南理工EDA實(shí)驗(yàn)一報(bào)告

1、南 京 理 工 大 學(xué)EDA設(shè)計(jì)（）實(shí)驗(yàn)報(bào)告作 者:蔣華熔學(xué) 號(hào)：學(xué)院(系):電子工程與光電技術(shù)學(xué)院專 業(yè):電子信息工程 指導(dǎo)老師： 吳少琴 實(shí)驗(yàn)日期： 2013/8/262013/8/29 2013 年 9 月摘 要EDA 技術(shù)的發(fā)展, 大大縮短了電子系統(tǒng)開發(fā)的周期, 且已成為開發(fā)技術(shù)的主流,EDA 綜合實(shí)驗(yàn)開發(fā), 為培養(yǎng)學(xué)生掌握EDA 技術(shù)的設(shè)計(jì)方法和微機(jī)控制技術(shù)在EDA 設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供幫助,EDA 技術(shù)作為電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的新興技術(shù),具有傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)方法不可替代的高效、實(shí)用優(yōu)勢(shì), 對(duì)于理工科, 尤其是電類相關(guān)專業(yè)學(xué)生及設(shè)計(jì)人員是必不可少的設(shè)計(jì)工具的熟練掌握這門技術(shù)尤為重要,EDA 綜合實(shí)

2、驗(yàn)的開發(fā)充實(shí)了專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容, 改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方法與手段, 為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)開放式、綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境, 有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力關(guān)鍵詞: EDA仿真實(shí)驗(yàn) 開發(fā)技術(shù) 元器件工作原理AbstractThe development of EDA technology, greatly shorten the cycle of electronic systems development, and has become the mainstream of development technology, EDA experiment development, and gives the i

3、mplementation code, for trains the student to master the design method of EDA technology and microcomputer control technology in the application of EDA design help as emerging in the field of electronic design technology, EDA technology with traditional electronic design method is an irreplaceable e

4、fficient and practical advantages, for science and engineering, especially in electrical or related professional students and designers are essential design tool for mastering this technology is very important to the comprehensive experiment 1 EDA development enrich experiment contents of profession

5、al course, improve the experimental methods and means, for students to create an open, comprehensive experimental teaching environment, to cultivate students comprehensive ability and innovation ability. The code of programming is given in this paper.Key words :EDA technology ; integrated experiment

6、 ;目 錄實(shí)驗(yàn)一 單級(jí)放大電路的設(shè)計(jì)與仿真6一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)要求6三、實(shí)驗(yàn)步驟61、電路的飽和失真和截止失真和最大不失真分析72、三極管特性測(cè)試113電路基本參數(shù)測(cè)定17四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)20實(shí)驗(yàn)二 差動(dòng)放大電路的設(shè)計(jì)與仿真21一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1二、實(shí)驗(yàn)要求21三、實(shí)驗(yàn)步驟211、電路的原理212.電路電壓增益的測(cè)量22四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)27實(shí)驗(yàn)三 負(fù)反饋放大電路的設(shè)計(jì)與仿真28一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?8二、實(shí)驗(yàn)要求28三、實(shí)驗(yàn)步驟281.負(fù)反饋接入前后放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測(cè)定292負(fù)反饋對(duì)電路非線性失真的影響36四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)40實(shí)驗(yàn)四 階梯波發(fā)生器電路的設(shè)計(jì)41一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1二、實(shí)驗(yàn)要求41三、電

7、路步驟411.方波發(fā)生器422.微分電路433.限幅電路454.積分電路465.比較器及電子開關(guān)電路47四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)49參考文獻(xiàn)50實(shí)驗(yàn)一 單級(jí)放大電路的設(shè)計(jì)與仿真一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)試方法；2.掌握放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)試方法；3.觀察靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇對(duì)輸出波形及電壓放大倍數(shù)的影響。二、 實(shí)驗(yàn)要求1. 設(shè)計(jì)一個(gè)分壓偏置的單管電壓放大電路，要求信號(hào)源頻率10kHz(峰值1mV) ，負(fù)載電阻20k，電壓增益大于100。2. 調(diào)節(jié)電路靜態(tài)工作點(diǎn)(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(hào)波形，并測(cè)試對(duì)應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn)值。3. 調(diào)節(jié)電路靜態(tài)工作點(diǎn)(調(diào)節(jié)偏置電

8、阻)，使電路輸出信號(hào)不失真，并且幅度最大。在此狀態(tài)下測(cè)試： 電路靜態(tài)工作點(diǎn)值； 三極管的輸入、輸出特性曲線和b 、 rbe 、rce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fL、fH值。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、單級(jí)放大電路原理圖 如圖1-1所示。 電阻、和滑動(dòng)變阻器組成分壓偏置器，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值就可以改變?nèi)龢O管的靜態(tài)工作點(diǎn)。圖1-1 單級(jí)放大電路原理圖2、電路飽和失真輸出電壓波形圖調(diào)節(jié)電位器的阻值改變靜態(tài)工作點(diǎn)，當(dāng)電位器的阻值為3%R6時(shí),顯示飽和失真的波形如下，如圖1-2所示，電路出現(xiàn)飽和失真時(shí)的波形，圖1-3是所對(duì)應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn)值。得到靜態(tài)工作點(diǎn)的各個(gè)參數(shù)如下：UBE

9、Q=0.64V， UCEQ=0.079vIBQ=58A ， ICQ=1.03mA圖1-2 飽和失真輸出電壓波形圖圖1-3 飽和失真的靜態(tài)工作點(diǎn)值3、截止失真輸出電壓波形圖電位器的阻值為98% R6時(shí)，顯示截止失真圖形如圖1-4所示，圖1-5所示的是電路處在截止失真狀態(tài)下的靜態(tài)工作點(diǎn)的值。從圖上可以看出，雖然從波形上看不出來明顯的截止失真，但是可以看出的是輸出信號(hào)（紅色）的幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于輸入信號(hào)（紫色）幅值，所以這個(gè)狀態(tài)為截止失真?？梢缘玫剑篣BEQ=0.32V， UCEQ=11.999vIBQ=1.21nA ， ICQ=40.7nA圖1-4 截止失真輸出電壓波形圖圖1-5 截止失真的靜態(tài)工作點(diǎn)

10、值4、最大不失真輸出電壓波形圖調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，并不斷觀察輸出端示波器上的波形，在滑動(dòng)變阻器劃片位于6%的位置時(shí)可以得到最大不失真波形，如圖1-6所示。圖1-7所示的即為所對(duì)應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn)，得： ， A ， 圖1-6 最大不失真波形圖圖1-7 最大不失真的靜態(tài)工作點(diǎn)值5、三極管特性測(cè)試（1）輸入特性曲線在繪制三極管輸入特性曲線，會(huì)用到Multisim的直流掃描分析，軟件要求物理量、為直流源，故需要重新連接電路。將處于最大不失真工作狀態(tài)的三極管復(fù)制出來，按照其直流工作點(diǎn)賦予其、等效直流源電壓值。最終電路如圖1-8所示。圖1-8繪制三極管輸入特性曲線的實(shí)驗(yàn)線路圖再次利用直流掃描分析，畫出三極管在最大

11、不失真狀態(tài)，即UCEQ=2.46v時(shí)的輸入特性曲線（如圖1-9所示）。由圖1-10結(jié)合公式， 圖1-9 三極管的輸入特性曲線圖1-10計(jì)算時(shí)所繪制的輸入特性曲線（2）輸出特性曲線與繪制輸入特性曲線一樣，繪制輸出特性曲線時(shí)亦需要重新連接電路。此時(shí)的兩個(gè)直流源代表的物理量為和。重新連接的電路圖如下圖1-10所示。圖1-11繪制三極管輸出特性曲線的實(shí)驗(yàn)線路圖再次利用直流掃描分析，畫出三極管在最大不失真狀態(tài)，即iBQ=7.12A時(shí)的輸出特性曲線（如圖1-12所示）。再由圖1-12結(jié)合公式得，=133.5。由公式得， 圖1-12 三極管的輸出特性曲線圖1-13 計(jì)算時(shí)所繪制的輸出特性曲線6、在最大不失真

12、情況下電路基本參數(shù)測(cè)定（1）電壓增益的測(cè)定圖1-12所示的是電壓放大倍數(shù)的測(cè)量電路。由數(shù)據(jù)計(jì)算得由電路1-1可得，放大倍數(shù)的理論值計(jì)算為誤差分析可見理論值與實(shí)際測(cè)量值比起來還是有比較大的誤差，造成誤差的原因第一個(gè)是測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)候讀數(shù)不夠精確，有多次估算，導(dǎo)致最后結(jié)果偏差較大；第二個(gè)原因在于選擇的是實(shí)際原件，Rce才14K，所以會(huì)有誤差。圖1-14電壓放大倍數(shù)測(cè)量電路（2）輸入電阻的測(cè)定圖1-14所示的是輸入電阻測(cè)量電路。由數(shù)據(jù)計(jì)算得由電路1-1可得輸入電阻理論值應(yīng)為誤差分析圖1-14輸入電阻測(cè)量電路（3）輸出電阻的測(cè)定測(cè)量電路如圖1-14所示。由數(shù)據(jù)計(jì)算得：由電路1-1可得，輸出電阻理論值為誤

13、差分析圖1-15輸出電阻測(cè)量電路（4）頻率特性仿真利用Multisim軟件中的交流仿真分析，對(duì)電路中的3節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交流分析?？梢暂p松的得到電路的幅頻和相頻特性曲線，如下圖1-16所示。從特性圖上可以看出的最大值為42.3，減去3即得到上下限頻率。由此可得，下限頻率，上限頻率，通頻帶為4.36MHz。圖1-15 幅頻和相頻特性曲線四、實(shí)驗(yàn)小結(jié) 整個(gè)實(shí)驗(yàn)做出來卻發(fā)現(xiàn)誤差很大，我分析原因是因?yàn)槲以谡{(diào)試電路時(shí)不很精確導(dǎo)致，比如要求飽和失真，我調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)卻有種得過且過的心態(tài)，認(rèn)為有一點(diǎn)失真也算達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧耍Y(jié)果測(cè)量值偏離理論值很多。第一次實(shí)驗(yàn)給我一個(gè)教訓(xùn)，做實(shí)驗(yàn)千萬不能馬虎了事，抱著僥幸心理，往往

14、給實(shí)驗(yàn)帶來很大誤差。影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而遠(yuǎn)離了追求真理的道路。實(shí)驗(yàn)二 差動(dòng)放大電路的設(shè)計(jì)與仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握帶有恒流源的差動(dòng)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法；2.掌握差動(dòng)放大電路的差模、共模電壓放大倍數(shù)、單個(gè)放大器的共模增益的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)要求1. 設(shè)計(jì)一個(gè)帶恒流源的差動(dòng)放大電路，要求空載時(shí)的AVD 大于20；2. 給電路輸入直流小信號(hào)，在信號(hào)雙端輸入狀態(tài)下分別測(cè)試電路的AVD、AVD1、 AVC、 AVC1值。三、 實(shí)驗(yàn)步驟1、差動(dòng)放大電路原理圖（圖2-1為雙端差模輸入雙端輸出的電路）圖2-1差動(dòng)放大電路原理圖實(shí)驗(yàn)要求電路空載時(shí)的要大于20。故在實(shí)驗(yàn)前需要測(cè)量空載時(shí)差模輸入雙端輸出的電

15、壓增益。由數(shù)據(jù)計(jì)算得：，符合要求，可以繼續(xù)進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)。2、雙端輸入直流小信號(hào)的的、值測(cè)量差模輸入雙端輸出電路如下圖2-2所示，由數(shù)據(jù)計(jì)算得圖2-2差模輸入雙端輸出電壓增益的測(cè)量電路、差模輸入單端輸出的電壓增益測(cè)試單端輸出的電壓增益時(shí)，先將兩端電壓源置零，然后對(duì)6節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直流分析，分析靜態(tài)工作點(diǎn)值，如下圖2-3。圖2-3 差模輸入單端輸出電壓增益的測(cè)量電路（6節(jié)點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)）接著恢復(fù)原電路圖，對(duì)6 節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行測(cè)量。如圖2-14圖2-4差模輸入單端輸出電壓增益的測(cè)量電路（測(cè)量值）、共模輸入雙端輸出的電壓增益測(cè)量電路如下圖2-5所示，由數(shù)據(jù)計(jì)算得圖2-5共模輸入雙端輸出電壓增益的測(cè)量電路、共

16、模輸入單端輸出的電壓增益測(cè)量方法和差模輸入方法一致，見圖2-6和2-7。對(duì)6節(jié)點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)分析圖2-6共模輸入單端輸出電壓增益的測(cè)量電路（2節(jié)點(diǎn)靜態(tài)分析）圖2-7共模輸入單端輸出電壓增益的測(cè)量電路(測(cè)量值)四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)本次試驗(yàn)中，問題最大的就是差模和共模的單端輸出電壓增益的測(cè)量方法，一開始我將電路兩端對(duì)稱的電壓源置零，測(cè)量負(fù)載兩端電壓值，然后再將電壓源連接至電路中，再次測(cè)量負(fù)載兩端電壓值，然后將兩值相減。但是往往這兩種方法得到的電壓值基本相同，相減后數(shù)值為零。為了得到更加精確的數(shù)據(jù)，我對(duì)三極管c端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了靜態(tài)工作點(diǎn)分析，這樣得到的數(shù)值就會(huì)更加精確。本次試驗(yàn)我知道了，當(dāng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題的時(shí)候，不

17、妨換一種思維方式，以獲得更加精確穩(wěn)妥的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)三 負(fù)反饋放大電路的設(shè)計(jì)與仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握多級(jí)阻容耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試；2.掌握各種反饋（電壓、電流、串聯(lián)、并聯(lián)）的區(qū)別與接入方法；3.了解反饋對(duì)電路電壓增益、輸入輸出電阻以及非線性失真的影響；二、實(shí)驗(yàn)要求1. 設(shè)計(jì)一個(gè)阻容耦合兩級(jí)電壓放大電路，要求信號(hào)源頻率20kHz(峰值1mv) ，負(fù)載電阻3k，電壓增益大于100。2. 給電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋： 測(cè)試負(fù)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(hào)幅度，觀察負(fù)反饋對(duì)電路非線性失真的影響。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、 負(fù)反饋接入電路前放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測(cè)定

18、如圖3-1所示即為實(shí)驗(yàn)原理圖，放大電路有兩個(gè)阻容耦合的共射放大電路構(gòu)成，因此具有較大的放大倍數(shù)。若反饋接在輸出端與第一個(gè)三極管的發(fā)射級(jí)之間，因此為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。圖3-1 負(fù)反饋接入電路前Af此時(shí)負(fù)反饋沒有接入電路100，滿足要求，可以進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。圖3-2負(fù)反饋接入電路前輸入電阻Ri圖3-3 負(fù)反饋接入電路前輸出電阻Ro2、負(fù)反饋接入后放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測(cè)定圖3-4負(fù)反饋接入電路后Af由實(shí)驗(yàn)圖可知9 =，所以引入的反饋是深度反饋。圖3-5負(fù)反饋接入電路后輸入電阻Ri圖3-6負(fù)反饋接入電路后輸出電阻Ro分析：接入電壓串聯(lián)負(fù)反饋之前電路的輸入電阻為4504，輸出電阻為5102；接入后

19、輸入電阻為4831，輸出電阻為4000，所以電壓串聯(lián)負(fù)反饋能夠減小輸出電阻，增大輸入電阻。3、負(fù)反饋接入前后的頻率特性曲線（1）負(fù)反饋接入前負(fù)反饋接入電路前，對(duì)三極管交流分析，得到幅頻和相頻特性曲線。如圖3-7所示。用將兩條線放置在數(shù)值兩端，得到,，通頻帶為12.16KHz。圖3-7接入負(fù)反饋前頻率特性曲線（2）負(fù)反饋接入后負(fù)反饋接入電路后，對(duì)三極管交流分析，得到幅頻和相頻特性曲線。如圖3-8所示。用將兩條線放置在數(shù)值兩端，得到, 通頻帶寬為410KHz分析：由以上兩步實(shí)驗(yàn)可見負(fù)反饋能展寬通頻帶。圖3-8接入負(fù)反饋后頻率特性曲線4、負(fù)反饋對(duì)放大電路非線性失真的影響（1）負(fù)反饋接入前如下圖3-9

20、所示為未接入負(fù)反饋時(shí)，輸入信號(hào)為1mV是的輸出波形。從波形上可以看出，放大電路起到的放大的作用，且波形未出現(xiàn)失真。圖3-9 接入負(fù)反饋前輸入信號(hào)為1mV時(shí)的輸出波形：下圖3-10為未接入負(fù)反饋時(shí)，輸入信號(hào)為100mV是的輸出波形。從波形上可以看出，接入前輸出波形的正負(fù)半周都出現(xiàn)了失真。但是接入之后又出現(xiàn)不失真。圖3-10 接入負(fù)反饋前后輸入信號(hào)為100mV時(shí)的輸出波形結(jié)合圖3-9和3-10可知，在輸入信號(hào)為1mV與100mV之間某一值時(shí)，輸出波形出現(xiàn)了失真。經(jīng)過不斷的模擬仿真與調(diào)試，在輸入信號(hào)為3mV時(shí)，輸出波形開始出現(xiàn)非線性失真，如下圖3-11所示。觀察此時(shí)的波形，可以發(fā)現(xiàn)正半周的底部明顯變

21、平了。圖3-11 接入負(fù)反饋前輸入信號(hào)為3mV時(shí)的輸出波形（2）負(fù)反饋接入后當(dāng)接入負(fù)反饋后，電路的非線性失真減小。當(dāng)輸入信號(hào)為149mV時(shí)，電路開始出現(xiàn)稍微失真現(xiàn)象，輸出波形圖如下圖3-12。3-12 接入負(fù)反饋后輸入信號(hào)為149mV時(shí)的輸出波形分析：對(duì)該兩級(jí)放大電路而言，接入負(fù)反饋之后能見效非線性失真，使得電路能夠在盡可能大的輸入信號(hào)情況下正常放大，在實(shí)際中應(yīng)用很廣泛。綜上所述：電壓串聯(lián)負(fù)反饋能夠增大輸入電阻，減小輸出電阻，從而提高電路帶負(fù)載的能力；能夠展寬通頻帶；減小電路的非線性失真，穩(wěn)定增益。四、實(shí)驗(yàn)小結(jié) 本次實(shí)驗(yàn)比較簡單，但是測(cè)量起來卻很麻煩，需要接入多種測(cè)量工具。算是對(duì)熟練掌握各種儀

22、器和工具的一項(xiàng)測(cè)試吧，只要熟練每一個(gè)零件，設(shè)計(jì)起電路來就會(huì)得心應(yīng)手了。由于是在前一天就已經(jīng)做好的,沒有想到利用前面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的思想,完全可以將差動(dòng)放大器引入本實(shí)驗(yàn)中,這是我感到不足的地方。實(shí)驗(yàn)四 階梯波發(fā)生器電路的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握階梯波發(fā)生器電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.掌握階梯波發(fā)生器電路的工作原理3.學(xué)習(xí)復(fù)雜的集成運(yùn)算放大電路的設(shè)計(jì)二、實(shí)驗(yàn)要求1. 設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生周期性階梯波的電路，要求階梯波周期在28ms左右，輸出電壓范圍10V，階梯個(gè)數(shù)3個(gè)。(注意：電路中均采用模擬、真實(shí)器件，不可以選用計(jì)數(shù)器、555定時(shí)器、D/A轉(zhuǎn)換器等數(shù)字器件，也不可選用虛擬器件。)2. 對(duì)電路進(jìn)行分段測(cè)試和調(diào)節(jié)，直至輸

23、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。三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 電路原理框圖為了設(shè)計(jì)一個(gè)負(fù)階梯波發(fā)生器，首先考慮由一個(gè)方波電路產(chǎn)生方波，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，再通過積分電路后，因脈沖作用時(shí)間很短，積分器輸出就是一個(gè)負(fù)階梯。對(duì)應(yīng)一個(gè)尖脈沖就是一個(gè)階梯，在沒有尖脈沖時(shí)，積分器的輸出不變，在下一個(gè)尖脈沖到來時(shí)，積分器在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行積分，因此，積分器就起到了積分和累加的作用。當(dāng)積分累加到比較器的比較電壓，比較器翻轉(zhuǎn)，比較器輸出正值電壓，使振蕩控制電路起作用，方波停振。同時(shí)，這正值電壓

24、使電子開關(guān)導(dǎo)通，使積分電容放電，積分器輸出對(duì)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(fù)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?fù)值，這樣振蕩控制電路不起作用，方波輸出，同時(shí)使電子開關(guān)截止，積分器進(jìn)行積分累加，如此循環(huán)往復(fù)，就形成了一系列階梯波，如下圖4.1所示，即為階梯波發(fā)生器原理框圖。圖4.1 階梯波發(fā)生器原理框圖2、方波發(fā)生器下圖4-3所示電路為方波發(fā)生器，首先使用一個(gè)運(yùn)放構(gòu)成滯回比較器如圖4-2所示，其上下門限電壓為。再由和發(fā)生多諧震蕩信號(hào)，由滯回比較器的特性曲線，可得運(yùn)放輸出的波形為方波。方波周期的公式 ,可以調(diào)整和的電容或電阻值來改變方波的周期。方波的周期

25、即為后面階梯波每一級(jí)之間的時(shí)間間隔，因此，調(diào)整準(zhǔn)方波的周期對(duì)于整個(gè)階梯波發(fā)生器電路來說是非常重要的。圖4.2 滯回比較器特性曲線 圖4-3 方波發(fā)生器電路圖和方波發(fā)生器的輸出波形由上圖可得，方波的周期約為7ms。3、微分電路微分電路由電容和電阻構(gòu)成。由方波發(fā)生器產(chǎn)生的方波信號(hào)，經(jīng)過微分電路變?yōu)榱艘粋€(gè)個(gè)向上或向下的脈沖波形。將微分電路接在方波發(fā)生器后輸出波形如圖4-4。圖4-4 方波發(fā)生器+微分電路原理圖和輸出波形4、限幅電路限幅電路由一個(gè)二極管構(gòu)成，所利用的就是二極管的單向?qū)щ娦?。限幅電路的作用是可將微分電路所得的尖脈沖波形的負(fù)半周過濾掉，得到單邊尖脈沖波形。將限幅電路接在微分電路后輸出波形圖

26、如圖4-5所示。圖4-5 方波發(fā)生器+微分+限幅電路原理圖和輸出波形圖5、積分電路積分電路是將前面得到的尖脈沖信號(hào)進(jìn)行積分，得到一級(jí)級(jí)下降的階梯信號(hào)。積分電路是階梯波發(fā)生器的核心組成部分。階梯波每一級(jí)下降的高度與和成反比，可以通過調(diào)節(jié)和的數(shù)值來調(diào)整階梯波每一級(jí)高度。將積分電路接在限幅電路后面，電路原理圖及輸出的波形如圖4-5所示。圖4-6方波發(fā)生器+微分+限幅+積分電路原理圖和輸出波形圖6、比較器及電子開關(guān)電路由于要求不斷產(chǎn)生階梯個(gè)數(shù)為3個(gè)的階梯波，所以需要在積分電路輸出端電壓下降到某一值時(shí)使其發(fā)生跳變，這一功能可以用比較器和電子開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。計(jì)算過程如下：對(duì)U3的正向輸入端應(yīng)用KCL定律， ，帶入數(shù)據(jù)，即，正向輸入端的電位即為階梯波發(fā)生跳變時(shí)的電壓值，結(jié)合調(diào)節(jié)微分電路的和的值，便可以使階梯波的輸出電壓范圍為10V，階梯個(gè)數(shù)為3個(gè)。最終得到如圖4-7的階梯波發(fā)生器的總電路圖。圖4-7 階梯