Multisim仿真——阶梯波信号发生器

仿真与设计报告

设计课题：阶梯波信号发生器

班级：

学号：

姓名：

阶梯波发生器

一、设计要求

设计一个频率可调、阶数可调的阶梯波发生器，在Multisim中进行仿真分析。实现的功能：频率可调、阶数可调的平滑的阶梯波。性能指标：频率可调范围较大，阶数可调的阶数范围合理，输出平滑无毛刺的阶梯波。

二、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，采用555构成的多谐振荡器

3、计数器的进制数决定阶梯波的阶数，采用有预置数功能的减法计数器，通过置数改变计数器的进制数。

4、D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。

5、利用低通滤波器使输出的波形变平滑。

三、电路框图

四、电路原理图及说明

总体电路如图：

图中从左至右依次为：第一部分为由555构成的多谐振荡器，第二部分为有74LS161D 构成的十六进制计数器，第三部分为D/A转换器，第四部分为低通滤波器。

1、由555构成的多谐振荡器电路图（图一）：

图一

电源接通后，Vcc通过电阻R1、R2、R3向电容C2充电。当C2上电压达到2/3Vcc 时，THR端触发，比较器翻转，输出V0变低电平，同时放电管导通，电容C2通过R2放电；当C2上电压下降到1/3Vcc时，下比较器工作，输出电压V0变高电平，C2放电终止，重新充电，周而复始，形成矩形波。通过调节电位计R3大小，可改变矩形波频率。图二中频率计示数为R3滑片位于中点时的频率。输出矩形波波形如图三。

图二

图三

2、四位二进制计数器74LS161（图四）（74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，)

图四

电路采用74LS161十进制加法计数器构成的十六进制计数器。采用置数端归零的方法，清零端接高电平。

通过控制单刀双掷开关将A、B、C、D与高电平或低电平相连，DCBA表示的十进制数是15-N，N为输出阶梯波的阶数，即通过单刀双掷开关控制阶梯波的阶数。如，DCBA 为0111时，即ABC接高电平，D接低电平，输出为8阶阶梯波。

3、D/A转换器和低通滤波器（图五）VDAC8是8位电压数模转换器

图五

通过D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，由于译码输出4位二进制数，故只用D/A转换器的四个输入端，前四个输入端接地。输出电压V0=D*Vref/16。

利用低通滤波器使输出波形变得平滑。

五、实验结果

图六所示为频率显示结果对比：（左图为多谐振荡器产生的频率，右图为10阶阶梯波频率）

图六

图七所示为R3未接入电路时多谐振荡器产生的频率，图八所示为R3全部接入电路时

的频率：

图七

图八

图九所示为DCBA为1011时产生的4阶阶梯波波形，图十所示为DCBA为1000时产生的7阶阶梯波波形：

图九

图十

六、实验结论

通过多谐振荡器、十六进制计数器和D/A转换器以及低通滤波器可以得到输出0到15阶的阶梯波，多谐振荡器的频率范围为839.107到1109Hz，若产生为N阶阶梯波，则输出频率为多谐振荡器频率的1/N，且输出波形平滑无毛刺。

七、设计体会

由于是刚接触的软件，开始使用时遇到很多麻烦，比如：找不到所需的元件，连线混乱等等。经过这几天的学习，对Multisim这个软件已经基本掌握。做仿真的过程中，熟悉和掌握了电路各个部分的功能和原理，加深了对多谐振荡器、N进制计数器的设计和D/A 转换器的认识。在遇到种种困难之后，依然要坚持做下去，这不仅是对专业知识的考验，更是对耐心和毅力的考验。相信这次的仿真设计对以后的其他仿真软件的学习乃至各方面知识的学习都奠定了很好的基础。

阶梯波发生器

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：

EDA实验四阶梯波发生器电路的设计说明

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：

压控阶梯波发生器基于运放的信号发生器设计

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

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第13章Multisim模拟电路仿真本章Multisim10电路仿真软件，讲解使用Multisim进行模拟电路仿真的基本方法。目录 1. Multisim软件入门 2. 二极管电路 3. 基本放大电路 4. 差分放大电路 5. 负反馈放大电路 6. 集成运放信号运算和处理电路 7. 互补对称（OCL）功率放大电路 8. 信号产生和转换电路 9. 可调式三端集成直流稳压电源电路 13.1 Multisim用户界面及基本操作 13.1.1 Multisim用户界面在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。 Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies，简称IIT公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，原名EWB。 IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench（电子工作台，简称EWB），以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。 1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB进行了较大变动，名称改为Multisim（多功能仿真软件）。 IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，Multisim经历了多个版本的升级，已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。下面以Multisim10为例介绍其基本操作。图13.1-1是Multisim10的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。

数字电路课程设计阶梯波信号发生器

《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：

实验1：电路仿真工具multisim的基本应用

实验一电路仿真工具Multisim的基本应用一．实验目的 1.学会电路仿真工具Multisim的基本操作。 2.掌握电路图编辑法，用Multisim对电路进行仿真。二、实验仪器 PC机、Multisim软件三、实验原理 MultiSim 7 软件是加拿大Electronics Workbench 公司推出的用于电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。它可以对模拟电路、数字电路或混合电路进行仿真。该软件的特点是采用直观的图形界面，在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，用屏幕抓取的方式选用元器件，创建电路，连接测量仪器。软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。 1. Multisim 7主窗口 2. 常用Multisim7 设计工具栏元件编辑器按钮--用以增加元件仿真按钮--用以开始、暂停或结束电路仿真。分析图表按钮--用于显示分析后的图表结果分析按钮--用以选择要进行的分析。 3．元件工具栏（主窗口左边两列）其中右边一列绿色的为常用元器件（且为理想模型）。左边一列包含了所有元器件（包括理想模型和类实际元器件模型）。在电路分析实验中常用到的器件组包括以下三个组（主界面左边第二列）：

电源组信号源基本器件组（1）电源（点击电源组）交流电源直流电源接地（2）基本信号源交流电流源交流电压源（3）基本元器件（点击基本器件组）电感电位器电阻可变电容电容 4.常用虚拟仪器（主窗口右侧一列） ⑴数字万用表数字万用表的量程可以自动调整。双击虚拟仪器可进行参数设定。下图是其图标和面板：其电压、电流档的内阻，电阻档的电流和分贝档的标准电压值都可以任意设置。从打开的面板上选Setting按钮可以设置其参数。（2）信号发生器信号发生器可以产生正弦、三角波和方波信号，其图标和面板如下图所示。可调节方波和三角波的占空比。双击虚拟仪器可进行参数设定。（3）示波器在Multisim 7中提供了两种示波器：通用双踪示波器和4通道示波器。双击虚拟仪器可进行参数设定。这里仅介绍通用双踪示波器。其图标和面板如下图所示。

Multisim电路仿真应用

Multisim电路仿真及应用仿真实训一：彩灯循环控制器的设计与仿真分析变换的彩灯已经成为人们日常生活不可缺少的点缀。那么这些变化的灯光是如何控制的呢？这就是我们下面要讨论的课题—彩灯循环控制电路。电路设计分析彩灯循环控制技术指标： 1.彩灯能够自动循环点亮。 2.彩灯循环显示且频率快慢可调。 3.该控制电路具有8路以上输出。仿真实训二：交通信号灯控制系统的设计与仿真分析十字路口的交通信号灯是我们每天出行时都会遇到的，信号灯指挥着行人和各种车辆安全有序的通行。实现红、绿灯的自动控制是城市交通管理现代化的重要课题，合适的信号灯指挥系统可以提高城市交通的效率。下面我们以该课题为例进行设计与仿真分

析。电路设计分析交通信号灯控制系统的技术指标： 1.主、支干道交替通行，主干道每次放行30s，支干道每次放行20s。 2.绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。 3.每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5s（此时另一干道上的红灯不变）。 4.十字路口要有数字显示，作为等候时间提示。要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。 5.在黄灯亮时，原红灯按1HZ的频率闪烁。 6.要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0-99s任意设定。仿真实训三：篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析电路设计分析：计时器在许多领域均有普遍的应用，篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛节奏，新的规则还要求进攻方在24秒有一次投篮动作，否则视为违规。本设计题目“篮球比赛24秒倒计时器”从数字电路角度讨论，实际上就是一个二十四进制递减的计数器。电路设计技术指标： 1.能完成24秒倒计时功能。 2.完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能。

阶梯波信号发生器(6阶梯)

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。

压控函数发生器

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。

电路仿真软件Multisim_11.0安装使用教程及破解

Multisim 11.0 软件免费下载汉化激活全套 Multisim 11.0目前为最新版本。嵌入式系统安装需要需要资料：17Embed,17嵌入式 1.Multisim11.0软件，免费下载地址: https://www.360docs.net/doc/941281552.html,/c07n2rh7tb m 2. Multisim11.0汉化包+激活包免费下载地址: https://www.360docs.net/doc/941281552.html,/c0frrgfutf Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的一款优秀的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。《数字电子技术》一书就是以Mulitisim作为教材工具，其强大的功能被广大老师、同学和自由爱好者所喜爱，所以本人决定在此做个教程以共大家学习参考之用。（文末附有下载）一、安装 1、双击应用程序（379.35MB的那个）首先会出现如下窗口，确定即可。 2、确定后会出现如下窗口，说白了，就是个解压缩过程一起嵌入式开发

3、选择第一项，然后解压缩后紧接着会出现如下窗口，仍选择第一项 4、然后选择“Install this product for evaluation”，试用的意思

5、接下来就按照提示一路狂Next就行，然后重启就行了嵌入式系统这样安装就算完成了，接下来就是汉化和破解了。

嵌入式系统二、汉化 1、将ZH文件夹放到目录“...\Program Files\National Instruments\Circuit Design Suite 11.0\stringfiles”下。记住，不是目录“X:\National Instruments Downloads”,这个文件是你安装时第二步解压缩后的文件，安装完后就可以删掉了。（好多朋友在这里犯错误）17Embed,17嵌入式2、再运行Multisim11，菜单里边的：Options\Gobal Preferences\convention\language\ZH （参考图片）

阶梯波发生器实验报告

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：

阶梯波

Multisim设计报告姓名: 田丹丹学院: 机电与信息工程学院专业: 电子信息科学与技术班级: 2011级电子2班学号: 201100800337 日期 2013年7月11日指导教师: 李素梅、常树旺山东大学威海分校信息工程学院

阶梯波信号发生器仿真设计（一）题目设计要求，设计电路实现的功能、性能指标。题目设计设计要求：设计一个频率可调、阶数可调的阶梯波发生器，在Multisim中进行仿真分析。电路实现的功能：得到一个频率可调、阶数可调的阶梯波发生器。电路的性能指标：频率可调范围比较大，阶数可调的阶数范围合理，输出完美的平滑的无毛刺的阶梯波。（二）设计方案 a.由时钟信号发生器、计数器和D/A转换器组成电路。 b.时钟信号发生器的信号频率可调，可采用压控振荡器或由555构成的多谐振荡器。 c.计数器的进制数决定阶梯波的阶数，（所以可采用有预置数功能的减法计数器，通过置数改变计数器的进制数。） d. D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。 e.通过低通滤波器使输出的波形变得平滑无毛刺。（三）电路框图时钟信号发生器（f可调）N 进制计数器 D/A转换器 N阶阶梯波

（四）电路原理图从图中可以看出一共有四个部分 a.74LS161D构成的十六进制计数器， b.555构成的多谐振荡器， c.D/A转换器和低通滤波器。 1、74LS161D构成的十六进制计数器

电路采用74LS161十进制加法计数器构成的十六进制计数器。采用置数端归零的方法，清零端接高电平。通过控制单刀双掷开关将A、B、C、D与高电平或低电平相连，DCBA表示的十进制数是15-N，N为输出阶梯波的阶数，即通过单刀双掷开关控制阶梯波的阶数。如，DCBA为0111时，即ABC接高电平，D接低电平，输出为8阶阶梯波。 2、由555构成的多谐振荡器电路图。电源接通后，Vcc通过电阻R1、R2、R3向电容C2充电。当C2

阶梯波发生电路的设计

实验三阶梯波发生电路的设计一、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器电路的设计。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 1、阶梯波发生器原理要设计阶梯波发生电路，首先要设计好方波发生电路，然后通过微分电路，这是会得到上下均有尖脉冲的波形。这是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累加电路时，一个尖脉冲累加为一个固定的值，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。当累加结果没有超过比较器的阈值时，会一直累加下去。而达到门限后，比较器输出电压翻转，输出正电压使振荡控制电路工作，使方波停振，同时积分电容对地短路放电，电容器恢复起始状态累加结束。而在电容放电之后，积分器输出由负值向零跳变，使比较器又一次翻转，振荡电路不能工作，比较器输出变为负阶梯波发生原理框图 2、实验原理图

阶梯波原理图四、实验过程 1、电路设计（1）方波发生电路设计设计电路如图3.03所示，从图3.04所示的示波器中可读出方波的周期为3.774ms。方波发生电路

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R3和电容C2即可组成下图所示的微分电路，示波器所得的输出波形见下下图的尖脉冲波形。

基于运放的信号发生器

目录前言 (2) 任务书 (3) 一设计思路与解决方法 (3) 二基本原理及设计 (4) 2.1 经典振荡器部分 (5) 2.2 方波发生器部分 (6) 2.3 三角波发生器部分 (7) 三实验装调过程 (8) 四实验结论 (14) 五心得体会 (14) 六附录 (15) 6.1 元器件清单 (15) 6.2 器件管脚图 (15) 七总体电路图 (16)

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。

阶梯波形发生器

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）学习复杂的集成电路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、阶梯波发生器实验原理首先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。四、分段电路图及原理分析 1.方波发生器：方波发生器由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。其中，RC 既作为延迟环节，又作为反馈网络。方波振荡周期41132R T=2R C ln(1+ )R ，阈值电压4 T Z 43 R U =U R +R ±±?。因此，调整电路中的4R 、3R 可以改变方波的振荡幅度，调整1R 、1C 、 4 3 R R 可以改变振荡

压控阶梯波发生器实施方案与制作

前言此次实验是在我们学习了《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》等课程地基础上进行地综合性训练.它不仅培养了我如何合理运用课本中所学到地理论知识与实践紧密结合，更提高了我们独立解决实际问题地能力. 本次课程设计地地压控阶梯波发生器是利用不同功能地芯片和逻辑电路构成地数字及模拟电路，其中所需地芯片如计数器、OP07放大器等，它与我们所学地数、模电密切相关.数字、模拟电子技术是电子、通信专业地重要基础课程，其特点之一是实践性强，电子技术专业设计，是依据教学、科研、生产地要求，熟悉与掌握电子电路地设计、安装、调试地过程，是通过理论指导实践，并转化为实用电路及电子产品地过程，要想较好地掌握电子技术，就要求在熟悉电子电路基本器件地原理上、基本电路地组成及分析方法地基础上，更要掌握电子器件和基本电路地应用，实践是科学发展地重要手段，也是电子电路教学过程中不可或缺地环节，因此电子电路课程设计也是其教学过程地重要组成部分. 通过此次“电子技术综合课程设计”我们应达到以下地基本要求：一、综合运用电子技术课程中所学到地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地良好习惯，以及培养我们独立分析和解决实际问题地能力. 二、在学习了理论知识地基础上进一步熟悉常用电子器件地类型和特征，并掌握合理选用地原则. 三、学会电子电路地安装与调试技能，以及与同组地组员地团结合作地精神. 四、为了满足学生对电工、电子技术课程地实践需求，学校特地给我们提供了为期三周地课程设计时间，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地理解.通过让我们运用已基本掌握地具有不同功能地单元电路地设计、安装和调试方法，在单元电路设计地基础上，设计出具有各种不同用途地电子装置.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地能力.训练培养严肃认真地工作作风和科学态度.同时，它也培养我们查阅资料地能力和学生地工艺素质，培养我们地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地工作作风和严谨地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.

实验——阶梯波

阶梯波发生电路的设计一．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．试验设计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：原理框图

阶梯波发生电路原理图三．实验要求和实验步骤 1.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。 2.试验步骤 1）首先设计一个方波发生器，设计电路原理图如下图所示：

阶梯波发生器的设计与实现

课题名称阶梯波发生器的设计与实现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。关键词阶梯波，集成运放，电压比较器设计任务要求 1、基本要求： 1）利用所给元器件设计一个阶梯波发生器，f≥500Hz，Uopp≥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）。 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三极管的输出特性曲线束。 3、探究环节： 1）能否提供其他阶梯波发生器的设计方案？如果能提供，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。设计思路该电路是由方波－三角波发生器与迟滞电压比较器构成。运算放大器U1构成迟滞电压比较器，U3是积分器，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，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，直到U3输出电压降至迟滞比较器的下门限电压时，U1输出才又恢复低电位D2截止，完成一个周期。总体结构框图分块电路和总体电路的设计参数计算公式：T＝（N＋1）T’,

模拟电路Multisim软件仿真教程

第13章 Multisim模拟电路仿真本章Multisim10电路仿真软件，本章节讲解使用Multisim进行模拟电路仿真的基本方法。目录 1. Multisim软件入门 2. 二极管电路 3. 基本放大电路 4. 差分放大电路 5. 负反馈放大电路 6. 集成运放信号运算和处理电路 7. 互补对称（OCL）功率放大电路 8. 信号产生和转换电路 9. 可调式三端集成直流稳压电源电路 13.1 Multisim用户界面及基本操作 13.1.1 Multisim用户界面在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。 Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies，简称IIT公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，原名EWB。 IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench（电子工作台，简称EWB），以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。 1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB进行了较大变动，名称改为Multisim（多功能仿真软件）。 IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，Multisim 经历了多个版本的升级，已经有Multisim2001、 Multisim7、 Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。下面以Multisim10为例介绍其基本操作。图13.1-1是Multisim10的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。

阶梯波发生器设计

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

Multisim仿真——阶梯波信号发生器

仿真与设计报告设计课题：阶梯波信号发生器班级：学号：姓名：

阶梯波发生器一、设计要求设计一个频率可调、阶数可调的阶梯波发生器，在Multisim中进行仿真分析。实现的功能：频率可调、阶数可调的平滑的阶梯波。性能指标：频率可调范围较大，阶数可调的阶数范围合理，输出平滑无毛刺的阶梯波。二、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，采用555构成的多谐振荡器 3、计数器的进制数决定阶梯波的阶数，采用有预置数功能的减法计数器，通过置数改变计数器的进制数。 4、D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。 5、利用低通滤波器使输出的波形变平滑。三、电路框图四、电路原理图及说明

总体电路如图：图中从左至右依次为：第一部分为由555构成的多谐振荡器，第二部分为有74LS161D 构成的十六进制计数器，第三部分为D/A转换器，第四部分为低通滤波器。 1、由555构成的多谐振荡器电路图（图一）：

图一电源接通后，Vcc通过电阻R1、R2、R3向电容C2充电。当C2上电压达到2/3Vcc 时，THR端触发，比较器翻转，输出V0变低电平，同时放电管导通，电容C2通过R2放电；当C2上电压下降到1/3Vcc时，下比较器工作，输出电压V0变高电平，C2放电终止，重新充电，周而复始，形成矩形波。通过调节电位计R3大小，可改变矩形波频率。图二中频率计示数为R3滑片位于中点时的频率。输出矩形波波形如图三。图二

图三 2、四位二进制计数器74LS161（图四）（74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，)