阶梯波发生器的设计与仿真
一、实验目的
1）掌握阶梯波发生器电路的结构特点
2）掌握阶梯波发生器电路的工作原理
3）学习复杂的集成运算放大电路的设计
二、实验元件
741集成运放（3个）、J210结型场效应管（1个）、15V直流电压源（4个）、5V稳压管（2个）、二极管（3个）、100nF电容（1个）、51nF电容（2个）、75KΩ1%电阻（1个）、2KΩ5%电阻（4个）、1KΩ5%电阻（4个）、10KΩ5%电阻（1个）、30KΩ1%电阻（1个）、3KΩ5%电阻（1个）、万用表、示波器等。
三、实验原理
为了设计一个负阶梯波发生器，首先考虑产生一个方波，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，只留下所需要的正脉冲，再通过积分电路，实现累加而输出一个负阶梯。对应一个尖脉冲就是一个阶梯，在没有尖脉冲时，积分器保持输出不变，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时，比较器翻转，比较器输出正电压，使振荡控制电路起作用，方波停振。同时，这个正电压使电子开关导通，积分电容放电，积分器输出对地短路，恢复到起始状态，完成一次阶梯波的输出。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，这样振荡控制电路不起作用，方波输出，同时使电子开关断开。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。其原理框图如下图：
图1 阶梯波发生原理框图
四、实验内容
1、实现方波发生器
设计一个方波发生器，设计电路原理图如图2:
图2 方波发生器电路原理图
打开仿真开关，便可以得到方波的输出波形见图3。
图3方波发生器的输出波形
从图3中可读出方波的周期为4.109ms，幅度为4.736V。黄线为电容C1两端电压的变化曲线。
通过实验，可以得到：增大反馈电阻R4，会使得输出方波周期变小，而增大R1、R2则会使输出的方波周期变大。而方波的输出幅度则是由安装的一对5V稳压管决定的。所以，稳压管对方波起了限幅的作用。
2、实现微分电路
在方波发生器的输出端接电阻R5和电容C2组成微分电路，如图4所示，可以得到的尖脉冲波形如图5所示。
图4 方波发生器+微分电路图
图5 微分电路输出的尖脉冲波形
对方波进行微分，即在方波的上、下边沿分别有一个跳变而产生的冲击函数，其余部分均为0。图中较好的表现出了此特性。周期为4.109mS。
3、设计限幅电路
将负半周的尖脉冲给滤除掉。利用二极管的单向导电性来进行限幅，电路如图6所示，输出的单边尖脉冲如图7。
图6 方波发生器+微分+限幅电路图
图7 限幅电路输出的单边脉冲波形
4、设计积分累加电路
用集成运放组成的积分电路实现积分累加，在图6的电路基础上连接积分累加电路如图8，得到积分累加的输出波形如图9所示。
图8方波发生器+微分+限幅+积分累加电路图
图9 接入积分累加电路后的输出波形
5、设计周期阶梯波
在图8的基础上加上电压比较器和开关控制电路，就组成了完整的阶梯波发生电路，用集成运放结合电阻构成比较器，用J210结型场效应管与1N4148二极管构成电子开关电路。如图10，电路的输出波形如图11。
图10 阶梯波发生电路图
图11 输出的阶梯波形
从图11中可以读出周期性阶梯波的周期为23.899ms，电压变化范围约为10V,阶梯个数为5个，符合设计要求。
比较器与电子开关电路组合作用限定了阶段波的最大幅度，一旦积分电路输出的阶梯波幅度小于-10V，比较器就会发出一个脉冲信号，从而使场效应管导通，使电容放电，同时使连接方波发生器的二极管导通，使方波发生器重新产生方波。由于电容放电，且同时有新的方波产生，从而产生了新一周期的阶梯波。
五、实验结果分析
1查阅资料可发现阶梯波形的振荡周期和方波的周期有关，改变R2和C1可以改变阶梯波的周期，因为振荡周期T=2R2C1ln（1+2R1/R4），所以阶梯波周期与R2、C1成正比。本实验得到的阶梯波的周期为23.899ms，比实验要求的20mS略大，为了使实验结果更加准确，适当减小R2、C1的值，使周期更接近于20 ms。例如将C1减小为43nF，可以使周期变为20.545 ms，更加接近实验要求。
2、改变电路中的R7、C3可以改变阶梯波的每个阶梯的高度，R7、C3与阶梯波的每个阶梯的高度成反比。实验要求电压变化范围为10V，本实验得到的结果为9.522V，基本达到实验要求。
3、电路中的阶梯数目与C2有关，减小C2的电阻值可以增加阶梯数目。
调整后的波形如图12，周期为20.545mS，输出电压范围10V，阶梯数为5个。
图12 调试后输出的阶梯波形
目录 任务书 (1) 前言 (3) 一. 方案论证 (4) 1.1 提出方案 (4) 1.2 方案论证 (4) 二. 基本原理 (5) 三．具体电路设计 (5) 3.1 电源电路部分 (6) 3.2 压控振荡器 (6) 3.3 计数器 (8) 3.4 数模转换电路 (9) 3.5 反相器 (11) 四．实验装调及过程及参数分析 (13) 五．实验结论及误差分析 (14) 六．心得体会 (17) 七．附录 (17)
7.1 元器件清单 (18) 7.2 器件管脚图 (18) 八．总体电路图 (19) 前言 “电子技术课程设计”是电子技术课程的实践性环节。是在我们学习了《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》等课程的基础上进行的综合性训练，我们组这次训练的课题是“压控阶梯波发生器的设计与制作”。 此次课程设计的课题是针对我们学习《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》这两门课程的基础上，并在其辅助下完成的。此次进行的综合性训练，不仅培养了我如何合理运用课本中所学到的理论知识与实践紧密结合，独立解决实际问题的能力。 通过此次“电子技术课程设计”我们应达到以下的基本要求： 首先，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识来独立完成此次设计课题，培养我们查阅手册和文献资料的良好习惯，以及培养我们独立分析和解决实际问题的能力。 其次，在学习了理论知识的基础上进一步熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。 再次，就是学会电子电路的安装与调试技能，以及与同组的组员的团结合作的精神。 最后，为了满足学生对电工、电子技术课程的实践需求，学校特地给我们提供了为期四周的课程设计时间，这门课程将电子技术基础理论与实际操作有机地联系起来，意在加深我们对所学理论课程的理解。通过让我们运用已基本掌握的具有不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法，在单元电路设计的基础上，设计出具有各种不同用途的电子装置。深化所学理论知识，培养综合运用能力，增强独立分析与解决问题的能力。训练培养严肃认真的工作作风和科学态度。同时，它也培养我们查阅资料的能力和学生的工艺素质，培养我们的团队精神以及综合设计和实践能力。就是培养我们严肃认真的工作作风和严谨的科学态度以及学会撰写课程设计报告，为以后毕业论文打好基础。 一．方案论证 1.1提出方案 方案一：此方案采用模拟电路中的基本模块电路进行压控阶梯波的设计，原理框图如图1所示：
一、零件的分析 1.1 轴的作用 轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。按照轴的承受载荷不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴成为转轴，只承受弯矩的轴称为心轴，只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。 1.2 轴的工艺分析 该轴主要采用40Cr钢能承受一定的载荷与冲击。此轴为阶梯轴类零件，尺寸精度，形位精度要求均较高。Φ21，φ22.5，φ24，Φ22.55为主要配合面，精度均要求较高，需通过磨削得到。轴线直线度为φ0.01，两键槽有同轴度要求。在加工过程中须严格控制。 <1）该轴采用合金结构钢40Cr，中等精度，转速较高。经调质处理后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。 <2）该轴为阶梯轴，其结构复杂程度中等，其有多个过渡台阶，根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工、半精加工和精加工。加工时应把精加工、半精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。 <3）零件毛坯采用模锻，锻造后安排正火处理。 <4）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。 <5）在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。
<6）同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。在两端面钻中心孔进行固定装夹可以有效防止径向圆跳动、保证其同轴度。 零件图如下
轴的各表面粗糙度、公差及偏差见表一 30
二、工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式 阶梯轴材料为40Cr钢，要求强度较高，且工件的形状比较简单，毛坯精度低，加工余量大，因年产5000件，所以达到批量生产水平。综上考虑，采用锻件，其锻造方法为模锻，毛坯的尺寸精度要求为IT12以下。 2.2 定位基准的选择 正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。粗基准的选择。 <1）粗基准的选择 应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定位基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定位基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证
波形发生电路 令狐文艳 要求：设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。 指标：输出频率分别为：102H Z、103H Z和104Hz；方波的输出电压峰峰值V PP≥20V （1）方案的提出 方案一： 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器 从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。方案二： 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电 路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。方案三： 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、用折线法把三角波转换成正弦波。 （2）方案的比较与确定 方案一：
文氏桥的振荡原理：正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、C1=C2。即f=f0时，F=1/3、Au=3。然而，起振条件为Au略大于3。实际操作时，如果要满足振荡条件R4/R3=2时，起振很慢。如果R4/R3大于2时，正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称，且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二： 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波和方波发生器。 通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下使用。然而，指标要求输出频率分别为102H Z、103H Z和104Hz。因此不满足使用低通滤波的条件。放弃方案二。 方案三： 方波、三角波发生器原理如同方案二。 比较三角波和正弦波的波形可以发现，在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中，与三角波的差别越来越大; 即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。因此，根 据正弦波与三角波的差别，将三角波分成若干段， 按不同的比例衰减，就可以得到近似与正弦波的折 线化波形。而且折线法不受频率范围的限制。
实验四阶梯波发生器电路的设计 一、实验目的 1. 熟悉Multisim软件的使用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用方法掌握常用电路分析方法。 2. 能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析，掌握EDA设计的基本方法和步骤。 3.熟练掌握有关阶梯波电路设计的方法，并应用相关知识来分析电路，掌握组 成阶梯波电路的各个部分的电路的在阶梯波电路中的作用，深刻体会阶梯波的调节方法，做到理论和实践相结合，加深对知识的理解。 二、实验要求 （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20ms左右，输出电压围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围和周期的元器件。 三、实验步骤 1．实验所用的总电路图如下图1所示：
图1 电路输出的波形如下图2和图3所示：
图2 图3 由上面两幅图可以看出阶梯波的周期为T=23.899mS，阶梯个数为5个，输出电压 为10.024V符合实验要求。 本实验所用的电路由方波发生电路、微分电路、限幅电路、积分累加器、比较
器、电子开关电路、振荡控制电路和电源等八部分电路组成，各个部分的关系可 由 下框图所示： 振荡控制电路 输出方波发生器微分电路限幅电路积分累加电路比较器 电源电子开关电路 2.电路工作原理 ①方波发生器电路 方波发生器电路如下图4所示： 图4
实验所用方波发生电路产生的方波的周期为T=Cln(1+2)，带入相应 的数据可知T=2×18.7KΩ×100nF×ln(1+2)=3.76mS。其输出的方波波形如下图5和图6所示：
平顶山工业职业技术学院 阶梯轴的加工工艺 班级： 姓名： 学号： 成绩：
目录 一零件的工艺分析 (6) 二生产纲领的计算与生产类型的确定 (10) 三确定毛坯、绘制毛坯图 (11) 四拟定轴的工艺路线 (12) 五选择加工设备及工艺装备 (16) 六加工工序设计 (17) 七加工后零件的三维图 (24) 八设计小结 (26)
摘要 我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济个部门的技术进步，技术改造提供先进高效的技术装备，他首先要为我国正在发展的产业包括农业，重工业，轻工业以及其他的产业提供质量优良先进的技术设备，同时还要为新材料新能源机械工程等新技术的生产和应用提供基础设备。 随着科学技术和工业生产的飞速发展，国民经济个部门迫切需要各种各样质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品。其中产品设计师决定产品性能，质量水平市场竞争力和经济效益的重要环节，因此采用数控加工就成了首选，因为他工作效率高，质量好，加工精度高
一零件的工艺分析 1、轴的用途： 轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件（如齿轮、蜗杆登），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。按照轴的承受载荷不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴成为转轴，只承受弯矩的轴称为心轴，只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。 该轴主要采用40Cr钢能承受一定的载荷与冲击。此轴为台阶类零件，尺寸精度，形位精度要求均较高。Φ16，φ18，φ17为主要配合面，精度均要求较高，需通过磨削得到。轴线直线度为φ0.01，两键槽有同轴度要求。在加工过程中须严格控制。 2、技术要求： 轴通常是由支承轴颈支承在机器的机架或箱体上，实现运动传递和动力传递的功能。支承轴颈表面的精度及其与轴上传动件配合表面的位置精度对轴的工作状态和精度有直接的影响。其技术要求包括以下内容： 尺寸精度 轴段1，2，4，5为主要配合面，尺寸精度要求较高。 2.形状精度 该轴公共轴线的直线度公差为。其圆度及圆柱度无特殊要求，但应控制在尺寸公差范围内。 3.位置精度 零件对位置精度要求较低，无特别要求。故可按一般规定普通精度轴的配合轴径对支承轴径的径向圆跳动取为0.01~0.03mm。 4.表面粗糙度 具有配合要求的各轴颈表面粗糙度为1.6μm，轴肩侧面表面粗糙度为3.2μm，键槽底面粗糙度要求较低，为3.2μm，侧面为3.2μm。其余为12.5μm.
方波-三角波产生电路的设计 1 技术指标 设计一个方波-三角波产生电路，要求方波和三角波的重复频率为500Hz ，方波脉冲幅度为6-6.5V ，三角波为1.5-2V ，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。 2 设计方案及其比较 产生方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以直接产生三角波—方波。由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波。 2.1 方案一 非正弦波发生器的组成原理是电路中必须有开关特性的器件，可以是电压比较器，、集成模拟开关、TTL 与非门等；具有反馈网络，它的作用是通过输出信号的反馈，改变开关器件的状态；具有延迟环节，常用RC 电路充放电来实现；具有其他辅助部分，，如积分电路等。 矩形经过积分器就变成三角波形，即三角波形发生器是由方波发生器和反向积分器所组成的。但此时要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。 如图1所示为该电路设计图。 由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器，一般均包括比较器和RC 积分器两大部分。如图所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。1U 构成迟滞比较器，用于输出方波；2U 构成积分电路，用于把方波转变为三角波，即输出三角波。
图1 方案一电路设计图 U1构成迟滞比较器，同相端电位p V 由1O V 和2O V 决定。利用叠加定理可得： 21211211211) ()(O V V O V P V R R R R R V R R R R V ?++++?++= 当0>P V 时，U1输出为正，即Z O V V +=1 当0
北京工业大学 课程设计报告 学院电子信息与控制工程 专业通信工程 班级 120241 组号 14 题目1、压控阶梯波发生器 2、基于运放的信号发生器设计 姓名周文晨 学号12024128 指导老师张国英 成绩 2014 年05 月29 日
压控阶梯波发生器 【实验名称】压控阶梯波发生器 【设计任务】在规定时间内设计并调试一个由电压控制的阶梯波发生器。 【设计要求】 1、输出阶梯波的频率能被输入的直流电压所控制，频率控制范围为600Hz---1000Hz。 2、输出阶梯波的台阶数为10级，且比例相等。 3、输出阶梯波的电压为1V/级。 4、输入控制电压的范围为0.5V至6V。 5、电路结构简单，所用原器件尽量少，成本低。 【调试要求】利用实验室设备和指定器件进行设计，组装和调试，达到设计的要求，写出总结报告 仿真图，草图，电路图附本实验的报告后 【参考元器件】 1、运算放大器uA741,LM324，LM358. 2、TTL电路74LS20，74LS161 ，74LS175。 3、CMOS缓冲器CD4010 4、稳压管二极管 5、电阻电容电位器
设计思路 一：输出阶梯波的台阶数为十阶 想法：采用十进制计数器，确保每十个时钟信号后清零。选取74LS161芯片 二：输出阶梯波每阶比例相等，电压为1V/阶 想法：⑴采用权组网路，将数字信号转化为模拟信号 ⑵运用放大器，将输出信号放大以满足要求。选取运算放大器LM358芯片 另外，74LS161是单纯的计数功能芯片，带负载能力很弱。对于后面串上的几十千欧级的电阻显得力不从心。用万用表实测74LS161输出管脚的电压值，也确实发现高电平对应的实际电压值并不恒定。为改善这样的情况，需把74LS161输出加到74LS175上，再把74LS175的输出加到CD4010上CD4010是缓冲器，可以把不稳的输入电压缓冲为稳定的输出电压，而且电流加大，大大加强了带负载的能力。74LS175和CD4010共同组成了缓冲器，虽然对电路的逻辑功能没有影响，但却是实现电路功能不可或缺的一部分。 综上所述，电路应分为压频转换波分、计数部分、全电阻网络部分和信号放大部分。我们选取的芯片为：LM358、74LS161、74LS175、CD4010
莱芜职业技术学院 《机械制造工艺学》 综合实训 题目：阶梯轴机械加工工艺规程编制 系别：机电工程系 专业：机电一体化技术 班级：13级高职机电3班 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 2015年6 月 《机械制造工艺学》综合实训任务书 2014—2015 学年第二学期 机电工程系：机电一体化技术专业2013级高职机电3班 课程名称：机械制造工艺学 设计题目：轴的加工工艺规程的编制 一、设计的主要任务 如图所示为减速器输出轴，批量500件，材料45钢。试编制其加工工艺规程。二、完成期限： 自2015年 6 月15 日至2015 年6 月22 日共1 周指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日 目录 序言 (1)
一. 零件的分析 (4) 1.1 轴的作用 (4) 1.2 轴的工艺分析 (4) 1.3 轴的零件图 (5) 二、工艺规程设计 (6) 2.1确定毛坯的制造形式 (6) 2.2定位基准的选择 (6) 2.3拟定轴的工艺路线 (7) 2.4加工工序的设计 (10) 2.5确定切削用量及基本工时 (11) 三、机床的设备选择 (12) 3.1机床设备选择 (12) 3.2工艺设备选用 (12) 3.3各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具 (13) 参考文献 (16) 零件三维图 (16) 工艺卡片 (17) 工序卡片 (18) 设计总结 (19) 序言 本课程综合实训是学生在学完机械制造工艺学课程的一个综合性和实践性很强的教学环节，通过实训，能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。 本次机械制造工艺学综合实训不仅仅能帮助我们利用已学的知识进行设计，还培养了我们自己分析，独立思考的能力。这次综合性的训练，我在以下几方面得到锻炼： （1）提高结构设计能力。通过设计零件的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的零件的能力。 （2）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题，分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。 一、零件的分析
课程设计报告 课程名称：模拟电子技术基础 设计题目：三角波信号发生电路设计 姓名： 学号： 系别： 专业班级： 开始日期： 完成日期 指导教师： 成绩评定等级（分数）
课程设计任务书 班级：姓名：学号：
目录 一、设计意义 (1) 1.1信号发生器的概述 (1) 1.2预计完成步骤 (1) 1.3制定的措施 (1) 二、设计方案比较 (1) 2.1三角波发生电路设计方案一 (1) 2.2三角波发生电路设计方案二 (3) 三、电路组成框图 (5) 四、电路原理图 (5) 五、组装及仿真指标测试 (7) 六、总结 (8) 七、参考文献 (9)
一、设计意义 1.1信号发生器的概述 信号发生器在电子技术应用领域里的用途非常广泛，在数字系统和自动控制系统也常常需要方波，三角波，的非正弦波信号发生器。目前我们实验室用的较多的波形发生器主要有两种：低频正弦波发生器和通用多波形发生器，前者只能产生正弦波，调节范围不大，但是信号稳定，失真度底，主要用在对波形有很高的要求的实验中；后者能产生正弦波、方波和三角波，也有的能产生三种以上波形。 本次课程设计是做一个能够产生三角波电路的设计。 由理论分析知,电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波。 1.2预计完成步骤 任务一 总体设计 任务二 方波-三角波产生电路设计 任务三 方波-三角波产生电路的安装 任务四 方波-三角波产生电路的仿真和调试 1.3制定的措施 使用National Instruments Multisim 编辑电路原理图。并且进行理论仿真。 在几个方案中选择具有可行性以及稳定性强的的电路原理图。 对选定的原理图进行安装调试。 二、设计方案比较 2.1三角波发生电路设计方案一 图1 三角波发生电路（一） 三角波电路波形可以通过积分电路实现，把方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到了三角波。 如图1所示电路输入方波电压，可见，输出为三角波。图中滞回比较器的输出电压 Z U U ±=01 ,他的输入电压时积分电路的输出电压0U ，根据叠加原理，集成运放1A 同相输 入端电位
《数字电路课程设计》 说明书 题目：阶梯波信号发生器 专业：电子信息科学与技术 班级：------ 学号：------ 姓名：------
目录 1、设计题目 (3) 2.设计目的: (3) 3.设计要求 (3) 4.设计方案 (3) 5.设计原理 (4) 5.1预置数功能实现 (4) 5.2时钟信号发生器 (4) 5.3 D/A转换器 (6) 5．4整体电路图 (7) 6、心得体会 (7) 7.参考文献 (7)
正文 1、设计题目 设计一个阶梯信号发生器 2.设计目的: 1）.了解D/A转换电路的工作原理。 2）.掌握用集成运算放大器设计D/A转换电路。 3.设计要求 1）. 以集成计数器为主要器件，设计一个阶梯波发生器，要求输出如图所示波形。周期为 2ms。 2）.依据设计结果，创建实验电路。 3）.仿真、调试。 4.设计方案 1）由时钟信号发生器、计数器和D/A转换器组成电路。 2）时钟信号发生器的信号频率可调，可采用由555构成的多谐振荡器。 3）由74LS161反馈置零法确定方波的阶数。 4）D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。
5.设计原理 5.1预置数功能实现 如下图 5.2时钟信号发生器 时钟信号发生器可由振荡器构成，振荡器采用555构成的多谐振荡器，通过改变阻值实现振荡器频率可调。利用555定时器组成的多谐振荡器接通电源后，电容C1被充电，当电压上升到一定数值时里面集成的三极管导通，然后通过电阻和三极管放电，不断的充放电从而产生一定周期的脉冲，通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期。由所学知识知T= (R1+2R2)*C1,则f=1/T,通过直接按键盘字母F（增加R2的接入阻值）或者Shift+F（减小R2的接入阻值）来改变频率。 连线电路如下图：
塑性成形工艺及模具设计 课程设计 姓名：杜延辉 学号： 同组成员：冶福山 1 1 1.2 计算锻件的主要参数............................................................................................................... 2、确定锻锤吨位 (5) 3、确定飞边槽形式和尺寸 (6) 4、绘制计算毛坯图 (6) 4.1截面图 (6) 5、制坯工步选择 .............................................................................................................................. (7) 6、毛坯体积计算与尺寸确定 (8) 6.1毛坯截面积算 (8) 6.2毛坯长度确定 (9)
7、其它型腔的设计 (9) 7.1拔长型腔的设计 (9) (9) (9) 7.2滚挤型腔的设计…………………………………………………………………………. 8、模膛的布排……………………………………………………………………………………. 1、模锻件图设计 对零件的整体形状尺寸，表面粗糙度进行分析，此零件的材料为 图( 形状相有内凹在具有生飞刺。 估算锻件的体积为93527.81cm3，则锻件质量约为 ρυ。锻件材料为45钢，即材质系数为 ÷ .76= 85 ? = =- 81 93527 kg .0 m72952 . 10 M1。锻件形状复杂系数： S=V锻/V外廓包容(1.1) 式中V锻—锻件体积； V外廓包容—外廓包容体的体积。 则204 93527≈ = S，形状复杂程度为Ⅲ级，锻件形状较复杂. 81 .0 458280 /
河西学院物理与机电工程 学院 综合设计实验 方波-三角波产生电路 实验报告 学院：物理与机电工程学院 专业：电子信息科学与技术
：侯涛 日期：2016年4月26日 方波-三角波发生电路 要求：设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波的波形发生器。 指标：输出频率分别为：102HZ、103HZ和104Hz；方波的输出电压峰峰值VPP≥20V 一、方案的提出 方案一： 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。 方案二： 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。 方案三： 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。
2、用折线法把三角波转换成正弦波。 二、方案的比较与确定 方案一： 文氏桥的振荡原理：正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、C1=C2。即f=f0时，F=1/3、Au=3。然而，起振条件为Au略大于3。实际操作时，如果要满足振荡条件R4/R3=2时，起振很慢。如果R4/R3大于2时，正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称，且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二： 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波和方波发生器。通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化围很小的情况下使用。然而，指标要求输出频率分别为102HZ、103HZ和104Hz 。因此不满足使用低通滤波的条件。放弃方案二。 方案三： 方波、三角波发生器原理如同方案二。比较三角波和正弦波的波形可以发现，在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中，与三角波的差别越来越大即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。因此，根据正弦波与三角波的差别，将三角波分成若干段，按不同的比例衰减，就可以得到近似与正弦波的折线化波形。而且折线法不受频率围的限制。 综合以上三种方案的优缺点，最终选择方案三来完成本次课程设计。 三、工作原理： 1、方波、三角波发生电路原理
阶梯轴锻造工艺设计说明书 一、绘制锻件图第1页 二、确定锻造工序第2页 三、计算坯料质量和尺寸第2页 四、锻造设备及吨位第4页 五、锻造温度范围加热冷却及热处理规范第4页
阶梯轴锻造工艺设计说明书 1、绘制锻件图 原理：锻件图是拟定锻造工艺规程、选择工具、指导生产和验收锻件的主要依据，它是以机械零件图为基础，结合自由锻工艺特点，考虑到机械加工余量、锻造公差、工艺余块、检验试样及工艺卡头等绘制而成。 根据零件图上阶梯轴长340mm、最大直径为100mm，对照《金属成形工艺设计》中表3-3中所列的零件总长为630∽1000mm、最大直径80∽120mm，可查得锻造精度为F级的锻件余量及公差为10±4mm。 作图大概步骤：先用双点划线按照已知尺寸画出零件尺寸轮廓，再按照求的的尺寸用粗实现画出锻件的轮廓形状，并用细实线划出各尺寸引出线及标注线。然后，再在下面标出名义尺寸，并加上括号，如图1-1所示。 图1-1 阶梯轴的锻件图
2、确定锻造工序 原理：根据锻件形状、尺寸、技术要求等进行选择，并且先确定锻件成形所需的基本工序、辅助工序、修整工序，再选择所需的工具并确定工序顺序和工序尺寸等。 由于阶梯轴是形状较简单的轴杆类锻件，变形工艺简单，且材料为常用45钢，塑性较好、容易变形，因此其主要变形工艺一般为下料、拔长、镦粗、拔出锻件等，如下图： 3、计算坯料质量及尺寸 （1）坯料质量计算 m坯=m锻+m烧+m头 根据阶梯锻件图，可将锻件自左至右分为四个圆柱体，分别计算其质量m1、m2、m3、m4、m5、m6，单位为kg,即
m1= π×1.12×0.4×7.8=2.97 4 m2= π×0.72×0.3×7.8=0.90 4 m3= π× 0.642×0.7×7.8=1.77 4 m4= π×0.52×1.5×7.8=2.30 4 m5= π×0.452×0.3×7.8=0.37 4 m6= π×0.342×0.3×7.8=0.21 4 锻件质量（单位kg）为 m锻=m1+m2+m3+m4+m5+m6=8.52 任务书给出加热烧损率按锻件质量的2%计算 m烧=2%×m锻=0.17 截料损失按锻件质量的4%计算 m头=4%×m锻=0.34 坯料质量m坯=m锻+m烧+m头=9.03kg （2）坯料尺寸计算 此锻件以钢材为坯料，锻比取1.2，可按锻件最大截面Ф110mm对照《金属成形工艺设计》中表3-11所列热轧圆钢标准直径，并结合S坯>Y·S锻 m=Vρ算出坯料体积为1157.7cm3再max选用Ф120m的热轧圆钢。并由公式
三角波发生器设计 制作人：朱立超 西安建筑科技大学
一、工作原理： 1. 基本原理图： 2.工作原理： 1)如图1，三角波发生器电路，有两部分组成。其中集成运放A1组成滞回比较器，A2组成积分电路。滞回比较器可以产生稳定的方波信号，再通过积分电路积分产生所需要的三角波。 由积分电路2031(z)dt T U R C --? 可知积分电路输出电压同u o1 反向。 设t=0时积分电路电容上的初始电压为零，而滞回比较器输出端u o1=+Uz 。又有电路图可以看出，两级电路分别都引入了反馈， A 1同相输入端的电压u p1同时与u o1和u o 有关，根据叠加定理 可得 121o1o 1212 u u u p R R R R R R =+++ 由积分回路同向和反向输入端“虚短”“虚断”u p2= u n2=0,从而可 图1 三角波发生电路图
知u o =u p2.由于t 0时电容两端电压为了零，所以 u o =0，而u 01=+Uz ，故u p1也为正。而当u o1=+Uz 时，经反向积分，输出电压u o 将随着时间往负方向线性增长，则u p1将随之逐渐减小，当减小至u p1=u n1=0时，滞回比较器的输出端电压发生跳变，使u o1由+Uz 跳变为-Uz ，此时u p1也将跳变成为一个负值。当u o1=-Uz 时，积分电路的输出电压u o 将随着时间往正方向线性增长，u p1将又逐渐增大，当增大至u p1= u n1=0时，滞回比较器的输出端再次发生跳变，u 01由-Uz 跳变为+Uz 。如此重复上述过程，于是滞回比较器的输出电压u 01成为周而复始的矩形波，从而积分电路的输出电压u o 也成为周期性重复的三角波。 滞回比较器和积分电路特性： 2)输出幅度： 在u o1=-Uz 期间，积分电路的输出电压u o 往正方向线性增长，此时u p1也随着增长，当增长至u p1= u n1=0时，滞回比较器的输出电压u o1发生跳变，而发生跳变时的u o 值即是三角波的最大值Uom 。将条图3 电路的波形图 图2 电压输出特性
目录 第一章：绪论 1.1 设计题目 1.2 设计要求 1.3 题目分析及构思 第二章：总体设计与实践 2.1 总体方框图 2.2 电路原理分析 第三章：测试及其分析 3.1 定性说明和定量计算 3.2 仿真 第四章：程序设计历程 4.1 仿真实现过程中遇到的问题及排除措施 4.2 设计心得体会 附录：参考文献
第一章 绪论 1.1【设计题目】： 设计题目：阶梯波信号发生器 1.2【设计要求】： 设计要求： 1.设计一个能产生周期性阶梯波的电路； 2.阶梯波周期在20ms 左右； 3.输出电压范围10V ； 4.阶梯个数4个以上； 5频率可调； 6，输出电压可调。. 1.2【设计要求】： 设计能产生周期性阶梯波的电路： t u o o U 0.25U 5 5 5 5 0.5U 0.75U 图2 阶梯信号发生器输出波形示意图 1.3【题目分析及构思】： 阶梯信号发生器可由电压跟随器、555定时器构成的多谐振荡器、六进制计数器、缓冲器、反相求和电路及反相器组成，其框图如图6.3.1所示。该电路能产生6个台阶的阶梯波。
图6.3.1 阶梯信号发生器框图 信号发生器产生三角波通过电压跟随器进入555定时器构成的多谐振荡器，，电路形成自激振荡，输出为矩形脉冲，输出的矩形脉冲通过六进制计数器进行计数，计数结果通过缓冲器进入反相求和电路进行波形相加，形成反相的阶梯波形，输出结果再通过反相器输出为正相阶梯波形。 第二章总体设计与实践 2.1【总体方框图】 图6.3.1 阶梯信号发生器框图 2.2【电路原理分析】 需要信号发生器来作为信号源。用运算放大器、电阻和可调电阻构成电压跟随器，具有电压跟随作用。555定时器构成的多谐震荡器，由震荡器产生自激震荡产生矩形脉冲，电路的充放电常数决定波的周期，所以用555定时器构成的多谐震荡器来控制阶梯波的周期。计数器74LS90D调为六进制计数，用来控制阶梯波的阶梯数。缓冲器用来缓冲信号。反相求和电路用来将信号相加，形成反相的阶梯波形。然后再通过反相器形成正相6个阶梯的阶梯波形。
苏州科技学院天平学院 模拟电子技术课程设计指导书 课设名称正弦波－方波－三角波信号发生器设计 组长李为学号1232106101 组员谢渊博学号1232106102 组员张翔学号1232106104 专业电子物联网 指导教师 二〇一二年七月 模拟电子技术课程设计指导书
一设计课题名称 正弦波－方波－三角波信号发生器设计 二课程设计目的、要求与技术指标 2.1课程设计目的 （1）巩固所学的相关理论知识； （2）实践所掌握的电子制作技能； （3）会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计；（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则； （5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题； （6）学会撰写课程设计报告； （7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风； （8）完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力。 2.2课程设计要求 （1）根据技术指标要求及实验室条件设计出电路图，分析工作原理，计算元件参数；（2）列出所有元器件清单； （3）安装调试所设计的电路，达到设计要求； 2.3技术指标 （1）输出波形：方波－三角波－正弦波； （2）频率范围：100HZ~200HZ连续可调；
（3）输出电压：正弦波-方波的输出信号幅值为6V.三角波输出信号幅值为0~2V连续可调； γ。 （4）正弦波失真度：% ≤ 5 三系统知识介绍 3 函数发生器原理 本设计要求产生三种不同的波形分别为正弦波\方波\ 三角波。实现该要求有多种方案。 方案一：首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波。 方案二：首先产生方波——三角波，再将方波变成正弦波或将三角波变成正弦波。 3.1函数发生器的各方案比较 我选的是第一个方案，上述两个方案均可以产生三种波形。方案二的电路过多连接部方便而且这样用了很多元器件，但是方案的在调节的时候比较方便可以很快的调节出波形。方案一电路简洁利于连接可以节省元器件，但是在调节波形的时候会比较费力，由于整个电路时一起的只要调节前面部分就会影响后面的波形。 四电路方案与系统、参数设计 4.1基于集成运算放大器与晶体管差分放大器的函数发生器 4.1.1设计思路 我们组总体设计思路为：先通过比较器产生方波，方波通过积分器产生三角波，三角波通过差分放大器产生正弦波。 函数发生器电路组成框图如下所示
压控函数发生器的设计 目录 一、课程设计内容及方框图 (1) 1、课程设计内容 (1) 2、方框图 (1) 二、方案选择 (2) 三、框内电路设计 (2) （一）各框内电路独立设计 (2) 1、V ix的产生 (2) 2、跟随器： (3) 3、极性变换： (3) 4、积分器 (4) 5、比较反馈： (6) 6、非线性转换器：（即三角波-正弦波） (8) （二）方波-三角波 (10) （三）小结 (12) 四、总图调试 (12) （一）仿真过程 (12) 1、方波-三角波 (12) 2、三角波-正弦波 (13) （二）实验过程 (13) 1、方波-三角波 (13) 2、三角波-正弦波 (16) 五、参考文献 (16) 六、心得体会 (17) 附件 (18)
压控函数发生器设计实验报告 一、课程设计内容及方框图 1、课程设计内容 设计一个压控函数发生器，可以产生方波、正弦波和三角波。 要求：（1）输入为02V -的直流电压，对应输出010KHz -的函数。 （2）输出的三角波电压为4V ±；正弦波为2V ±；方波为010V -。 2、方框图 V 从积分器端输出的三角波：从比较反馈端输出的方波：
从非线性转换器输出的正弦波： 二、方案选择 函数发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形，其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路，本课程设计主要研究由集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的方波--三角波—正弦波函数发生器的设计方法。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或者方波变成正弦波，本课程设计中，采用先产生方波—三角波，再将三角波变成正弦波的电路设计方法。由积分器和反馈比较器分别得到三角波、方波，再将三角波输入差分放大器，利用差分放大器传输曲线的非线性特征得到正弦波。 三、框内电路设计 （一）各框内电路独立设计 1、ix V 的产生 对ix V 的要求为02V -的直流电压，故采用电阻电位分压方式产生，具体发生电路如图31-。 因为电源电压为12V ，故R15R2=，在此选取R1=5k Ω，21R K =Ω。
阶梯轴锻造工艺 设计说明书 题目：阶梯轴锻造工艺设计 专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1301 学生：亮学号： 7 指导教师：浩舸 完成日期： 机械工程学院 2016年9月
目录 1.引言 (1) 2.设计方法与步骤 (2) 2.1绘制锻件图 (3) 2.2 确定变形工艺 (3) 2.2.1镦粗 (3) 2.2.2冲孔 (4) 2.2.3扩孔 (4) 2.2.4修整锻件 (4) 2.3 计算坯料质量和尺寸 (4) 2.4选定设备及规 (5) 2.5确定锻造温度及规 (5) 2.6确定冷却方法及规 (5) 3.工艺流程卡 (6) 4.结论 (8) 5.致 (8) 6.参考文献 (8)
1. 引言 锻造的目的是使坯料成形及控制其部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件。轴是现代工业大量使用的零件，本文讨论阶梯轴的自由锻生产。 2. 设计方法与步骤 2.1绘制锻件图 锻件图是根据零件图的基本图样，结合锻造工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。 阶梯轴材料为40Cr，生产批量小，采取自由锻锻造轴坯。 轴上的键槽等部分，采用自由锻方法很难成形这些部位，因此考虑到技术上的可行性和经济性，决定不锻出，并采用附加余块简化锻件外形，以利于锻造。锻造出轴坯后可以进一步进行切削加工，最后成形。 根据零件图的尺寸规格，对照表所列中零件的高度和直径围，可以查出齿环锻件加工余量和公差。由L=203，Φ=46，对照《金属成形工艺设计》中表3-3中所列的零件总长为0∽315mm、最大直径0∽50mm，可查得锻造精度为F级的锻件余量及公差为7±2mm。，然后按查得的公差数值，可绘阶梯轴的锻件图。阶梯轴锻件图见图1。 图1 阶梯轴锻件图 2.2确定变形工艺
计算机硬件技术课程设计 学院：自动化工程学院 班级： 姓名： 学号： 同组人: 2015年1月
目录一、目的· 二、内容·· 三、设计任务· 四、方案选择及原理·· 五、所用器件· 六、原理及结果图· 七、流程图· 八、程序代码· 九、设计中遇到的问题· 十、收获及体会·
三角波发生器 一、目的 1、了解和掌握8086、DAC0832等接口芯片和示波器的原理和功能； 2、能用这些接口芯片构建一个简单的系统控制对象， 3、掌握接口电路的综合设计与使用； 4、通过自己动手，进一步了解计算机工作原理，接口技术，提高计算机硬件， 软件综合应用能力，即对微机原理，接口技术，汇编语言程序设计进行综合训练。 二、内容 利用D/A设计一个三角波发生器，可利用按键改变其输出波形的幅值。例如，可利用5个按键改变其输出波形的幅值，当按下按键时使D/A输出幅值从1V增加到5V。 三、设计任务 1、选用8086和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、画出详细的硬件连接图。 3、画出软件流程图。 4、给出所有程序清单并加上必要注释。 5、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。 四、方案选择及原理 D/A转换器产生各种波形的原理：利用D/A转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将D/A转换器作为微机输出接口，CPU通过程序向D/A 转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。 五、所用器件 CPU8086、地址锁存器74LS373、译码器74154、数/模转换器DAC0832 主要器件简介
电子电路综合实验设计 实验名称：阶梯波发生器的设计与实现 学院: 信息与通信工程学院 班级: xxxxxxxxx 学号: xxxxxxxxxx 班内序号: xx 姓名：大学霸
实验报告大纲 一、实验课题 二、实验要求 1.实验内容摘要及关键词 2.实验任务及设计要求 三、实验设计 1.设计思路及总体结构框图 2.元器件资料 3.分块电路和总体电路的设计 四、所实现功能说明 1.基本功能 2.扩展功能 3.探索环节 五、故障及问题分析 六、实验总结和结论 七、其他 1.PROTEL绘制的原理图（SCH）及印制电路板（PCB） 2.实验所用元器件及测试仪表清单 3.参考文献
一、实验课题 阶梯波发生器的设计与实现 二、实验要求 1.实验内容摘要及关键词 （1）实验内容摘要 本实验的目的是设计与实现一个阶梯波发生器。实验电路由窄脉冲-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，以及二极管形成的控制门等主要元器件，进行合理的改进组合，设计出阶梯波发生电路。实验用两个二极管分别作为阶梯波形成控制门和阶梯波返回控制门；通过调节相应的电位器，改变阶梯数、阶梯幅值、阶梯周期以及阶梯波周期等波形特性。 而且通过对该电路的适当改价，可以完成一个三极管输出特性测试电路。 阶梯波发生器还有多种设计方案，本实验将就其中一种进行研究。 （2）关键词 阶梯波、集成运放、窄脉冲发生器、迟滞电压比较器、积分器 2.实验任务及设计要求 1、 基本要求： 1） 利用所给元器件设计一个阶梯波发生器，500,3opp f Hz U V ≥≥，阶数6N =； 2） 设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL 软件绘制完 整的电路原理图（SCH ）及印制电路板图（PCB ）。 2、 提高要求： 利用基本要求里设计的阶梯波发生器设计一个三极管输出特性测试电路，在示波器上可以观测到基极电流为不同值时的三极管的输出特性曲线束。 3、 探究环节：