - 2 30 Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax - - 70 Iib Input Bias Current 输入偏置电流 nA Tamb = +25℃ - 10 100 Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax - - 200 Avd Large Signal Voltage Gain (Vo=±10V, RL=2KΩ) 大信号电压增益 V/mV Tamb = +25℃ 50 200 - Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 25 - ? SVR Supply Voltage Rejection Ratio (Rs ≤ 10KΩ) 电源电压抑制比 dB Tamb = +25℃ 77 90 - Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 77 - - ICC Supply Current, no load 电源电流（空载） mA Tamb = +25℃ - 1.7 2.8 Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax - - 3.3 Vicm Input Common Mode Voltage Range 输入共模电压范围 V Tamb = +25℃ ±12 - - Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax ±12 - - CMR Common Mode Rejection Ratio (RS ≤ 10KΩ)共模抑制比 dB Tamb = +25℃ 70 90 - Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax? 70 - - IOS Output short Circuit Current输出短路电流 10 25 40 mA 五、 设计与制作步骤 1、设计电路 1）由参考公式可知 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。 根据要求，N=6，就需要，为了计算方便，并且便于检验四个电位器的作用，根据书中所给电位器参数，将电位器调于约50%处，此时取，使出现的波形更接近与要求，接下来就要在实际电路中进行微调输出符合要求的信号。 2）、 Multisim绘制原理图并进行仿真实验 窄脉冲发生器 功能分析：在U4的同相端输入一个正相偏置电压，反相输入端接一个电容并通过R1与输出端相连，具有积分功能，输出为正负交替的方波。调节Rf1，Rp1可以改变正向偏置电压，进而改变方波的占空比与周期。 积分器 U4产生的方波通过二极管D1，变成了负脉冲，这个脉冲通过R2输入U2的反向输入端，U2