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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。
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。
实验四阶梯波发生器电路的设计一、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18ms左右，输出电压范围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范围和周期的元器件。
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，只留下所需的正脉冲，再经过几分电路，实现累加二输出一个负阶梯。
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，积分器就起到了几分累加的作用。
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，比较器输出变为负值，这样振荡控制电路不起作用，方波输出，同时电子开关断开，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。
其原理框图如下图所示。
四、实验步骤1．首先设计一个方波发生器，设计电路原理如下图所示。
双击图中示波器，得到方波发生器的输出波形如图下所示。
从下图中可以读出方波的周期为2.767ms，幅度为5.878V。
图中另一条线为电容C1两端电压的变化曲线。
2.在方波发生器的输出端接电阻和电容组成的微分电路如下图所示。
示波器可以得到尖脉冲波形如下图所示。
3.设计限幅电路，将负半周的尖脉冲率除掉。
利用二极管的单向导电性来进行限幅，电路如下图所示。
实验十九阶梯波产生电路（设计型）
一、实验目的
1、掌握梯形波产生的原理
2、学会数字电路与模拟电路的综合应用。
3、培养独立设计的能力。
二、实验设备及器件
1、示波器 1台
2、器件自选
三、实验内容及步骤
梯形波产生电路应由D/A转换器、可逆计数器、上下限比较器、定时器、启动复位五部分组成。
下面步骤由学生独立设计完成；
1、设计原理线路图；
2、选择元器件；
3、组装调试。
4、写出实验报告．
四、设计提示
用 4 位二进制计数器 74LS161 、 D/A 转换器 DAC0832 和集成运放组成阶梯波发生器，电路如图19-1所示。
将 f ＝ 1000Hz 的脉冲信号加到计数器的 CP 端，用示波器观察输出的波形并记录。
图 19-1 阶梯波发生器。
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，输出电压范围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范围和周期的元器件。
三、实验步骤1．实验所用的总电路图如下图1所示：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：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：图5 图6调节电阻R f1，电容C的大小，和的值就可以改变方波的周期，从而影响到最终阶梯波的周期。
②微分电路微分电路所用的电路图如下图7所示：图7 其输出的波形如下图8所示：图8在输出电压为负时，由于二极管在反向时导通电流很小，所以导致微分电路的输出负值反值部分很小，基本上没有微分效果。
阶梯波发生器原理-概述说明以及解释1.引言概述：阶梯波发生器是一种能够产生具有固定幅度和可控升降时间的方波信号的电路。
它在电子工程领域中具有重要的应用价值，可以用于数字电路的时序控制、模拟电路的测试和测量等方面。
本文将深入探讨阶梯波发生器的工作原理、实际应用及其未来发展前景，以期为相关领域提供理论支持和技术指导。
波发生器的未来发展": {}}}}请编写文章1.1 概述部分的内容1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括对整篇文章内容的概述和安排，以及对每个章节的简要介绍。
例如：文章结构部分旨在概述本篇文章的内容和安排，并对每个章节进行简要介绍。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将介绍阶梯波发生器的概念、工作原理和在实际中的应用。
在正文部分，我们将详细讨论阶梯波发生器的概念、工作原理和应用案例。
最后，在结论部分，我们将总结阶梯波发生器的重要性、阐述其优势，并展望其未来发展。
通过本篇文章的阅读，读者将能够深入了解阶梯波发生器的原理和应用，以及对其未来发展进行展望。
1.3 目的本文的目的是对阶梯波发生器进行深入剖析，以便读者对该设备的工作原理和实际应用有更清晰的理解。
通过对阶梯波发生器的概念、工作原理和实际应用进行详细介绍，旨在帮助读者掌握该设备的基本原理，并为相关领域的研究和应用提供理论支撑。
同时，通过对阶梯波发生器的重要性、优势及未来发展进行展望，旨在引导读者对该设备的前景有更深入的认识，为相关领域的领先发展提供参考建议。
通过本文的阐述，希望读者能够全面了解阶梯波发生器，并对其在工程技术领域的应用有更广泛的认识和应用。
2.正文2.1 阶梯波发生器的概念阶梯波发生器是一种能够产生稳定、周期性的阶梯状波形信号的电子设备。
它可以将输入的连续波形信号转换为一系列等幅度、等时隔的阶梯波形信号输出。
通常情况下，阶梯波发生器会采用不同的工作原理和电路设计来实现这一功能，例如利用计数器、比较器、递推电路等。
阶梯波发生器电路设计一、实验目的：（1）、学习和理解晶体管输出特性测量仪原理，并学会阶梯波发生器电路的其设计方法。
（2）、查阅有关手册，了解所用的器件性能。
二、实验原理：通用的晶体管特性图示仪的扫描信号和阶梯信号是由50H Z工频市电变换的得到的。
有下列几个缺点。
1、使用了50H Z的低扫描频率，显示的特性曲线闪烁比较严重。
2、X轴扫描为正弦波，线性度差。
3、波形变换电路复杂。
本实验旨在设计一个基于555定时器和加法计数器的阶梯波信号发生器。
通过555定时器产生同步的X轴扫描锯齿波和Y轴扫描阶梯波。
克服使用50H Z扫描频率低带来的缺点。
1.设计原理：晶体管的输出特性是指集电极电流I c在一系列一定的基极电流I b下，随集电极-发射极电压U ce变化的一簇曲线束，如图1所示。
对其中任意一条曲线而言，相当于I b为常数时，电压U ce与集电极电流I c之间的关系。
图1、晶体管输出特性曲线对于给定的I b，只能表现出其中一条曲线。
为了显示出整个曲线簇，只要使得I b（即U b）是阶梯波变化，而Uc是锯齿波变化，锯齿波的周期等于等于每一阶梯的维持时间即可，如图2所示。
因此，本设计实验如何运用数字电路知识设计产生阶梯波产生电路。
图2.阶梯波和锯齿波之间的关系2.设计要求：能够在示波器上稳定的显示出阶梯波，且阶梯波的幅度可调。
3.电路设计：（1）总框图：阶梯波产生电路由多谐振荡器（555定时器构成）、四位二进制加法器（CD4518）、数—模转换电路（R1~R4与加减运算电路构成）和反相比例运算器组成。
框图如图3所示图3.总框图（2）多谐振荡器部分：由555定时器构成的多谐振荡器如图4(a)所示，其工作波形见图4(b)图4（a）555振荡器构成（b）工作波形图接通电源后，电源V DD通过R1和R2对电容C充电，当U c<1/3V DD时，振荡器输出V o=HIGH，放电管截止。
当U c充电到≥2/3V DD后，振荡器输出V o翻转成LOW，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使U c下降。
阶梯波发生器设计1.实验目的综合运用模拟电子电路的知识，采用集成运算放大器等电子器件设计一个阶梯波发生器。
2.总体设计方案或技术路线阶梯波可以分成两种类型，一种是没有上升沿（或者下降沿）的，而另一种则是有的。
对于这两种不同的波形，要采用不同的方法得到。
有倾斜上升沿的阶梯波可以看成是由方波积分得到的，其中，需要仅对方波的正向电压或者是负向电压积分，因而需要在两个电路中间加一个二极管。
没有明显上升沿的阶梯波，不能简单地用方波积分，因而，需要对原电路进行改进。
具体做法是在方波发生器后加一个微分电路，但因为方波跃变时，微分为无穷大，因而需要再加一个限幅电路。
对于积分后的阶梯波形，由于其始终处于上升或者下降状态，因此需要在后面加上比较器，保证电压达到一定值时，翻转电压。
本实验产生的是前一种阶梯波，由矩形波积分得到。
3.实验电路图4. 仪器设备名称、型号Agilent DSO5032型数字示波器Agilent U1252A型数字万用表DF1731SB3AD三路直流稳压源5.理论分析或仿真分析结果在multisim中仿真，观测出输出波形如图：当滑动变阻器滑到中间时，测量得上限门电位4.529V，下限门电位4.593V，两电位间的阶梯个数为5，产生的矩形波周期为1.166ms。
理论上，矩形波发生器在R6置于中间处时，输出波形的周期T=2×100KΩ×5.1nF×ln（1+2）=1.1206ms，与仿真结果1.166ms接近，其相对误差为4.1%。
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1、检查实验元件2、按照图示搭建电路;打开直流电源，用万用表检测输出电压，达到±12V时给运算放大器上电。
3、打开示波器，并接到方波发生电路的输出端，检测输出波形、幅值、周期，记录图形V pp=14.5V，T=1.1782ms，f=847.9Hz，与理论值T0=1.1206ms相差不大4、用示波器观察二极管后的波形，并与前矩形波比较，记录图形此波形上下并不对称，可以看成是一有直流偏移的矩形波，产生原因是D1二极管正负压降不同，但V pp=14.3V，T=1.1782ms均与上图波形一致。
课题名称：阶梯波发生器的设计和实现院系：班级：姓名：班内序号：目录摘要： (2)关键词： (2)实验任务 (3)1、基本要求： (3)2、提高要求： (3)3、探究环节： (3)实验设计 (3)结构框图： (3)1.阶梯波发生电路 (3)2.三极管输出特性测试电路： (4)电路实现方案和原理： (4)1.阶梯波发生器方案和原理： (4)a.脉冲发生器电路设计 (5)b.积分器电路设计 (6)c.迟滞电压比较器电路设计 (6)2.交流电转12v直流电源电路设计： (7)3.三极管输出特性曲线测试电路方案和原理： (8)电路特性仿真（orcad）： (8)1.脉冲发生器反馈电阻（R1）对波形的影响： (8)2. Rf1对阶梯波的影响： (10)3.Rp1对阶梯波电路的影响： (11)4.Rp3对阶梯波电路的影响： (13)5.Rw3对阶梯波电路的影响： (14)电路测试与实现 (15)调试方法： (15)电路实现： (15)1.面包板搭建实现： (15)2.脉冲波输出波形： (16)3.阶梯波输出： (17)4.三极管输出特性曲线输出： (17)故障、问题分析及解决： (18)总结与体会： (18)附录： (19)1.元器件： (19)2.仪器仪表： (19)3.工具： (20)4.protel原理图 (20)a.电源电路（单路12v DC） (20)b.阶梯波发生电路（左）和三极管输出特性测试电路（右） (20)5.PCB印刷 (21)a.电源电路（单路12v DC） (21)b.阶梯波发生电路及三极管输出特性测试电路 (22)PCB板接口注释： (22)参考资料： (23)摘要：阶梯波是一种在电子电路中常见的波形，在无线电遥测、调频信号磁带记录以及数字电压表中较为有用，产生阶梯波的方法很多。
在模拟电路中常用运算放大器的组合形成方波-三角波发生器与迟滞电压比较器，并利用二极管、电容的电气特性来产生阶梯波。
图片简介:本技术提供了一种阶梯波发生电路，包括：一计数模块和一数模转换模块；所述计数模块用于对一周期性脉冲信号进行计数；所述计数模块的t个输出端分别与数模转换模块的t个输入端相连；其中，所述计数模块的第n+i位输出端与所述数模转换模块的第m+i位输入端相连，n为所述计数模块中与所述数模转换模块的相连的输出端中的最低位，m为所述数模转换模块中与所述计数模块相连的输入端中的最低位。
可知，本技术中通过计数模块对周期性脉冲信号进行计数，数模转换模块将计数模块的计数值转换成模拟信号，即生成了阶梯波信号，因此，该电路中并没有使用二极管，避免了二极管因温度的影响而产生的非线性失真，从而提高了生成的阶梯波的精确性。
技术要求1.一种阶梯波发生电路，其特征在于，所述电路包括一计数模块和一数模转换模块；所述计数模块用于对一周期性脉冲信号进行计数；所述计数模块的t个输出端分别与数模转换模块的t个输入端相连；t为大于1的自然数；其中，所述计数模块的第n+i位输出端与所述数模转换模块的第m+i位输入端相连，n为所述计数模块中与所述数模转换模块的相连的输出端中的最低位，m为所述数模转换模块中与所述计数模块相连的输入端中的最低位，i 为满足0≤i≤t-1中的任一自热数；所述数模转换模块为电流型数模转换器，所述电路还包括运算放大器；所述电流型数模转换器的输出端与所述运算放大器相连，所述运算放大器用于将所述电流型数模转换器输出的阶梯电流信号转换为阶梯电压信号；所述运算放大器的输出端为所述电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路输出的阶梯波的级数为2t。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述计数模块共具有t个输出端，所述数模转换模块共具有t个输入端；所述计数模块的第i位输出端与所述数模转换模块的第i位输入端相连。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流型数模转换器具有两个互补电流输出端，其中一个电流互补输出端作为电流型数模转换器的电流输出端，所述电流输出端连接所述运算放大器的负输入端，所述运算放大器的正输入端接地，负输入端通过反馈电阻连接至所述运算放大器的输出端。
电子电路综合实验阶梯波发生器设计与实现阶梯波发生器设计与实现一中英文摘要及关键词：中文摘要：阶梯波是一种取值不随时间连续变化的信号，它的取值具离散性。
当今这个数字时代，在一些实际应用中，由于阶梯波信号的数字特性而被广泛使用。
本次实验是利用运算放大器组合，利用二极管单向导通特性，设计一个阶梯波发生器。
由方波-三角波发生器与迟滞电路比较器实现了一个阶梯波发生器关键词：阶梯波、运算放大器、迟滞电压比较器Abstract of ladder waveform generator design experiment：Ladder waveform is a signal whose values change almost discretely. Nowadays it’s a digital era，step signal is widely used in many practical ways，This experiment design a ladder waveform generator by diode characteristic and combinations of operation amplifiers.Key words:Ladder Waveform , Operation Amplifier , Hysteresis Voltage Comparator二实验目的：1 通过实验进一步掌握集成运放和电压比较器的应用2 进一步增强工程设计和实践动手能力，建立系统概念三设计任务要求：１基本要求：１)利用所给元器件设计一个阶梯勃发生器，f>=500Hz,Uopp>=3V,阶梯N=6. ２)设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL绘制完整的电路原理图(SCH);２提高要求：１)用PROTEL绘制完整的印制电路板图(PCB);２)在接替勃发生器的基础上，设计一个三极管输出特性测试电路，在示波器上可以观测到基极电流为不同值时三极管的输出特性曲线束；３探究环节：１)提供其他阶梯波的设计方案，（通过仿真或实验结果加以证明）；２)探究其他阶梯波发生器的应用实例，给出应用实例。
