階梯波發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)

1、階梯波發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)階梯波發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)摘要：階梯波是一種具有離散取值特性的波形，本次試驗主要使用三 個集成運算放大器，分別作為遲滯電壓比較器、窄脈沖發(fā)生器以 及積分器，并利用二極管的單向?qū)щ娦?，來實現(xiàn)階梯波的產(chǎn)生。其中，積分器與窄脈沖發(fā)生器用于階梯波的產(chǎn)生，遲滯電壓比較器 用于控制階梯波的周期，并能夠經(jīng)過調(diào)節(jié)電阻的大小控制階梯波的 臺階數(shù)與頻率。關(guān)鍵詞：階梯波、集成運算放大器、二極管一、設(shè)計目的：1、經(jīng)過實驗進(jìn)一步掌握集成運放和電壓比較器的應(yīng)用。2、進(jìn)一步工程設(shè)計和實踐動手能力，建立系統(tǒng)概念。二、設(shè)計任務(wù)要求：1、基本要求：1）利用所給元器件設(shè)計一個階梯波發(fā)生器，fN500Hz，Uo

2、ppN3V,階數(shù) N=6；2）設(shè)計該電路的電源電路（不要求實際搭建），用 PROTEL軟件繪制完整的電路原理圖（SCH）及印制電路 板圖（PCB）。2、提高要求：利用基本要求里設(shè)計的階梯波發(fā)生器設(shè)計一個三極管 輸出特性測試電路，在示波器上能夠觀測到基極電流為不 同值時三極管的輸出特性曲線束。3、探究環(huán)節(jié)：能否提供其它階梯波發(fā)生器的設(shè)計方案？如果能提供， 請經(jīng)過仿真或?qū)嶒?結(jié)果加以證明；探索其它階梯波發(fā)生器的應(yīng)用實例，給出應(yīng)用方案。三、設(shè)計思路：窄脈沖發(fā)生器U4和積分器U3組成方波三角波發(fā)生器，并與 階梯形成控制門二極管D1 一起起到產(chǎn)生階梯波的作用。在U4的 同相輸入端輸入一個正參考電壓，則U

3、4輸出為負(fù)脈沖，在負(fù)脈沖 持續(xù)的短時間內(nèi)，階梯形成控制門二極管二極管D1導(dǎo)通，積分器 U3對負(fù)脈沖積分，其輸出電壓上升。負(fù)脈沖消失，則D1截止， 積分器輸入輸出電位保持不變，則形成一個臺階。U1構(gòu)成遲滯電壓比較器用于控制周期，以控制累加的臺階數(shù)。臺階級數(shù)較少的時候，U1的同相輸入端電壓比反相輸入端的 參考電壓低，則U1輸出低電平，階梯返回控制門二極管D2截 止，臺階持續(xù)累加。隨著輸入臺階的增加，即輸入電壓增加，某 一時刻比較器輸出高電平，D2導(dǎo)通，積分器U3開始正電壓積 分，則U3的輸出電位降低，至U3輸出的電壓低于遲滯電壓比較 器的門限電壓時，U1恢復(fù)輸出低電平使D2截止，至此完成階梯 波的一個周期。相關(guān)公式：T = (N + 1)TT1 = R1C1ln 1 +2R U f（Um-UR1）-T2 = R1C1】n 1 +2RP1Um fU?+y I4RP1(RP1+ Rf1)Um2 Rf12(U；2- Uri2)其中：T為階梯波周期，T為脈沖波周期，N為