EDA設(shè)計實驗報告

1、南 京 理 工 大 學(xué)eda設(shè)計（）實驗報告作 者:張夢甜學(xué) 號：1010200217學(xué)院(系):自動化專 業(yè):自動化 指導(dǎo)老師： 吳少琴 實驗日期： 2012年10月22日 2012年10月 eda設(shè)計（）實驗報告 第 50 頁 共 50 頁摘 要 本文包括了三個設(shè)計實驗：單級放大電路、負反饋放大電路和階梯波發(fā)生電路。通過對這些模擬電路的設(shè)計與仿真，給出了實驗原理圖，并將實驗結(jié)果與理論值進行了比較，得出相對誤差。實驗一設(shè)計了一個分壓偏置的單管電壓放大電路，通過調(diào)節(jié)電路靜態(tài)工作點，觀察電路出現(xiàn)飽和失真和截止失真的輸出信號波形，并測試了對應(yīng)的靜態(tài)工作點值。在最大不失真條件下測試了電路的靜態(tài)工作點

2、，三極管的輸入輸出特性曲線和，的值，電路的輸入輸出電阻和電壓增益，電路的頻率響應(yīng)曲線。 實驗二設(shè)計了一個阻容耦合兩級電壓放大電路，第一級為差分放大電路，第二級是射級輸出放大器。并給電路引入了電壓串聯(lián)負反饋，測試了負反饋接入前后電路放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻和頻率特性。通過改變輸入信號幅度，觀察并記錄了負反饋對電路非線性失真的影響。實驗三設(shè)計了一個周期性下降階梯波電路，對電路進行了分段測試和調(diào)節(jié)，直至輸出合適的階梯波。通過改變電路元器件參數(shù)，觀察輸出波形的變化，確定了影響階梯波電壓范圍和周期的元件。最后針對該實驗作進一步探索，設(shè)計出了上升階梯波。關(guān)鍵詞 單級放大電路負反饋電路階梯波仿真目 次摘要2

3、實驗一 單極放大電路的設(shè)計和仿真4一 實驗?zāi)康?二 實驗要求4三 實驗步驟5四 實驗小結(jié)16實驗二 負反饋放大電路的設(shè)計與仿真17一 實驗?zāi)康?7二 實驗要求17三 實驗步驟18四 實驗小結(jié)26實驗三 階梯波發(fā)生器電路的設(shè)計28一 實驗?zāi)康?8二 實驗要求28三 實驗步驟28四 實驗小結(jié)48實驗心得49參考文獻50實驗一 單級放大電路的設(shè)計與仿真一、實驗?zāi)康?. 設(shè)計一個分壓偏置的單管電壓放大電路，要求信號源頻率10khz(峰值1mv) ，負載電阻10k，電壓增益大于100。2. 調(diào)節(jié)電路靜態(tài)工作點(調(diào)節(jié)偏置電阻)，觀察電路出現(xiàn)飽和失真和截止失真的輸出信號波形，并測試對應(yīng)的靜態(tài)工作點值。3.

4、調(diào)節(jié)電路靜態(tài)工作點(調(diào)節(jié)偏置電阻)，使電路輸出信號不失真，并且幅度盡可能大。在此狀態(tài)下測試： 電路靜態(tài)工作點值； 三極管的輸入、輸出特性曲線和、 、值； 電路的輸入電阻、輸出電阻和電壓增益； 電路的頻率響應(yīng)曲線和、值。二、實驗要求1. 給出單級放大電路原理圖。2. 給出電路飽和失真和截止失真時輸出電壓的波形圖。并給出兩種狀態(tài)下三極管的靜態(tài)工作點值。分析出現(xiàn)失真原因。3. 電路工作在不失真狀態(tài)下： （1）給出測試三極管靜態(tài)工作點的測量值； （2）給出測試三極管輸入、輸出特性曲線和、 、值的實驗圖，并給出測試結(jié)果。 （3）給出輸出波形圖，求出放大倍數(shù)，并與理論計算值進行比較； （4）給出測量輸入電

5、阻和輸出電阻的實驗圖，求出測試結(jié)果，并和理論計算值進行比較。 （5）給出電路的幅頻和相頻特性圖，并給出電路的、值。三、實驗步驟3.1 單級放大電路 實驗原理圖：3.1.1 飽和失真當電位器阻值為95% ，顯示飽和失真波形如下圖：此時靜態(tài)工作點為：所以，i（bq）=92.5443ua i(cq)=3.38521ma u(beq)=0.67218v u(ceq)=0.10573v3.1.2 截止失真當電位器阻值為5%時，顯示截止失真波形如下圖：此時靜態(tài)工作點為：所以，i(bq)=61.29678na i(cq)=5.11877ua u(beq)=461.65213mv u(ceq)=11.9778

6、2v3.1.3 最大不失真輸出當電位器阻值為85% 時，顯示最大不失真波形如下圖：此時靜態(tài)工作點為：所以，i(bq)=16.01874ua i(cq)=2.32789ma u(beq)=0.7008v u(ceq)=3.483v3.2 動態(tài)分析3.2.1 測試輸入特性測試三極管輸入特性曲線實驗圖：三極管輸入特性曲線：拉桿數(shù)據(jù)：由以上數(shù)據(jù)可得3.2.2 測試輸出特性測試三極管輸出特性曲線的實驗圖：三極管輸出特性曲線：測：拉桿數(shù)據(jù)：所以，3.2.3 測試電壓增益測試放大電路在保持最大不失真輸出時電壓增益的電路如圖：萬用表顯示值： 根據(jù)電壓增益的定義， 的理論值為： 相對誤差3.2.4 測試輸入電阻

7、最大不失真時測輸入電阻：萬用表顯示值： 根據(jù)輸入電阻的定義得 ri的理論值為：相對誤差3.2.5 測試輸出電阻最大不失真時測輸出電阻：萬用表顯示值： 根據(jù)輸出電阻定義得 的理論值為：相對誤差3.2.6 測試頻率特性對實驗電路進行交流分析，可得到如圖所示的頻率特性曲線:拉桿數(shù)據(jù)：可得此電路的通帶為102.2251hz到15.1889mhz，帶寬為15.1888mhz。即=102.2251hz,= 15.1889mhz。四、實驗小結(jié)4.1 實驗結(jié)論當三極管工作在放大區(qū)時具有電流放大作用，只有給放大電路中的三極管提供合適的靜態(tài)工作點才能保證三極管工作在放大區(qū)，如果靜態(tài)工作點不合適，輸出波形則會產(chǎn)生非

8、線性失真，即飽和失真和截止失真，從而無法正常放大。當靜態(tài)工作點設(shè)置在合適的位置時，即保證三極管在交流信號的整個周期均工作在放大區(qū)時，三極管具有電流放大特性，通過合適的外接電路，可實現(xiàn)電壓放大。表征放大電路放大性能的交流參數(shù)有電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻。由于電路中存在電抗性元件，因此，對于不同頻率的輸入交流信號，電路的電壓放大倍數(shù)不同，電壓放大倍數(shù)和頻率的關(guān)系定義為頻率特性。頻率特性包括幅頻特性和相頻特性，前者指電壓放大倍數(shù)的幅度與頻率的關(guān)系，后者指電壓放大倍數(shù)的相位和頻率的關(guān)系。4.2 實驗中遇到的問題和解決的辦法（1）遇到問題：設(shè)計的元器件參數(shù)在仿真之后，發(fā)現(xiàn)電路始終存在失真，所得的靜

9、態(tài)工作點不合適； 解決辦法：仔細復(fù)習(xí)了模擬電子線路的第二章，調(diào)節(jié)了參數(shù)，重新按照新的參數(shù)進行設(shè)計，這次放大器可以很好地實現(xiàn)放大效果。（2） 遇到問題：實驗結(jié)果有的與理論值有差異； 解決辦法：其原因可能是實際器件與理論不是十分符合，存在一定差異。在電路特性的研究中，尤其是在電路非線性失真部分，可以將，處添加相應(yīng)大小的滑動變阻器，這樣可以簡化電路調(diào)節(jié)中繁瑣的替換操作。4.3 實驗體會 本次實驗讓我更進一步鞏固了射級放大器的工作原理，熟悉了multisim仿真軟件的用法，掌握了三種電路分析方法，分別是直流工作點分析、直流掃描分析、交流分析?？梢赃\用multisim軟件對模擬電路進行設(shè)計和性能分析，掌

10、握了eda設(shè)計的基本方法和步驟。實驗二 負反饋放大電路的設(shè)計與仿真一、實驗?zāi)康?. 設(shè)計一個阻容耦合兩級電壓放大電路，要求信號源頻率20khz(峰值5mv) ，負載電阻10k，電壓增益大于100。2. 給電路引入電壓串聯(lián)負反饋： 測試負反饋接入前后電路放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻和頻率特性。 改變輸入信號幅度，觀察負反饋對電路非線性失真的影響。二、實驗要求1. 給出引入電壓串聯(lián)負反饋電路的實驗接線圖。2. 給出負反饋接入前后電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻，并驗證。3. 給出負反饋接入前后電路的頻率特性和、值，以及輸出開始出現(xiàn)失真時的輸入信號幅度。4. 分析實驗結(jié)果。三、實驗步驟）負反饋接入前1

11、）阻容耦合的兩級放大電路的原理圖2）動態(tài)參數(shù)的計算 求輸入電阻求輸出電阻求電壓增益3） 頻率特性通頻帶范圍=21.0258hz =144.7730khz輸出開始失真時的情況 a、未失真時的輸入輸出波形圖：b、調(diào)節(jié)輸入信號幅度而開始失真的輸入輸出波形：此時的輸入信號為8mv）負反饋接入后（接入電壓串聯(lián)負反饋） 1）引入負反饋后的實驗接線圖2）動態(tài)參數(shù)的計算求輸入電阻 求輸出電阻求電壓增益3）頻率特性 通頻帶范圍=2.4335hz =2.8072mhz輸出開始失真時的情況a、 未失真時的輸入輸出波形圖：b、調(diào)節(jié)輸入信號幅度而開始失真的輸入輸出波形：此時輸入信號幅度為160mv4、 實驗小結(jié)4.1

12、實驗結(jié)論1） 引入反饋前后各參數(shù)的比較接入反饋前接入反饋后54.385k636.937k1.932k37.79349519.821.0258hz2.4335hz144.7730khz2.8072mhz 由表格可以清楚地看出，加入電壓串聯(lián)負反饋后輸入電阻增大，輸出電阻減小，電壓增益顯著減小，而通頻帶變寬。2） 電壓增益顯著減小的原因分析 由模電中所學(xué)知識可知，其中，是負反饋放大電路的放大倍數(shù)，是電路斷開反饋時的放大倍數(shù)，是反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)。所以，當，就有。3） 驗證由上圖，可以求出 而，可以知道當引入的負反饋更深時，兩者的值就越接近。這是由于，當時，。4） 比較引入反饋前后輸出失真的情況 由上

13、面的分析可知，引入負反饋前，輸出開始失真時的輸入信號幅度為8mv；引入反饋后，輸出開始失真時的輸入信號幅度為160mv，可見，失真在引入負反饋后變得更難了，引入的負反饋改善了電路的性能，但這是以犧牲電壓增益來實現(xiàn)的。4.2 實驗中遇到的問題和解決的辦法 遇到問題：引入電壓串聯(lián)負反饋后，不能達到； 解決辦法：調(diào)節(jié)的值，使得兩級放大器可以實現(xiàn)深度負反饋。4.3 實驗體會通過本實驗中對于無反饋與帶反饋電路的設(shè)計與分析比較，我深刻體會到負反饋電路在模擬電路的分析與設(shè)計中的作用，并重溫和鞏固了負反饋方面的知識。知道了負反饋所起到的作用，即用電壓的增益來換電路的非線性失真的減小。實驗四 階梯波發(fā)生電路的設(shè)

14、計一、實驗?zāi)康?. 設(shè)計一個能產(chǎn)生周期性階梯波的電路，要求階梯波周期在40ms左右，輸出電壓范圍10v，階梯個數(shù)4個。(注意：電路中均采用模擬、真實器件，不可以選用計數(shù)器、555定時器、d/a轉(zhuǎn)換器等數(shù)字器件，也不可選用虛擬器件。)2. 對電路進行分段測試和調(diào)節(jié)，直至輸出合適的階梯波。3. 改變電路元器件參數(shù)，觀察輸出波形的變化，確定影響階梯波電壓范圍和周期的元器件。二、實驗要求1. 給出階梯波發(fā)生器實驗原理圖。2. 介紹電路的工作原理。3. 給出電路的分段測試波形和最終輸出的階梯波，并回答以下問題： (a) 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的周期？ (b) 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變

15、階梯波的輸出電壓范圍？（c） 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的階梯個數(shù)？ 4.說明設(shè)計和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題與解決辦法。三、實驗步驟1.電路工作原理設(shè)計負階梯波發(fā)生器，先考慮產(chǎn)生一個方波，其次，經(jīng)過微分電路輸出得到上下都有的尖脈沖，然后經(jīng)過限幅電路，只留下所需的正脈沖，再通過積分電路，實現(xiàn)累加而輸出一個負階梯。對應(yīng)一個尖脈沖就是一個階梯，在沒有尖脈沖時，積分器保持輸出不變，在下一個尖脈沖到來時，積分器在原來的基礎(chǔ)上進行積分，因此，積分器就起到了積分和累加的作用。當積分累加到比較器的比較電壓時，比較器翻轉(zhuǎn)，比較器輸出正電壓，使震蕩控制電路起作用，方波停振。同時，這個正電壓是電子開關(guān)導(dǎo)通，積

16、分電容放電，積分器輸出對地短路，恢復(fù)到起始狀態(tài)，完成一次階梯波輸出。積分器輸出由負值向零跳變的過程，又使比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，比較器輸出變?yōu)樨撝?，這樣震蕩控制電路起不了作用，方波輸出，同時是電子開關(guān)斷開，積分器進行累加，如此循環(huán)，就形成了一系列階梯波。其原理框圖如下圖。2.設(shè)計電路的分步實現(xiàn)2.1 方波發(fā)生電路通過調(diào)整器件參數(shù)值使得周期為40ms.因為最終的要求是階梯波的周期為40ms,所以每個臺階的時長為8ms,也就是說每個尖脈沖的周期為8ms，所以方波的周期為8ms。需要調(diào)整相關(guān)元件的值，使得方波的周期控制在8ms左右。通過調(diào)整元器件參數(shù)，并對輸出波形進行檢測，可以發(fā)現(xiàn)：電路中電阻r1的大小影響

17、最終周期的大小，r1阻值越大，周期也就越大。 接下來就是一邊不斷增大r1的阻值，一邊觀察輸出波形周期。直到r1阻值增大到26.9k時，方波周期達到8ms，當然會存在一定誤差。最后得到的方波波形如下圖。由上圖可以知道：t=t2-t1=8.022ms，滿足設(shè)計要求。2.2尖脈沖發(fā)生電路加上尖脈沖發(fā)生電路后的電路如下圖。如上圖所示，在原有方波發(fā)生電路的基礎(chǔ)上增加一個電阻和一個電容便可以構(gòu)成尖脈沖發(fā)生電路。增加的阻容電路是一個微分電路，可以改變方波的形狀，形成尖脈沖。脈沖越尖，脈沖信號就越理想。因此，通過不斷調(diào)整電阻、電容的參數(shù)值，通過觀察輸出波形的尖銳程度，以確定較為合適的阻容值，最后得到的尖脈沖信

18、號如下圖。由于尖脈沖是方波經(jīng)過微分變換的來，所以周期應(yīng)該同方波一致，從圖中也可以看出周期大約為8.022ms,與上面的方波周期一致。2.3 限幅電路尖脈沖發(fā)生電路得到的尖脈沖在正負兩個平面內(nèi)都存在。但是我們要得到的是下降階梯波，而后面的積分累加電路是一個反相電路，所以在此處我們必須通過增加一個限幅電路，將上半平面內(nèi)的尖脈沖過濾掉。這里利用了二極管的“正向?qū)ǎ聪蚪刂埂钡脑?，利用還有二極管的限幅電路來濾除下半部分的尖脈沖。增加限幅電路后具體的總電路圖如下圖。下圖為經(jīng)過限幅電路后的波形，由圖中可以看出，經(jīng)過限幅電路后，下半部分的波形已被徹底濾除，而且脈沖的周期還保持在8.022ms.2.4 積

19、分累加電路由模電知識可知，一個尖脈沖經(jīng)過積分累加電路便可以形成一個下降的階梯，因此增加了一個積分累加電路后的電路輸出波形應(yīng)該由若干個下降的階梯波組成。具體電路如下圖。該電路的輸出波形如下圖。從圖中可以看出，每個階梯的周期仍約為8.022ms，波形較為準確。2.5 最終的階梯波發(fā)生電路將上述電路增加一個電壓比較器，并配合電子開關(guān)等輔助原件，便可以得到最終的階梯波發(fā)生電路。電壓比較器的作用是形成周期性的下降階梯波波形。具體的電路如下圖。測試輸出端波形，得到如下圖的最終階梯波波形。3 對輸出階梯波相關(guān)參數(shù)的檢測3.1 對階梯波周期的檢測每個階梯的周期：上圖給出的是每個臺階的周期測量，可以看出，每個臺

20、階的周期大約為8.209ms,與要求的8ms很接近。階梯波周期：由上圖可知，階梯波的周期約為40.299ms，而題目要求的周期為40ms，相對誤差為：e=(40.299-40)/400.75，誤差較小，可近似認為相等。3.2 對階梯波輸出電壓的檢測上圖給出了每個臺階電壓范圍的檢驗結(jié)果，由圖可以看出，每個臺階的電壓范圍大約為2.539v，與理論的2.5v還是比較接近的。上圖給出了階梯波輸出電壓范圍的檢驗結(jié)果，由圖中可以看出，最后得到的階梯波的電壓輸出為10.302v，與要求的10v相比，相對誤差大約為：e=(10.302-10)/10=3.02相對誤差在5%范圍以內(nèi)，符合設(shè)計要求。4、探究各元件

21、參數(shù)對于輸出階梯波的影響及相關(guān)問題的解答4.1 逐一測試元件對波形的影響這里采用控制變量的方法，每次只改變電路中的一個元件值，對電路中所有的電阻及電容元件進行逐一測試，判斷期對于輸出波形的影響。相關(guān)測試結(jié)果以及結(jié)論已在下面給出。（1）對r1的測量：表1：只改變r1的值其他值不變,r1/ k變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺5026.866410.264無無7540.299410.264無無10053.358410.264無無結(jié)論：r1的變化會引起周期的變化，r1的值越小周期越小。而對階梯個數(shù)及輸出電壓范圍無影響。對r2的測量：表2：只改變r2的值其他值不變,r2/ k變周期/

22、ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺0.540.299410.264無無140.299410.264無無240.299410.264無無結(jié)論：r2的變化不會引起周期的變化，同時對階梯個數(shù)及輸出電壓范圍也無影響。對r3的測量：表3：只改變r3的值其他值不變,r3/ k變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺1559.328410.264無無3040.299410.264無無4530.970410.264無略微結(jié)論：r3的變化會引起周期的變化，r3的值越大周期越小。而對階梯個數(shù)及輸出電壓范圍無影響。對r4的測量：表4：只改變r4的值其他值不變,r4/ k變周期/ms階梯個數(shù)輸出

23、電壓/v形狀有無變化有無尖刺1020.709410.264無無26.940.299410.264無無4050.746410.264無無結(jié)論：r4的變化會引起周期的變化，r4的值越大周期越大。而對階梯個數(shù)及輸出電壓范圍無影響。對r5的測量:表5：只改變r5的值其他值不變,r5/ k變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺148.50759.742有有240.299410.264無無332.09038.617有有結(jié)論：r5的變化會引起周期、階梯個數(shù)以及輸出電壓的變化對r6的測量:表6：只改變r6的值其他值不變,r6/ k變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺148.507

24、59.142有有5.140.299410.264無無1032.09038.136有有結(jié)論：r6的變化會引起周期、階梯個數(shù)及輸出電壓范圍的變化。對r7的測量：表7：只改變r7的值其他值不變,r7/ 變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺50032.46338.749有有74040.299410.264無無200056.34359.544有有結(jié)論：r6的變化會引起周期、階梯個數(shù)及輸出電壓范圍的變化。對r8的測量：表8：只改變r8的值其他值不變,r8/ k變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺0.1有有140.299410.264無無2有有結(jié)論：r8的變化影響周期、階梯個

25、數(shù)、輸出電壓等的變化。原因：是由于r8的變化使得運算放大器正極端電位發(fā)生變化。對r9的測量： 表9：只改變r9的值其他值不變,r9/ k變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺0.524.62727.085有有1.2540.299410.264無無5有有結(jié)論：r9的變化影響周期、階梯個數(shù)、輸出電壓等的變化。原因：是由于r9的變化使得運算放大器正極端電位發(fā)生變化。對r10測量：表10：只改變r10的值其他值不變,r10/k 變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺0.75有有140.299410.264無無3有有結(jié)論：r10變化周期變小，階梯數(shù)變小，形狀、電壓有變化。原因

26、：是由于r9的變化使得運算放大器正極端電位發(fā)生變化。對r11測量表11：只改變r11的值其他值不變,r11/k 變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺0.532.46337.728有有140.299410.264無無540.299410.325無有結(jié)論：一定范圍內(nèi)r11變化周期變大，階梯個數(shù)變大，電壓變大，形狀有變化。但當增大到一定值時，對周期、階梯個數(shù)、電壓影響就不大了。（12）對c1測量：表12：只改變c1值其他值不變,c1/ nf變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺3628.358410.264無無5140.299410.264無無6248.881410.2

27、64無無結(jié)論：周期隨c1的增大而增大，隨c1的減小而減??；c1不影響電壓和階梯個數(shù)及波形形狀。原因：t=2r4c1ln(1+2r2/r3)。所以，可以看出，電容c1減小周期減小。（13）對c2測量：表13：只改變c2的值其他值不變,c2/ nf變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺3648.50759.795有有4740.299410.264無無6232.090310.244有有結(jié)論：周期和階梯個數(shù)隨c2的增大而減小，隨c2的減小而增大；同時c2值影響輸出電壓范圍和波形。原因：由階梯高度公式;v02c2/c1v01可以得出當c2變小時，階梯高度變小，故階梯數(shù)變多。(14)對c3測

28、量：表14：只改變c3的值其他值不變,c3/ nf變周期/ms階梯個數(shù)輸出電壓/v形狀有無變化有無尖刺10032.46238.530有有11040.299410.264無無15048.14359.434有有結(jié)論：周期和階梯個數(shù)隨c3的減小而減小，隨c3的增大而增大；影響輸出電壓范圍和波形。原因：因為r7*c3與階梯波的階梯高度成反比，c3變小，高度變大，階梯就越少。4.2 對相關(guān)問題的回答(1) 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的周期？答：要改變階梯波的周期，只要改變方波的周期即可。方波的一個周期就是尖脈沖的一個周期，遇到一個尖脈沖積分累加電路會產(chǎn)生一個負的臺階，故一個方波的周期將是一個臺

29、階的持續(xù)時間，改變方波的周期即可改變階梯波周期。當然，由于電路中各元件的相互影響，其它元件也可能會對階梯波周期產(chǎn)生影響，所以要結(jié)合以上測試結(jié)果來來看。在本電路中其值對階梯波的周期有影響的元件有：r1、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、c1和c3。(2) 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的輸出電壓范圍？答：輸出電壓的范圍，也就是階梯幅度，可以通過改變方波幅度，積分電路的r、c值等來改變，也可以改變積分器或者微分器的參數(shù)改變每個階梯的幅度，同時要結(jié)合測試結(jié)果來看。 在本電路中其值對階梯波的輸出電壓有影響的元件有：r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、c2和c3。

30、（3） 調(diào)節(jié)電路中哪些元器件值可以改變階梯波的階梯個數(shù)? 答：由測試結(jié)果可以看出，當一個周期的階梯沒有平緩的過渡到下一個周期，而是出現(xiàn)突變的過渡，這樣就可能會出現(xiàn)尖刺，階梯波的周期及輸出電壓范圍也可能出現(xiàn)變化，這時階梯個數(shù)將隨著上述現(xiàn)象的產(chǎn)生發(fā)生變化。通過改變上述兩個問題中所涉及的元件的值都可能改變最終的臺階個數(shù)。 所以電路中可以改變階梯波的階梯個數(shù)的元件有：r1、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、c1、c2、c3。5.提高部分正向階梯波發(fā)生電路的設(shè)計5.1 電路設(shè)計思路基于前面能夠產(chǎn)生下降階梯波的電路設(shè)計思路，階梯是由脈沖信號通過積分累加電路產(chǎn)生的，前面向上的尖脈沖信

31、號經(jīng)過積分累加器后產(chǎn)生了下降的階梯波，所以這里最基本的思路便是將向下的尖脈沖信號全部保留而去除向上的尖脈沖，利用向下的尖脈沖經(jīng)過積分累加產(chǎn)生上升的階梯波。 所以，我們可以將限幅電路中的二極管方向反過來，將電壓比較器里的正向輸入的15v電源方向反過來，將電子開關(guān)處的npn場效應(yīng)管換成pnp場效應(yīng)管以及將此處的二極管反向。最終得到的電路圖如下圖。5.2輸出波形其輸出波形如下圖。波形較為準確，但存在尖刺。5.3 對上升階梯相關(guān)參數(shù)的測試1）對于階梯周期的測定由上圖可知：上升階梯的周期大約為40.299ms，與實驗要求的40ms基本相同，因此可以認為階梯周期是準確的。2） 對于階梯波輸出電壓的測定由上

32、圖可知：階梯波的輸出電壓約為9.641v，雖然與要求的10v相比有一定誤差，但誤差不大，可認為是基本準確的。四、實驗小結(jié)1 實驗結(jié)論這是一個綜合性的實驗，綜合運用到了模擬電路中運算放大器的知識。需要我們綜合使用比較器、積分器、微分器等知識對要求的階梯波發(fā)生電路進行設(shè)計。當面對較為復(fù)雜且綜合了許多不同知識的電路設(shè)計要求時，首先必須理清思路，明確復(fù)雜電路是由哪些簡單電路組成的。在這個過程中只需先基本了解電路組成，不必深究具體原理。當我們將復(fù)雜的問題分解成各個較為簡單的部分后，就開始逐一攻破每一個小難點。通過仔細回顧小電路所涉及的原理知識，準確細致地設(shè)計出電路，并考量好具體參數(shù)，最后將各個小電路拼接

33、整合成完整的大電路2 實驗中遇到的問題和解決的辦法（1）遇到問題：在設(shè)計產(chǎn)生尖脈沖的電路時剛開始產(chǎn)生的尖脈沖不夠尖； 解決辦法：是微分器電容充放電時間過長引起的，將微分器的電容值進行適當?shù)脑龃?，得到了較為理想的尖脈沖。（3） 遇到問題：設(shè)計上升階梯波時，當設(shè)計到積分累計器部分時，從示波器里并沒有觀察到預(yù)期的波形，而觀察到的是接近于直線的一條線； 解決辦法：這是由于電容兩端電壓限制引起的，將后面的電壓比較器以及相關(guān)電路一起連好后，最終得到了應(yīng)該改得到的上升階梯波的波形。3 實驗體會為了弄清楚電路里分別是哪些元件會影響階梯波的周期、輸出電壓范圍以及階梯個數(shù)，我現(xiàn)根據(jù)原理考慮然后結(jié)合相關(guān)測試。在測試時，采用控制變量的方法，只改變其中某一