阶梯波发生电路实验指导书.doc

实验三 阶梯波发生电路一．实验内容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二．实验原理为了设计一个负阶梯波发生器，首先考虑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。

其原理框图如下三．阶梯波发生器实验原理图（图中器件有型号和参数值标注） 四．电路的分段测试波形和最终输出的阶梯波方波发生器产生的方波如下方波发生器+微分电路产生波形如下方波发生器+微分 +限幅电路产生波形如下最终阶梯波发生电路产生波形图如下五．实验分析a) 调节电路中哪些元器件值可以改变阶梯波的周期？b) 调节电路中哪些元器件值可以改变阶梯波的输出电压范围？⒈ 方波周期取决于 R、C 的充放电时间常数和 R3/(R2+R3)V0 的值，T=2R1C1ln(1+2R3/R2), 增大 R1、C1 、R 3，能使 T 增大，增大 R2，使 T 减小⒉ 方波的阶梯个数取决于 C2、C3 的比值，△V02 ≈−C2/C1V01 (V01 是指限幅后输出电压，V02 是指积分累加电路输出电压) V01≈R 5Cdvi/dt△V02 是指阶梯高度且与阶梯个数成反比3.VT+= VOH+ x(-15)8)9/7(R8)9/7(RVT -= VOL+ x(15))/( )/(改变 R7、R8 、 R9 会改变迟滞比较器的门限电压从而会影响输出电压范围4． D4、C2 构成微分电路，其取值与尖脉冲的高度和宽度有关也会影响后面阶梯波的形状。