EDA实验四阶梯波发生器电路的设计

实验题目：阶梯波发生器的设计与实现制作人：许江华班级：09211107学号：09210190班内序号：09一、实验目的（1）通过实验进一步掌握集成运放哥电压比较器的应用（2）进一步提高工程设计和实践动手能力，建立系统概念一、实验原理图二、实验内容1、利用所给器件设计一个阶梯波发生器，f>=500Hz,Uopp>=3V,阶梯数N=6；2、设计该电路的电源电路（不要求搭建），用Protel软件绘制完整的电路原理图（SCH）即印刷电路板图（PCB）。

三、实验所用仪器1.函数信号发生器2.示波器3.晶体管毫伏表4.万用表5.直流稳压电源四、实验可选器件LM741，电位器，二极管，电阻，电容等五、实验过程（一）方波发生器1）方波发生器电路图各个器件的作用：Rf1的作用为：调节阶梯波的阶梯数Rp1的作用：调节方波的周期，相当于调节阶梯波的周期（二）积分电路积分电路原理图：（三）迟滞电压比较器迟滞电压比较器的原理图：R1的作用：调节比较电压的大小，起到了调幅的作用（四）阶梯形成控制门阶梯形成控制门的原理图：（五）阶梯返回控制门六．电路原理图分析阶梯波发生器电路图：实验原理分析：该电路的组成之前已经介绍过。

现在分析实验原理：由于方波发生器的同向输入端接的是一个正参考电压，，输出所以是负脉冲。

在负脉冲持续时间内，二极管D2导通，积分器U3对负脉冲积分，其输出电压上升。

负脉冲消失之后，D1截止，积分器输入，输出电位保持不变，则形成一个台阶，积分器U3的输出的阶梯波就是迟滞比较器U1的输入，则改制每增加一个台阶，U1的输入电压增加一个值。

在台阶级数较少的时候，U1的同向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的同向输入端电压高于参考电压，U1的输出跳变成高电压，D2导通，积分器进入正电压积分，使U3输出电位下降明知道U3输出电压降至迟滞电压比较器的下门限电压时，U1输出才又恢复地电位D2截止，完成一个周期。

阶梯波发生器的设计与实现实验报告姓名：林影班级：07606 学号：071907 班内序号：26摘要：本实验主要用了三个运算放大器来实现阶梯波的发生，其中一个作为迟滞电压比较器，一个作为窄脉冲发生器，还有一个作为积分器。

窄脉冲发生器形成方波后，通过一个二极管使积分器对其中的负脉冲部分进行积分，形成阶梯波。

阶梯波的周期由迟滞电压比较器来控制，随着积分器的输出电压不断增高，迟滞电压比较器的会从输出低电平变为输出高电平，这时积分器输出电压会下降，当输出电压值降到迟滞比较器的下门限电压时，完成一个周期。

关键词：负脉冲积分反馈设计任务要求：基本要求1.利用所给元器件设计一个阶梯波发生器，f >= 500HZ, U opp >= 3V,阶数N=6；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）。

提高要求1.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本电流为不同值时三极管的输出特性曲线束。

探究环节：1. 能否提供其他阶梯波发生器的设计方案？若能，请通过仿真或实验结果加以证明;2．探索其他阶梯波发生器的应用实例，给出应用方案。

设计思路：要形成阶梯波，可以用一个运算放大器对负脉冲进行积分，因此需要设计一个积分器；要发生负脉冲，还需要一个负脉冲发生器；最后，为控制阶梯波能达到的高度和阶梯波的周期，需要一个迟滞电压比较器。

总体结构框图如下。

总体结构框图分块电路设计下面就依次对负脉冲发生器、积分器、迟滞电压比较器进行设计。

1.电源电路（原理图在14页PROTEL 绘制的原理图中有）电源电路包括整流、滤波、稳压等部分组成，各个部分的设计可以根据稳压的不同得到不同的结果，这里我们需要稳压到12V 。

该电路的设计思路是设计一个电压可调的电路，范围5~15V 。

由图可知，当电位器移至上端时输出电压最小，Uon=5V ；当电位器移至最下端时输出电压最大，Uom=15V ，故得到以下的式子：5)1(11=++=z oN U WR R U15)1(21=++=Z oM U R W R U 先确定稳压值Uz;一般选择Uz=UonX90%=5X0.9=4.5V 。

目录设计一单级放大电路设计 (3)一、设计要求 (3)二、实验原理图 (3)三、实验过程及测试数据 (3)1. 调节电路静态工作点，测试电路饱和失真、截止失真和不失真的输出信号波形图，以及三种状态下电路静态工作点值。

(3)2. 在正常放大状态下，测试三极管输入、输出特性曲线以及、的值。

(7)3. 在正常放大状态下，测试电路的输入电阻、输出电阻和电压增益。

.94. 在正常放大状态下，测试电路的频率响应曲线和、值。

(10)四、实验数据整理 (11)五、实验数据分析 (11)设计二差动放大电路设计 (13)一、设计要求 (13)二、实验原理图 (13)三、实验过程及测试数据 (13)1.双端输出时，测试电路每个三极管的静态工作点值和、、值。

(13)2. 测试电路双端输入直流小信号时，电路的、、、值。

173. 测试射级恒流源的动态输出电阻。

(21)四、实验数据整理 (21)五、实验数据分析 (22)设计三负反馈放大电路设计 (24)一、设计要求 (24)二、实验原理图 (24)三、实验过程及测试数据 (24)1. 测试负反馈接入前，电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻。

(24)2. 测试负反馈接入后，电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻并验证。

(25)3. 测试负反馈接入前，电路的频率特性和、值，以及输出开始出现失真时的输入信号幅度。

(27)4. 测试负反馈接入后，电路的频率特性和、值，以及输出开始出现失真时的输入信号幅度。

(28)四、实验数据整理 (30)五、实验数据分析 (31)设计四阶梯波发生器设计 (31)一、设计要求 (31)二、实验原理图 (32)三、实验过程及与仿真结果 (32)1.方波发生器 (33)2.方波电路+微分电路 (34)3.方波电路+微分电路+限幅电路 (35)4.方波电路+微分电路+限幅电路+积分电路 (36)5.阶梯波发生总电路 (36)四、实验结果分析 (38)五、技术改进 (38)设计一单级放大电路设计一、设计要求1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率20kHz，峰值5mV，负载电阻1.8kΩ，电压增益大于50。

EDA设计实验报告2009．10．25实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1.掌握放大电路静态工作点的调整与测量方法。

2.掌握放大电路的动态参数的测量方法。

3.观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。

二、实验内容1．设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(幅度10mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。

2．调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。

3．加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。

测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；4．测电路的频率响应曲线和fL、fH值。

三、实验内容及步骤1、分压偏置的单管电压放大电路2、给出电路静态工作点(调节R4)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。

a)不失真情况：U e=2.95VU c=4.66VU ce=U c-U e=1.71VI c=1.47mAI b=7.07uA示波器波形静态工作点参数b)饱和失真：U e=3.39VU c=3.58VU ce=U c-U e=0.19VI c=1.70mAI b=11.90uA示波器波形静态工作点参数c)截止失真U e=482.85mVU c=10.80VU ce=U c-U e=10.75VI c=240.34uAI b=1.09uA示波器波形静态工作点参数3、电压增益的实验图，测试结果并和理出测量输入电阻、输出电阻论计算值进行比较。

a)电压增益： A u=0.136/1=136理论值：r be=130+220*26/1.47=4.02kΩA u理论=220*2.5/4.02=136.82误差：E=(136.82-136)/136=0.60%b)输入电阻：Ri=1/0.409=2.44kΩR i理论=23 // 10 // 4.02 =2.55kΩ误差：E=|(2.55-2.44)/2.55|=4.31%c)输出电阻: R o=10/2.141=4.67kΩ理论值：R o理论=5.1kΩ误差：E=(5.1-4.67)/5.1=8.43%4、电路的幅频和相频特性曲线f L=92.88Hzf H=11.17MHz四、实际元件电路实际电路波形：实验二负反馈放大电路的设计与仿真一、实验要求1、给出引入电压串联负反馈电路的实验接线图。

河南工程学院毕业设计（论文）基于EDA技术的四层电梯控制系统的设计学生姓名系（部）电气信息工程系专业计算机控制技术指导教师2010年5月23日毕业设计（论文）任务书教研室主任签字：年月日河南工程学院毕业（设计）论文中期进展情况检查表系部：电气信息工程系检查日期2010 年 5 月20 号.附表三毕业设计（论文）的评价意见..电梯是机械电器紧密结合的大型机电产品．主要由机房、井道、轿厢、门系统和电气控制系统组成。

伴随建筑业的发展，为建筑内提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地发展着。

电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种工作和生活中的必需设备，完全可以预想到，随着社会的发展，电梯产品在人们物质文化生活中的地位将和汽车一样，成为重要的运输设备之一。

关键字：电梯控制器，CPLD，VHDL状态机，EDA。

.The elevator is the mechanical electric appliance close union large-scale mechanical and electrical products. Mainly of engine room, well road, sedan theater box, gate system and electric control system composition. Follows the architecture industry the development, provides the high and low transportation for the construction in the elevator industry also innovatingly to develop. The elevator already was not only in one kind of production link's important equipment, was in one kind of work and the life essential equipment, definitely might expect that along with society's development, the elevator product's will be the same in people material culture life status with the automobile, becomes one of important transport vehicles.Key words: elevator controller，CPLD，VHDL，EDA。

姓名 班级 学号 实验日期 节次 教师签字 成绩阶梯波发生电路的设计与分析1.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、学习如何用Multisim 进行电路仿真。

4、学习复杂的集成运算放大器电路的设计。

2.总体设计方案或技术路线1、要设计阶梯波发生电路，首先要设计一个方波发生电路，然后通过微分电路，会得到上下均有尖脉冲的波形。

这时要只取上面的尖脉冲，就需通过限幅电路滤除下半部分的波形。

当这些脉冲经过积分运算电路时，一个尖脉冲累加为一个固定的值，在没有尖脉冲时，积分器保持输出不变。

下一个脉冲到来时又会增加同样的一个值，于是输出形成了阶梯波形。

2、改变电路元件的参数值，探究其于输出的阶梯波各项指标的关系。

3.实验电路图U1UA741CP3247651VEE-15.0VVCC 15.0VRf 100kΩR42kΩC147nFXSC1ABExt Trig++__+_R130kΩR210kΩD112VD212VC247nFR310kΩR510kΩR610kΩU2UA741CP3247651C347nFD31N4148D41N4148图1阶梯波发生电路4. 仪器设备名称、型号1、运算放大器μA741 2个2、二极管若干3、电阻，电容若干4、导线若干5、数字万用表6、可编程线性直流稳压电源7、Agilent DSO-X2002A 型示波器8、电子技术试验箱9、集成运算放大器应用子板5.理论分析或仿真分析结果1、方波发生电路设计方波发生电路由滞回比较器和RC 电路构成。

滞回比较器引入正反馈，产生振荡，使输出电压仅有高低电平两种状态，且自动相互转换。

RC 电路起延时作用和反馈作用，使电路的输出电压按一定时间间隔在高低电平之间交替变化，形成方波。

电路如图2所示，从图3所示的示波器中可读出方波的周期为4.017ms 。

U1UA741CP3247651VEE-15.0VVCC15.0VRf 100kΩR42kΩC147nFXSC1A BExt Trig++__+_R130kΩR210kΩD112VD212V图2方波发生电路图3方波波形2、微分电路设计在上图所示的方波发生电路的输出端接电阻3R 和电容2C 即可组成图4所示的微分电路，原理与运放组成的微分运算电路相同，这里不再叙述。

数字电子技术课程设计(四层电梯控制) 目录proteus简介 ................................................ 1 1 方案选择.................................................. 3 2 硬件电路设计 . (3)2.1 脉冲电路设计 ..................................................................... .. (3)2.2 开关电路设计 ..................................................................... .. (4)2.3 显示译码电路设计 ..................................................................... (5)2.4 电梯升降电路设计 ..................................................................... (6)2.5 主控制电路设计 ..................................................................... .................................. 8 3 软件程序设计 (8)3.1 设计流程图 ..................................................................... (8)3.2 程序代码 ..................................................................... ............................................ 10 4 仿真结果及分析 ........................................... 13 5 电路焊接与调试 ........................................... 15 附:元件清单 ............................................... 16 6 心得体会................................................. 17 7 参考文献................................................. 18 本科生课程设计成绩评定表 .. (19)《数字电子技术基础》课程设计任务书proteus简介Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。

梧州学院课程论文(2014 -2015学年第2学期)课程论文题目：基于EDA技术的正弦波、方波、三角波、锯齿波、四种波形发生器学生姓名：目录一、系统设计目的与要求.........................................1.1、前言..................................................1.2、功能要求：............................................1.3、设计目的：............................................二、设计方案以及原理说明.......................................2.1、设计方案..............................................2.2、原理说明..............................................三、设计内容...................................................3.1、正弦波发生器..........................................3.2、方波发生器............................................3.3、三角波发生器..........................................3.4、锯齿波发生器.........................................3.5、波形的选择............................................四、心得体会...................................................五、参考文献...................................................论文题目: 基于EDA技术的正弦波、方波、三角波、锯齿波、四种波形发生器学生姓名：摘要随着EDA技术以及大规模集成电路技术的迅猛发展，波形发生器的各方面性能指标都达到了一个新的水平。

摘 要本文包括了三个设计实验：单级放大电路、负反馈放大电路和阶梯波发生电路。

通过对这些模拟电路的设计与仿真，给出了实验原理图，并将实验结果与理论值进行了比较，得出相对误差。

实验一设计了一个分压偏置的单管电压放大电路，通过调节电路静态工作点，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试了对应的静态工作点值。

在最大不失真条件下测试了电路的静态工作点，三极管的输入输出特性曲线和β，be r ，ce r 的值，电路的输入输出电阻和电压增益，电路的频率响应曲线。

实验二设计了一个阻容耦合两级电压放大电路，第一级为差分放大电路，第二级是射级输出放大器。

并给电路引入了电压串联负反馈，测试了负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。

通过改变输入信号幅度，观察并记录了负反馈对电路非线性失真的影响。

实验三设计了一个周期性下降阶梯波电路，对电路进行了分段测试和调节，直至输出合适的阶梯波。

通过改变电路元器件参数，观察输出波形的变化，确定了影响阶梯波电压范围和周期的元件。

最后针对该实验作进一步探索，设计出了上升阶梯波。

关键词 单级放大电路 负反馈电路阶梯波 仿真目次摘要…………………………………………………………………………错误!未定义书签。

实验一单极放大电路的设计和仿真……………………………………错误!未定义书签。

一实验目的……………………………………………………………………………错误!未定义书签。

二实验要求……………………………………………………………………………错误!未定义书签。

三实验步骤 (5)四实验小结 (16)实验二负反馈放大电路的设计与仿真…………………………………错误!未定义书签。

一实验目的 (17)二实验要求 (17)三实验步骤 (18)四实验小结 (26)实验三阶梯波发生器电路的设计………………………………………错误!未定义书签。

一实验目的 (28)二实验要求 (28)三实验步骤 (28)四实验小结 (48)实验心得 (49)参考文献 (50)实验一 单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1. 设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率10kHz(峰值1mV) ，负载电阻10k Ω，电压增益大于100。

电子电路综合设计实验实验6信息工程阶梯波发生器的设计与实现实验目的通过实验进一步掌握集成运放和电压比较器的应用。

进一步工程设计和实践动手能力，建立系统概念。

实验摘要阶梯波发生器是一个方波-三角波发生器与迟滞电压比较器够成。

阶梯波是一种特殊波形，在一些电子设备及仪表中用处极大。

本实验电路由方波——三角波发生器与迟滞电压比较器构成。

通过运算放大器，积分器，窄脉冲发生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，从而设计出了阶梯波发生电路。

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。

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。

实验关键词阶梯波脉冲集成运放阶数实验原理该电路是有方波-三角波发生器与迟滞电压比较器够成。

第三个运算放大器U1够成迟滞电压比较器，第二个U3是积分器，第一个U4是窄脉冲发生器。

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，则形成一个台阶，积分器U3的输出的阶梯波就是迟滞比较器U1的输入，该值每增加一个台阶，U1的输入电压就增加一个值。

在台阶级数较少时，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同相输入端电压高于参考电压的时候，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，直到U3输出电压降至迟滞比较器的下门限电压时，U1输出才恢复低电位D2截止，完成一个周期。

设计任务要求基本要求、利用所给元器件设计一个阶梯波发生器，f>>500Hz，Uopp>>3V，阶数N=6、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）。

数字电路基础实验四一．设计任务1.产生阶梯波，输出电压为0V-9.375V ；2.阶梯波频率可以根据时钟信号的变化而变化。

二．电路设计图4.1为了使输出锯齿波形能够循环输出，必须使D/A 转换器CB7520的输入端的数字量能够实现循环，所以用了74LS161，当74LS161工作在计数状态时，在时钟信号的连续作用下，它的输出端Q 3、Q 2、Q 1、Q 0 从0000-1111不停的循环，CB7520的输入d d d d 6789也从0000-1111不停的循环。

根据D nREF ov v 2-=可依次计算出输出电压值，得到输出电压波形如下：图4.2改变CLK的频率就可以改变图4.2中阶梯的时间宽度，从而改变输出阶梯波的频率。

7520的引脚分布图如下所示：图4.374LS161引脚分布图如下所示：图4.4运算大器LM324引脚分布图如下所示（工作电压为32V）：图4.5三．参考文献阎石.数字电子技术基础.第四版.北京：高等教育出版社四．元件清单LM324一个74LS161一个CB7520一个14脚芯片座1个16脚芯片座2个数字电路基础实验*设计报告一、设计任务：电路功能：产生在时钟激励下，基于数模转换产生可根据不同时钟输入改变频率的阶梯波。

二、设计原理：电路图：为了使输出锯齿波形能够循环输出，必须使D/A转换器CB7520的输入端的数字量能够实现循环，所以用了74LS161，当74LS161工作在计数状态时，在时钟信号的连续作用下，它的输出端Q3、Q2、Q1、Q0从0000-1111不停的循环，CB7520的输入d d d d 6789也从0000-1111不停的循环。

根据D nREF o v v 2-=可依次计算出输出电压值，得到输出电压波形如下：三、 测量和调试结果：实验现象：产生阶梯波，在改变时钟频率的情况下，阶梯波的频率可以改变。

故障分析：没有7520，用0832代替。

开始实验时，无法输出好的阶梯波，在将示波器的耦合方式改为直流耦合后，波形清晰。

实验四阶梯波发生器设计一、实验要求1、设计一个能产生周期性阶梯波的电路，要求生成的阶梯波周期14ms，输出电压范围[-9V，0V]，阶梯个数6个。

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范围和周期的元器件。

二、实验原理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为了设计一个负阶梯波发生器，首先考虑由一个方波电路产生方波，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，只留下所需的正脉冲，再通过积分电路后，因脉冲作用时间很短，积分器输出就是一个负阶梯。

对应一个尖脉冲就是一个阶梯，在没有尖脉冲时，积分器的输出不变，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，比较器翻转，比较器输出正值电压，使振荡控制电路起作用，方波停振。

同时，这正值电压使电子开关导通，使积分电容放电，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，比较器输出变为负值，这样振荡控制电路不起作用，方波输出，同时使电子开关截止，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。

三、实验步骤1、方波发生器原理图：2.微分电路图：3.设计限幅电路：4.总电路图：可以看出电压周期约为14ms ，输出电压范围约9V ，阶梯数6个，符合要求。

四、实验思考题1.调节电路中哪些元器件值可以改变阶梯波的周期？阶梯波是由单边正尖脉冲通过积分累加得到，而单边正尖脉冲又是通过方波经过微分、限幅达到的，所以阶梯波的周期取决于方波发生器所发出的方波的周期。

方波周期公式 131222ln(1)R T R C R =+因此，改变1C 、1R 、2R 和3R 的值均可以改变阶梯波的周期。

当然，改变阶梯波的输出电压范围和阶梯个数也是会改变阶梯波的周期的。

班级：09级电信 姓名： 学号：阶梯波发生器（1）阶梯波发生器原理：简易数模转换（D/A ）主要由直流电源模块、连续脉冲信号发生模块、阶梯波形成级模块和阶梯波放大级模块等组成。

下图为模块示意图：一、直流稳压电源的设计 直流稳压电源电路图：用三端集成稳压源7809。

W7809典型稳压值9.0out V V =输出电流典型值为（最小值1.3A ），最小管压降2i o V V -=，1out I A <时的最大允许功耗max 15P W ≤。

最大输入电压35V =，内部设有热过载和过流短路保护电路，工作结温范围0℃125i T ≤≤+℃。

存储温度范围65-℃~150+℃。

极性电容起到滤波的作用。

本次实验中直接采用9V 直流电池直接供电，；利用9V 电池将其转化为5V 的直流电压，为芯片供电。

二、连续脉冲发生电路（1）利用555定时器构成多谐振荡器充电时间:放电时间：230.69313cc ccf b bccV VT R Ln R CV-=≈-故电路的振荡周期：0.693(2)c f a bT T T R R C=+=+振荡频率：1 1.433(2)a bfT R R C=≈+输出脉冲占空比：2c a bva bT R RQT R R+==+占空比可调的多谐振荡器此电路的振荡频率为0.01Hz~500kHz实验要求输出频率为1k~500kHz只需让调节滑动变阻器可实现占空比的变化三、开关电路及阶梯波形成级电路设计开关电路由计数器电路及模拟选通开关实现其功能，通过计数器控制模拟选通开关的工作状态，来实现开关电路功能。

阶梯波形成级电路由权电阻网络或倒T型网络电阻构成，通过运算放大器实现功能。

（一）计数器电路设计获得N进制的计数器常用的方法有两种：一是用时钟触发器和门电路进行设计；二是用集成计数器构成。

本实验中利用集成计数器实现：1.N M<的情况在M进制计数器的顺序技术过程中，若使之跳过M N-个状态，就可实现N进制计数器。

阶梯波发生电路摘要：在实用电路中，除了常见的正弦波外，还有矩形波、三角波、锯齿波、尖顶波和阶梯波。

其中阶梯波在电子测量和自动控制系统中，可以作为时序控制信号和多极电位基准信号，有着广泛的用途。

产生阶梯波的方法也比较多，可以通过一些数字元件如计数器和D/A 转换器构成，也可以通过模拟电路中一些基本的波形发生和变换电路组合而成，本文主要使用模拟电路的方法介绍各个模块的功能以及不同参数对电路的影响。

关键词：阶梯波组成模块参数调整一、整体思路介绍如图所示，为了得到阶梯波，考虑先产生矩形波，对矩形波进行微分运算，将其变换为尖顶波，为了后面得到稳定的阶梯波形，微分电路的电容值尽可能取的小一点，这样得到的尖顶波就可以近似的看成尖峰脉冲，这种尖顶波有正有负，所以通过精密整流电路使其变换为只有上半部分的尖顶波。

积分电路采用反向积分，即得到的阶梯波的电压值为负，如果想要得到电压值为正的阶梯波，可以采用正向积分电路。

每一个尖峰脉冲对应一个阶梯，随着积分时间的增长，积分电路的输出电压逐渐下降，当下降到滞回比较电路的阈值电压时就使电子开关导通，对电容放电，积分电路输出变为零，对输入的尖峰脉冲重新积分，同时使滞回比较器翻转，电子开关断开，如此周而复始，就可以产生周期性的阶梯波。

二、不同模块的功能介绍1、矩形波发生电路 电路图如下所示：输出端选用稳压值为5V 的稳压管，从理论上来说输出电压的幅值V Uz Uo 5=±=阈值电压V Uz R R R U T 5.2433±=+±=设某时刻电容充电的起始值为T U -，终了值为T U +，时间常数为11C R ，利用一阶三要素112/][C R T T T eUz U Uz U ---+=解得周期为)21ln(24311R R C R T += 带入如图所示的数据得ms s T 197.210197.23=⨯=-进行仿真验证如下Uo1输出的矩形波的幅值并非5V 而是5.6V ，说明稳压管的稳压值不是标注的5V ，而是5.6Ｖ，阈值电压近似为２.8Ｖ符合理论推导的公式。

EDA设计（Ⅰ）实验报告院系：电子工程与光电技术学院专业：电子信息工程学号：914104姓名：指导老师：宗志园目录实验一单级放大电路的设计与仿真 (2)一、实验目的 (2)二、实验要求 (2)三、实验原理图 (3)四、三极管参数测试 (3)五、电路静态工作点测试 (6)六、电路动态参数测试 (8)七、频率响应测试 (10)八、数据表格 (10)九、理论分析 (11)十、实验分析 (11)实验二差动放大电路的设计与仿真 (12)一、实验目的 (12)二、实验要求 (12)三、实验原理图 (12)四、三极管参数测试 (13)五、电路工作测试 (18)六、电路增益测试 (18)七、数据表格 (21)八、理论分析 (22)九、实验分析 (22)实验三负反馈放大电路的设计与仿真 (23)一、实验目的 (23)二、实验要求 (23)三、实验原理图 (24)四、电路指标分析 (25)五、电路幅频特性和相频特性 (30)六、电路的最大不失真电压 (31)七、数据表格 (32)八、误差分析 (33)九、实验分析 (33)实验四阶梯波发生器电路的设计 (34)一、实验目的 (34)二、实验要求 (34)三、实验原理图 (35)四、实验原理简介 (35)五、电路分级调试步骤 (36)六、误差分析 (40)七、电路调整方法 (40)八、实验分析 (40)实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的（1）设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz，峰值5mV ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于70.（2）调节电路静态工作点，观察电路出现饱和失真、截止失真和正常放大的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值.（3）在正常放大状态下测试：1.三极管的输入、输出特性曲线和β、r be、r ce值；2.电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；3.电路的频率响应曲线和f L、f H值.二、实验要求（1）给出单级放大电路原理图.（2）实验过程中各个参数的电路仿真结果：1.给出测试三极管输入、输出特性曲线和β、r be、r ce值的仿真图；2.给出电路饱和失真、截止失真和不失真的输出信号波形图；3.给出测量输入电阻、输出电阻和电压增益的仿真图；4.给出电路的幅频和相频特性曲线(所有测试图中要有相关仪表或标尺数据).（3）给出相关仿真测试结果.（4）理论计算电路的输入电阻、输出电阻和电压增益，并和测试值做比较，分析误差来源.三、实验原理图图1-1 实验原理图四、三极管参数测试图1-2 电路静态工作点（1）输入特性图1-3 测量输入特性曲线电路图图1-4 输入特性曲线（2）输出特性图1-5 测量输出特性曲线电路图图1-6输出特性曲线（3）根据图1-4及公式i V rb be be ∆∆= ， 可计算出r be = . （4）根据图1-6及公式V r c CE ce ∆∆= ，可计算出r ce = . （5）根据图1-2.五、电路静态工作点测试（1）饱和失真图1-7饱和失真波形图1-8饱和失真数据（2）截止失真图1-9截止失真波形及其数据（3）正常放大黄色曲线为输入波形，蓝色曲线为输出波形.图1-10正常放大波形六、电路动态参数测试（1）Av图1-11 Av测量电路计算，得到.（2）Ri图1-12 Ri测量电路计算，得到.（3）Ro图1-13 Ro测量电路计算，得到. 七、频率响应测试图1-14 频率响应测试八、数据表格表1-1 静态工作点调试数据表1-2 电路正常工作数据九、理论分析（1）Ri理论值：.误差：.（2）Ro理论值：.误差：.（2）Av理论值：.误差：.十、实验分析本实验是EDA的第一项实验，在老师的指导下我初步了解了电路仿真的基础知识和Multisim软件的使用方法，并完成了第一个电路：单机放大电路的设计与参数测量。

EDA实验报告学号0908佃0228指导老师付文红姓名纪俊彬专业电气工程及其自动化目录实验一单级放大电路的设计与仿真(1)实验目的................................................... 2'(2)实验要求.................................................... 2……(3)实验原理图 ............................................. ：2(4)三种工作状态的直流参数 ..................................:…(5)正常工作的交流参数 ..................................... ：：5(6)实验结果分析.............................................. 7……(7)实验感想.................................................. 8……实验二负反馈放大电路的设计与仿真(1)实验目的.............................................. ：：9…(2)实验要求.................................................. ：/9……(3)实验原理图................................................. .9(4) .......................................................................................................... 有无反馈的工作参数......................................................... ：9•…(5) .......................................................................................................... 负反馈对非线性失真的影响................................................... ……(6)实验结果分析......................................... ：：14 ....(7)实验感想.................................................. …4 ...实验三阶梯波发生器的设计与仿真(1)实验目的.................................................. …6--(2)实验要求.................................................... .16 ...(3)实验原理图................................................ 16…(4)阶梯波电路设计过程....................................... 16…(6)实验结果分析............................................. 19…实验总结与收获..................................... .22实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1、设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(幅度1mV), 负载电阻5.1k Q ,电压增益大于50。

EDA实验设计报告实验一单极放大电路的设计与仿真目录一、实验原理图 (3)二、电路饱和、截至、放大三种情况下的波形图和静态工作点 (3)三、测量电路输入、输出阻值、电压增益并与理论值比较 (7)四、电路的幅频、相频曲线和f L和f H值 (9)五、实验结果分析 (9)一、实验原理图二、电路饱和、截至、放大三种情况下静态工作值（一）电路饱和失真1、电路饱和失真电路图2、电路饱和失真静态工作点值由原理图可知标点2/4/6分别为三极管的b/c/e点，所以Vbe=V(2)-V(6)=649.7765mVVce=V(4)-V(6)=48.78381mVIc=1.30726mA;Ib=204.58856µA因为Vce远小于稳压电压12V所以电路应处于饱和失真区3、电路饱和失真输出信号波形图（二）电路截止失真1、截止失真电路图2、截止失真静态工作点值由电路图可知标点2/4/6分别为三极管的b/c/e点，所以Vbe=V(2)-V(6)=618.12657mVVce=V(4)-V(6)=5.33305VIc=740.69955μA;Ib=5.65936µA因为Ib≈0，所以电路应处于截止失真区，而Vce由于电路交流负载线的斜率绝对值较大，所以并不能接近于Vcc。

3、截止失真输出波形图（三）电路正常放大1、正常放大电路图2、正常放大静态工作点值由电路图可知标点2/4/6分别为三极管的b/c/e点，所以Vbe=V(2)-V(6)=631.93983mVVce=V(4)-V(6)=2.61460VIc=1.03967mA;Ib=9.45763µA因为Vce>1V大小处于正常区域所以电路应处于正常放大区3、正常放大输出波形图三、测量电路输入、输出阻值、电压增益（一）求解电路输入电阻Ri由电路图所接电压表电流表所示Vi=999.962µV,Ii=401.66nA,而输入电阻Ri=Vi/Ii=999.962µV/401.66n A=2.49kΩ（二）求解输出电阻Ro由电路图所接电压表电流表所示V o=999.962µV,Io=270.417nA,而输出电阻Ro=V o/Io=999.962µV/270.417n A =3.70kΩ（三）求解电压增益Av1、求解电压增益的电路图四、电路的幅频、相频曲线和f l和f h值由上图可知fl=x2=2.9363kHZ, fh=x1=1.2750MHZ五、实验结果分析（一）以实验方法求取输入电阻Ri、输出电阻Ro和电压增益Av 以上计算可知实验测试结果：Ri =2.49kΩ;Ro =3.70kΩ；Av=-95.22;（二）以理论计算方法求解输入电阻Ri、输出电阻Ro和电压增益AvIc=1.03967mA;Ib=9.45763µA; β≈Ic/Ib=109.93; Ie≈Ic=1.03967mAR be≈rbb’+(1+β)*re =rbb’+ (1+β)*(Vt/Ieq)≈200+(1+110)*(26/1.03967)=2.97kΩ①输入电阻Ri’=R1//R2//r be=70//35//2.97 kΩ=2.63 kΩ;输入电阻相对误差ΔRi%=|Ri-Ri’|/Ri’*100%=|2.49-2.63|/2.63*100%=5.3%试验数据与理论计算值相差不大。

1、引言1.1 EDA技术的概念随着EDA技术发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通讯、自动控制及计算机应用等领域的重要性突出，随着技术市场与人才市场对EDA的需求不断提高，产品的市场需求和市场的要求也必然会反映到教学领域和科研领域中来，因此学好EDA技术对我们有很大的一处，EDA是指以计算机为工具，在EDA软件平台上，根据设计描述的源文件，自动完成系统的设计，包括编译、仿真、优化、综合、适配以及下载。

EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。

1.2 EDA技术的特点利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：①用软件的方式设计硬件；②用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③设计过程中可用有关软件进行各种仿真；④系统可现场编程，在线升级；⑤整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。

因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。

1.3 EDA设计流程典型的EDA设计流程如下:（1）、文本/原理图编辑与修改。

首先利用EDA工具的文本或图形编辑器将设计者的设计意图用文本或图形方式表达出来。

（2）、编译。

完成设计描述后即可通过编译器进行排错编译，变成特定的文本格式，为下一步的综合做准备。

（3）、综合。

将软件设计与硬件的可实现性挂钩，是将软件转化为硬件电路的关键步骤。

（4）、行为仿真和功能仿真。

利用产生的网表文件进行功能仿真，以便了解设计描述与设计意图的一致性。

（5）、适配。

利用FPGA/CPLD布局布线适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，其中包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、布局布线。

适配报告指明了芯片内资源的分配与利用、引脚锁定、设计的布尔方程描述情况。