1、eda設(shè)計（一）實驗報告目 錄實驗一 單級放大電路的設(shè)計與仿真3一、實驗?zāi)康?二、實驗要求3三、實驗原理圖3四、實驗過程及結(jié)果41、電路的飽和失真和截止失真分析42、三極管特性測試73電路基本參數(shù)測定10五、數(shù)據(jù)分析13六、實驗感想13實驗二 差動放大電路的設(shè)計與仿真15一、實驗?zāi)康?5二、實驗要求15三、實驗原理圖15四、實驗過程及結(jié)果161、電路的靜態(tài)分析162.電路電壓增益的測量22五、數(shù)據(jù)分析24六、實驗感想25實驗三 反饋放大電路的設(shè)計與仿真26一、實驗?zāi)康?6二、實驗要求26三、實驗原理圖26四、實驗過程及結(jié)果271.負(fù)反饋接入前后放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測定272負(fù)反饋對電

2、路非線性失真的影響30五、實驗結(jié)論33六、實驗感想33實驗四 階梯波發(fā)生器電路的設(shè)計34一、實驗?zāi)康?4二、實驗要求34三、電路原理框圖34四、實驗過程與仿真結(jié)果351.方波發(fā)生器352.微分電路363.限幅電路374.積分電路385.比較器及電子開關(guān)電路39五、實驗思考題41六、實驗感想42寫在后面的話 對此次eda設(shè)計的感想43問題與解決43收獲與感受43期望與要求43實驗一 單級放大電路的設(shè)計與仿真一、實驗?zāi)康?.掌握放大電路靜態(tài)工作點的調(diào)整和測試方法2.掌握放大電路的動態(tài)參數(shù)的測試方法3.觀察靜態(tài)工作點的選擇對輸出波形及電壓放大倍數(shù)的影響二、實驗要求1.設(shè)計一個分壓偏置的膽管電壓放大電

3、路，要求信號源頻率10khz（峰值110mv），負(fù)載電阻，電壓增益大于80.2.調(diào)節(jié)電路靜態(tài)工作點（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波形，并測試對應(yīng)的靜態(tài)工作點值。3.調(diào)節(jié)電路靜態(tài)工作點（調(diào)節(jié)偏置電阻），使電路輸出信號不失真，并且幅度最大。在此狀態(tài)下測試：電路靜態(tài)工作點值三極管的輸入、輸出特性曲線和、的值電路的輸入電阻、輸出電阻和電壓增益電路的頻率響應(yīng)特性曲線和、的值三、實驗原理圖如圖1.1所示即為一個單機(jī)放大電路，電阻、和滑動變阻器組成分壓偏置器，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值就可以改變?nèi)龢O管的靜態(tài)工作點。圖1.1 單級放大電路原理圖四、實驗過程及結(jié)果1、電路的飽和失真和截止失

4、真分析（1）飽和失真圖1.2所示的是電路出現(xiàn)飽和失真時的波形。圖1.3是所對應(yīng)的靜態(tài)工作點值，結(jié)合圖1.1可以計算出靜態(tài)工作點的各個參數(shù)：， ，圖1.2 飽和失真波形圖1.3 飽和失真時的靜態(tài)工作點值（2）截止失真如圖1.4所示的是電路出現(xiàn)截止失真時的輸出波形，雖然從波形上并未看出明顯的失真。但是注意到輸出波形的幅值僅有左右，即此時電路不但沒有放大輸入信號，反而起到了縮小的作用，亦可以說明此時電路出現(xiàn)了截止失真。圖1.5所示的是電路處在截止失真狀態(tài)下的靜態(tài)工作點的值。結(jié)合圖1.1中的電路，可以計算出：， ，圖1.4 截止失真波形圖1.5 截止失真時的靜態(tài)工作點值 （3）最大不失真波形調(diào)節(jié)滑動變

5、阻器，并不斷觀察輸出端示波器上的波形，在滑動變阻器劃片位于53%的位置時可以得到最大不失真波形，如圖1.6所示，觀察到其幅值約為500mv。圖1.7所示的即為所對應(yīng)的靜態(tài)工作點，計算得：， ，圖1.6 最大不失真時的輸出波形圖1.7 出現(xiàn)最大不失真波形時的靜態(tài)工作點2、三極管特性測試（1）輸入特性曲線及的測量在繪制三極管輸入特性曲線，會用到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驗線路圖將v1，v2均作為分析參數(shù)進(jìn)

6、行直流掃描，即可獲得三極管在為不同取值時的輸入特性曲線，如圖1.9所示。圖1.9 三極管的輸入特性曲線再次利用直流掃描分析，畫出三極管在最大不失真狀態(tài)，即時的輸入特性曲線（如圖1.10所示）。由公式得，。圖1.10 計算時所繪制的輸入特性曲線（2）輸出特性曲線及的測量與繪制輸入特性曲線一樣，繪制輸出特性曲線時亦需要重新連接電路。此時的兩個直流源代表的物理量為和。重新連接的電路圖如下圖1.11所示。圖1.11 繪制三極管輸出特性曲線的實驗線路圖將i1、v1均作為分析參數(shù)進(jìn)行直流掃描，即可獲得三極管在為不同取值時的輸入特性曲線，如圖1.12所示。圖1.12 三極管的輸出特性曲線再次利用直流掃描分析

7、，畫出三極管在最大不失真狀態(tài)，即時的輸出特性曲線（如圖1.13所示）。由公式得，。由公式得，。圖1.13 計算時所繪制的輸出特性曲線3電路基本參數(shù)測定（1）電壓放大倍數(shù)的測定圖1.14所示的是電壓放大倍數(shù)的測量電路。由數(shù)據(jù)計算得圖1.14 電壓放大倍數(shù)測量電路（2）輸入電阻的測定圖1.15所示的是輸入電阻測量電路。由數(shù)據(jù)計算得圖1.15 輸入電阻測量電路（3）輸出電阻的測定測量輸出電阻時，需要將原輸入信號置零，將原負(fù)載替換成一個交流電壓源。測量其輸入輸出端的電壓與電流，測量電路如圖1.16所示。由數(shù)據(jù)計算得：圖1.16 輸出電阻的測量電路（4）頻率特性仿真利用multisim軟件中的交流仿真分

8、析，可以輕松的得到電路的幅頻和相頻特性曲線，如下圖1.17所示。從特性圖上可以看出的最大值，即max y為106.04。由通頻帶定義，將標(biāo)尺置于幅頻特性曲線兩側(cè)處，即得到上下限頻率。由此可得，下限頻率，上限頻率，通頻帶為8348.04hz。圖1.17 幅頻特性仿真五、數(shù)據(jù)分析對照上面實驗原理圖1.1，畫出交流通路，進(jìn)行理論分析，可得放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻誤差分析放大倍數(shù)的相對誤差輸入電阻的相對誤差輸入電阻的相對誤差由此可見，三個參數(shù)的誤差均在4%以上，誤差可以說是相當(dāng)大。六、實驗感想實驗中主要存在的問題是最終的誤差過大，個人認(rèn)為原因在于我在連接電路時采用了大量的虛擬元件，導(dǎo)致模擬時最終結(jié)果失

9、準(zhǔn)。實驗過程中我還在調(diào)飽和失真波形時遇到了問題，在請教了老師之后，我明白是我電路設(shè)計的問題，集電極電阻過大，導(dǎo)致失真波形無法調(diào)出，這也說明了實驗前預(yù)習(xí)的重要性，只有預(yù)習(xí)充分了，實驗才能順利。這是我所做的第一個eda設(shè)計實驗，經(jīng)過了一個暑假的休息，對于模電中的一些知識已經(jīng)有點淡忘了。同時我對muitisim軟件也不是特別熟悉，所以這個實驗可以說是我在摸索中前行，不過上面的所有結(jié)果畢竟都是自己做出來的，這位我后面的三個實驗打下了堅實的基礎(chǔ)。實驗二 差動放大電路的設(shè)計與仿真一、實驗?zāi)康?.掌握兩種差動放大電路（長尾差動放大電路和帶有恒流源的差動放大電路）的靜態(tài)工作點的調(diào)試方法2.掌握兩種差動放大電路

10、的差模電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測試方法。了解差模電壓放大倍數(shù)的頻率特性，觀察交流參數(shù)的特點；注意比較兩種差動放大電路差模輸入時的各自特點3.掌握兩種差動放大電路的共模電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測試方法。了解共模電壓放大倍數(shù)的頻率特性，觀察交流參數(shù)的特點；注意比較兩種差動放大電路共模輸入時的各自特點二、實驗要求1.設(shè)計一個長尾式差動放大電路，要求空載時的大于202.測試電路每個三極管的靜態(tài)工作點值和、值3.給電路輸入小信號，在信號雙端輸入狀態(tài)下分別測試電路的、值。三、實驗原理圖差分放大電路由左右兩個對稱的三極管放大電路組成，所選用的集電極電阻為，雙端輸入的信號源為10mv，而長

11、尾上選用了的大電阻，以追求更高的共模抑制比。下圖2.1即為實驗線路圖（此圖為雙端差模輸入雙端輸出的電路）圖2.1 實驗線路圖（雙端差模輸入雙端輸出）同時根據(jù)實驗要求，此電路空載時的要大于20。故在實驗前需要測量空載時差模輸入雙端輸出的電壓增益，測量電路如圖2.2所示。由數(shù)據(jù)計算得：，符合要求，可以繼續(xù)進(jìn)行下面的實驗。圖2.2 空載時的測量電路四、實驗過程及結(jié)果1、電路的靜態(tài)分析差動放大電路的靜態(tài)工作點僅由電路的直流通路決定，而輸入信號均為10mv的交流信號，與電路的靜態(tài)工作點無關(guān)。故電路靜態(tài)工作點的求解需要分為兩種情況，雙端輸出與單端輸出。（1）雙端輸出的靜態(tài)工作點值和、值測定由于差動放大電路

12、左右完全對稱，兩個三極管的靜態(tài)工作點完全相同，故進(jìn)行靜態(tài)分析時，只需要求解一個管子就可以了。以差模輸入雙端輸出為例，如圖2.3所示。使用multisim軟件的直流分析功能求解靜態(tài)工作點。圖2.3 差模輸入雙端輸出的差動放大電路下圖2.4所示為雙端輸出的靜態(tài)工作點，由數(shù)據(jù)計算得：，圖2.4 雙端輸出的靜態(tài)工作點值測量雙端輸入時的，需要用到直流掃描分析功能，故仍需要重新連接電路，將和轉(zhuǎn)變成直流源，如圖2.5所示。圖2.5 描繪雙端輸出時輸入特性曲線的電路圖通過對圖2.5中的電路進(jìn)行直流掃描分析，畫出在時的三極管輸入特性曲線，如圖2.6所示。由公式得，圖2.6 雙端輸出時的三極管輸入特性曲線同理，在

13、測定時，也需要重新連接電路，將和轉(zhuǎn)化為直流源，電路如圖2.7所示。圖2.7 描繪雙端輸出時輸出特性曲線的電路圖對圖2.7中的電路進(jìn)行直流掃描分析，畫出在時的三極管輸出特性曲線，如圖2.8所示。由公式得，。圖2.8 雙端輸出時的三極管輸出特性曲線（2）單端輸出的靜態(tài)工作點值和、值測定單端輸出時，由于負(fù)載接在一個三極管的集電極和地之間，導(dǎo)致左右直流通路不對稱，兩三極管靜態(tài)工作點不同。先只求負(fù)載一側(cè)的三極管的靜態(tài)工作點，不妨設(shè)負(fù)載接在左側(cè)三極管的集電極與地之間，電路圖如圖2.9所示。圖2.9 差模輸入單端輸出的實驗線路圖下圖2.10所示為雙端輸出的靜態(tài)工作點，由數(shù)據(jù)計算得：，圖2.10 單端輸出時一

14、管的靜態(tài)工作點與雙端輸出相同，測量仍需要重新連接電路，將和轉(zhuǎn)變成直流源，如圖2.11所示。圖2.11 測量單端輸出時輸入特性曲線的線路圖對圖2.11中的電路進(jìn)行直流掃描分析，畫出在時的三極管輸入特性曲線，如圖2.12所示。由公式得，圖2.12 單端輸出時一管的輸入特性曲線同理，在測定時，也需要重新連接電路，將和轉(zhuǎn)化為直流源，電路如圖2.13所示。圖2.13 描繪單端輸出時的輸出特性曲線電路圖對圖2.13中的電路進(jìn)行直流掃描分析，畫出在時的三極管輸出特性曲線，如圖2.14所示。由公式得，。圖2.14 單端輸出一管的輸出特性曲線2.電路電壓增益的測量（1）差模輸入雙端輸出的電壓增益測量電路如下圖2

15、.15所示，由數(shù)據(jù)計算得圖2.15 差模輸入雙端輸出電壓增益的測量電路（2）差模輸入單端輸出的電壓增益測量電路如下圖2.16所示，由數(shù)據(jù)計算得圖2.16 差模輸入單端輸出電壓增益的測量電路（3）共模輸入單端輸出的電壓增益測量電路如下圖2.17所示，由數(shù)據(jù)計算得圖2.17 共模輸入雙端輸出電壓增益的測量電路（4）共模輸入雙端輸出的電壓增益測量電路如下圖2.18所示，由數(shù)據(jù)計算得圖2.18 共模輸入雙段輸出的電壓增益五、數(shù)據(jù)分析對照實驗原理電路圖，畫出等效電路，計算各種輸入輸出狀態(tài)下電壓增益的理論值：差模輸入雙端輸出的電壓增益差模輸入單端輸出的電壓增益共模輸入單端輸出的電壓增益共模輸入雙端輸出的電

16、壓增益從上述理論值的計算結(jié)果可以看出，差模輸入電壓增益實測值與理論值的誤差非常大，而共模輸入電路的電壓增益實際測量值則非常準(zhǔn)確。六、實驗感想這次實驗總體來說還算順利，主要歸功于我的思路比較清晰，這樣做起實驗來就比較流暢。實驗仿真中沒有遇到太大的困難，但是在后期實驗數(shù)據(jù)處理上遇到了一個問題，就是差模輸入時的電壓增益的實際測量值與理論值誤差非常大。于是我重新研究了仿真實驗中的電路，以及實驗的過程，發(fā)現(xiàn)問題出在的求解上。實驗中采用求輸入特性曲線上靜態(tài)工作點附近的斜率的方法來計算本身就存在很大的誤差，而基極電流往往就很小，所以在取點的時候不容易取準(zhǔn)，所以較大的誤差就難以避免了。實驗三 反饋放大電路的設(shè)

17、計與仿真一、實驗?zāi)康?.掌握多級阻容耦合放大電路靜態(tài)工作點的調(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.了解反饋對電路電壓增益、輸入輸出電阻以及非線性失真的影響二、實驗要求1設(shè)計一個阻容耦合兩級電壓放大電路，要求信號源頻率10khz（峰值1mv）負(fù)載電阻，電壓增益大于100。2給點了引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋：測試負(fù)反饋接入前后電路放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻，并驗證改變輸入信號幅度，觀察負(fù)反饋對電路非線性失真的影響三、實驗原理圖如圖3.1所示即為實驗原理圖，放大電路有兩個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)。反饋接在輸出端與第一個三極管的發(fā)射級之間，因此為電壓串聯(lián)負(fù)反

18、饋。圖3.1 實驗原理電路圖四、實驗過程及結(jié)果1.負(fù)反饋接入前后放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測定（1）負(fù)反饋接入前（開環(huán)）圖3.2所示為負(fù)反饋接入前電壓增益的測量電路。由測量結(jié)果計算得： 圖3.2 開環(huán)電壓增益測量電路下圖3.3為負(fù)反饋接入前輸入電阻測量電路。由測量數(shù)據(jù)計算得：圖3.3 開環(huán)輸入電阻的測量電路如圖3.4所示為負(fù)反饋接入前，電路輸出電阻的測量電路。由測量結(jié)果計算得：圖3.4 開環(huán)輸出電阻的測量電路（2）負(fù)反饋接入后（閉環(huán)）圖3.5所示即為接入負(fù)反饋后電壓放大倍數(shù)的測量電路。由測量數(shù)據(jù)可以計算得：。注意到，反饋電阻，故反饋系數(shù)。由此基本可以驗證，在深度負(fù)反饋的條件下，電壓放大倍數(shù)

19、。圖3.5 閉環(huán)電壓增益測量電路下圖3.6所示為負(fù)反饋介入后輸入電阻的測量電路。由測量結(jié)果計算得：圖3.6 閉環(huán)輸入電阻測量電路如下圖3.7所示為負(fù)反饋接入后，輸出電阻的測量電路。由測量數(shù)據(jù)可以計算得：圖3.6 閉環(huán)輸出電阻側(cè)臉電路2負(fù)反饋對電路非線性失真的影響（1）負(fù)反饋接入前如下圖3.7所示為未接入負(fù)反饋時，輸入信號為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3.7 開環(huán)時輸入信號為1mv時的輸出波形：下圖3.8為未接入負(fù)反饋時，輸入信號為100mv是的輸出波形。從波形上可以看出，輸出波形的正負(fù)半周都出現(xiàn)了失真。圖3.8 開環(huán)時輸入信號為100mv

20、時的輸出波形結(jié)合圖3.7和3.8可知，在輸入信號為1mv與100mv之間某一值時，輸出波形出現(xiàn)了失真。經(jīng)過不斷的模擬仿真與調(diào)試，在輸入信號為10mv時，輸出波形開始出現(xiàn)非線性失真，如下圖3.9所示。觀察此時的波形，可以發(fā)現(xiàn)正半周的頂部明顯變平、變禿了。圖3.9 開環(huán)時輸入信號為10mv時的輸出波形（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)輸入信號為100mv時，電路仍能夠起到正常的放大作用，輸出波形圖如下圖3.10 閉環(huán)時輸入信號為100mv時的輸出波形經(jīng)過不斷的模擬、仿真與調(diào)試，發(fā)現(xiàn)在接入負(fù)反饋后，當(dāng)輸入信號為225mv時，電路的輸出波形出現(xiàn)了失真，觀察波形，可以看出輸出波形

21、正半周的頂部明顯變平、變禿了，如下圖3.11所示。圖3.11 開環(huán)時輸入信號為225mv時的輸出波形五、實驗結(jié)論本實驗中引入的反饋為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，從對比中很容易發(fā)現(xiàn)電壓串聯(lián)負(fù)反饋對電路的影響，以及所起到的作用。首先，負(fù)反饋可以穩(wěn)定電壓放大倍數(shù)。未引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋時，電路的放大倍數(shù)不穩(wěn)定，是由電路中的基極電阻、集電極電阻以及三極管各參數(shù)等多方面因素所決定的。在引入深度負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)，在不改變反饋回路的情況下，電壓放大倍數(shù)基本保持穩(wěn)定。其次，電壓串聯(lián)負(fù)反饋可以改變電路的輸入和輸出電阻。將負(fù)反饋接入前后的測量數(shù)據(jù)易知，電壓串聯(lián)負(fù)反饋可以增大輸入電阻，提高電路的最大不失真電壓；減小輸出電阻

22、，提供更大的輸出電流。六、實驗感想負(fù)反饋放大電路的設(shè)計與仿真實驗比較簡單，實驗中并沒有太多復(fù)雜的計算與推到。但是我從這次的實驗中提升了概括能力，由表及里，抓住現(xiàn)象看本質(zhì)，我想這才是我們做實驗最終的目的吧！實驗四 階梯波發(fā)生器電路的設(shè)計一、實驗?zāi)康?.掌握階梯波發(fā)生器電路的結(jié)構(gòu)特點2.掌握階梯波發(fā)生器電路的工作原理3.學(xué)習(xí)復(fù)雜的集成運算放大電路的設(shè)計二、實驗要求1.設(shè)計一個能產(chǎn)生周期性階梯波的電路，要求階梯波周期在30ms左右，輸出電壓范圍12v，階梯數(shù)6個。、2.對電路進(jìn)行分段測試和調(diào)節(jié)，直至輸出合適的階梯波。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

23、、電路原理框圖圖4.1 階梯波發(fā)生器原理框圖為了設(shè)計一個負(fù)階梯波發(fā)生器，首先考慮由一個方波電路產(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，因脈沖作用時間很短，積分器輸出就是一個負(fù)階梯。對應(yīng)一個尖脈沖就是一個階梯，在沒有尖脈沖時，積分器的輸出不變，在下一個尖脈沖到來時，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，這正值電壓使電子開關(guān)導(dǎo)通，使積分電容放電，積分器輸出對地短路，恢復(fù)到起始狀態(tài)，完成一次階梯波輸出

24、。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，如上圖4.1所示，即為階梯波發(fā)生器原理框圖。四、實驗過程與仿真結(jié)果1.方波發(fā)生器下圖4.2所示電路為方波發(fā)生器，首先使用一個運放構(gòu)成滯回比較器，其上下門限電壓為。再由和發(fā)生多諧震蕩信號，由滯回比較器的特性曲線（圖4.3）可得運放輸出的波形為方波，并可以求得周期。可以調(diào)整和的電容或電阻值來改變方波的周期。方波的周期即為后面階梯波每一級之間的時間間隔，因此，調(diào)整準(zhǔn)方波的周期對于整個階梯波發(fā)生器電路來說是非常重要的。

25、圖4.3 滯回比較器特性曲線圖4.2 方波發(fā)生器電路圖下圖4.4所示為方波發(fā)生器的輸出波形。a通道輸入的為方波信號，b通道輸入的為多諧震蕩信號。從圖中可以讀出方波的周期為4.847ms。圖4.4 方波發(fā)生器的輸出波形2.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，經(jīng)過微分電路變?yōu)榱艘粋€個向上或向下的脈沖波形。將微分電路接在方波發(fā)生器后得到了如圖4.5的電路圖。其輸出波形如圖4.6所示。圖4.5 方波發(fā)生器+微分電路原理圖圖4.6 微分電路的輸出波形3.限幅電路限幅電路由一個二極管構(gòu)成，所利用的就是二極管的單向?qū)щ娦浴＝?jīng)過限幅電路，我們將上一步微分電路所得的尖脈沖波形的負(fù)半周濾

26、掉，得到單邊尖脈沖波形。如果不濾去負(fù)半周的尖脈沖信號，我們后面所得到的波形將仍然是一個方波，而無法得到階梯波。將限幅電路接在微分電路后得到了如圖4.7所示的電路圖。其輸出的波形如圖4.8所示。圖4.7 方波發(fā)生器+微分+限幅電路原理圖圖4.8 限幅電路輸出波形（單邊尖脈沖）4.積分電路積分電路可將前一步所得到的尖脈沖信號進(jìn)行積分，得到一級級下降的階梯信號。可以說積分電路是階梯波發(fā)生器的核心組成部分。積分電路的原理公式可見階梯波每一級下降的高度與和成反比，由此可以通過調(diào)節(jié)和的數(shù)值來調(diào)整階梯波每一級高度，最終使得每一級的高度為2v左右。將積分電路接在限幅電路后面，可以得到如圖4.9的電路圖，其輸出

27、的波形如圖4.10所示。圖4.9 方波發(fā)生器+微分+限幅+積分電路原理圖圖4.10 積分電路輸出波形5.比較器及電子開關(guān)電路由于要求不斷產(chǎn)生階梯個數(shù)為6個的階梯波，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)來實現(xiàn)。運放741的輸出電壓約為14v，調(diào)整電阻的值即可調(diào)整運放u3正向輸入端的電位。計算過程如下：對u3的正向輸入端應(yīng)用kcl 帶入數(shù)據(jù)，即u3正向輸入端的電位即為階梯波發(fā)生跳變時的電壓值，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12v，階梯個數(shù)為六個。最終得到如圖4.11的階梯波發(fā)生器的總電路圖。圖4.11 階梯波發(fā)生器總電路圖

28、最終輸出的階梯波波形如下圖4.12所示。從圖上可以讀出階梯波的周期為30.612ms，震幅約為11.805v，符合要求。圖4.12 最終輸出的階梯波波形五、實驗思考題1.調(diào)節(jié)電路中哪些元器件值可以改變階梯波的周期？階梯波是由單邊正尖脈沖通過積分累加得到，而單邊正尖脈沖又是通過方波經(jīng)過微分、限幅達(dá)到的，所以階梯波的周期取決于方波發(fā)生器所發(fā)出的方波的周期。前面給出了方波周期的公式 因此，改變、和的值均可以改變階梯波的周期。當(dāng)然，改變階梯波的輸出電壓范圍和階梯個數(shù)也是會改變階梯波的周期的。2.調(diào)節(jié)電路中哪些元器件值可以改變階梯波的輸出電壓范圍？輸出電壓的范圍是由比較器控制的，取決于比較器u3正向輸入端所輸入的參考電壓。當(dāng)u3的反向輸入端電位高于正向輸入端時，u3輸出低電平-14v，此時二極管d4導(dǎo)通，結(jié)型n溝道場效應(yīng)管截止，積分電路正常工作。當(dāng)u3的反向輸入端電位低于正向輸入端時，u3輸出高電平14v，d4截止，場效應(yīng)管導(dǎo)通，電容c3放電，因此階梯波發(fā)生器輸出端電位重新回到0，完成一個周期的變化。而比較器u3正向輸入端所輸入的參