模电阶梯波发生器实验报告.doc

,在一些电子设备及仪表中用处极大。本实验电路是由窄脉冲-锯齿波发生器构成。通过将运算放大器的几个典型电路:方波发生器、积分器和迟滞电压比较器,加以改进组合,设计成了阶梯波发生器。实验用两个二极管作为控制门,一个是阶梯波形成控制门,另一个是阶梯波返回控制门,控制阶梯波的周期。调节相应电位器的阻值就能改变阶梯数、阶梯幅值和阶梯周期。关键字:(a)利用所给元器件设计一个阶梯波发生器,f500Hz,UoppV,阶梯N=6。(b)设计电路的电源电路(不要求搭建)用PROTEL软件绘制完整的电路原理图。(a) 用PROTEL软件绘制完整的印制版电路图。(b)在阶梯波发生器的基础上,设计一个三极管输出特性测试电路,在示波器可以观测基极电流为不同值时三极管的输出特性曲线束。(a)提供其他阶梯波发生器的设计方案。(b)研究其他阶梯波发生器的应用实例,给出应用方案。,不知从何做起,在和老师和同学交流的过程中,我得知做一个大的设计型实验要有个总体的设计规划,一步步应该怎么进行,每一步的重要性有多大,要花大概多长时间,还有那一部分比较容易出问题,应该怎么合理提前准备,提前避免,等等,都是需要注意的。因此,在开始做实验前,我就做了一个规划图,以保证实验的进程、效率和效果,以下是流程图:,经常需要某些特殊波形。阶梯波就是其中的一种,这里我们要求大家利用运算放大器的几个典型应用电路加以改进和组合,设计一个阶梯波发生器,其基本工作原理如下:该电路是由窄脉冲-锯齿波发生器与迟滞电压比较器构成。下图中,运算放大器U1构成迟滞电压比较器,U3为积分器,U4为窄脉冲发生器。两个二极管,其中D1是阶梯形成控制门,D2是阶梯返回控制门。由于U4的同相输入端加入一个正参考电压,U4输出为负脉冲。在负脉冲持续期间,二极管D1导通,积分器U3对负脉冲积分,其输出电压上升。负脉冲消失后,D1截止,积分器输入、输出电位保持不变,形成一个台阶,积分器U3的输出的阶梯波及时迟滞比较器U1的输入,该值每增加一个值。在台阶级数较少的时候,U1的同相输入端的电位比反相输入端的参考电压低,使U1输出低电平,二极管D2截止。随着台阶级数的增加,当U1的同相输入端电压高于参考电压时,U1的输出跳变至高电平,D2导通,积分器进入正电压积分,使U3输出电位下降,知道U3输出电压降至迟滞电压比较器的下门限电压使,U1输出才又恢复低电位D2截止,完成一个周期。电路原理图参数设计电路设计(根据以下公式):以上的公式中。T为阶梯波周期,T’为窄脉冲周期,N为阶梯数;高电平持续时间;低电平持续时间。窄脉冲电压幅度,此电路由电源决定。从公式中可以看到发生器的负脉冲时间要少于正脉冲的时间,为了要使,N=6,就需要,可以使Ln函数中的值近似的等于1,这样就需要,就所有器件的限制以及电容不宜选得过小等诸多因素的多重考虑,可以选择,此时,满足要求。另外用来调整高低点平的分配时间的比例,可以取得大一些,这样可以使得Ln的值尽量接近1,这里取;用来实现正相偏压,可以通过它调整脉冲信号的频率,。,有关UA741的一些典型参数如下窄脉冲发生器电路设计T为阶梯波中期,T’为窄脉冲周期,N为阶梯数,T1’高电平持续时间;T2低电平持续时间。Um使窄脉冲电压幅度,此电路中可由电源电压决定(例如11。6V)。Url取6V左右即可,为简化设计T1’和T2’的计算公式中,对数部分我们可以设为1,取=100KΩ,根据已知的频率f可计算电容C的值。窄脉冲的宽度T2’可用220KΩ电位器来调节仿真波形图积分器电路设计对负脉冲进行几份的时间常数为,每积分一次获得的电压增量为欲使0~11V之间有6个阶梯,应该取1。8V。取,仿真波形图迟滞电压比较器电路设计值得注意的是,改电压比较器的参考电压加在反相输入端,在同相输入端加输入信号。根据要求,在一个周期中有6个阶梯,输出电压可以从0V到11V。则上下门限电压可以设为,。参考电压可以用10KΩ电位器调节,或固定电阻分压。为方便电路调节,可以是一个50KΩ左右固定电阻加上一个22KΩ电位器。为了使阶梯波返回时间小于一个台阶,应该小于,可以取为