一種壓控階梯波發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于階梯波調(diào)理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓控階梯波發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]階梯波是電子測(cè)量及電子儀器中常用的波形之一，被廣泛應(yīng)用于時(shí)序控制信號(hào)和多極電位基準(zhǔn)信號(hào)，階梯波的產(chǎn)生也是高校模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課的一項(xiàng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，意在提高學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)分析能力，傳統(tǒng)的階梯波發(fā)生電路采用栗式階梯波信號(hào)電路，精度低，適用性不強(qiáng)，可調(diào)性差，難以滿足精度要求高的場(chǎng)合；而階梯波信號(hào)源體積龐大，成本高，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握階梯波發(fā)生的原理知識(shí)，不合適被高校教學(xué)實(shí)踐廣泛使用；現(xiàn)如今缺少一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低廉、設(shè)計(jì)合理，采用數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)階梯波發(fā)生的壓控階梯波發(fā)生裝置，通過(guò)使用運(yùn)算放大器組成的電壓頻率轉(zhuǎn)換電路(V/F變換器)將模擬信號(hào)電壓變換成頻率與之電壓成正比的數(shù)字信號(hào)，可避免使用專(zhuān)用的壓頻變換器，純硬件實(shí)現(xiàn)階梯波發(fā)生無(wú)需編程，抗干擾性強(qiáng)，供電電源同時(shí)轉(zhuǎn)換多種直流電壓，滿足運(yùn)算放大器雙電源供電需求，可靠性高，同時(shí)可手動(dòng)調(diào)節(jié)反相比例運(yùn)算電路輸出，通過(guò)示波器顯示階梯波發(fā)生結(jié)果，有利于學(xué)生在教學(xué)實(shí)訓(xùn)中記錄觀察各個(gè)環(huán)節(jié)參數(shù)變化對(duì)階梯波發(fā)生結(jié)果的影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種壓控階梯波發(fā)生裝置，其設(shè)計(jì)新穎合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精度高，具有階梯電壓可調(diào)的功能，體積小，且使用示波器顯示階梯電壓波形效果好，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種壓控階梯波發(fā)生裝置，其特征在于:包括示波器和與所述示波器輸入端相接的壓控階梯波發(fā)生單元，所述壓控階梯波發(fā)生單元包括依次相接的V/F變換器、加法計(jì)數(shù)器、D/A轉(zhuǎn)換器和反相比例運(yùn)算電路，以及與所述V/F變換器、所述加法計(jì)數(shù)器、所述D/A轉(zhuǎn)換器和所述反相比例運(yùn)算電路均相接的供電電源，所述反相比例運(yùn)算電路的輸出端與所述示波器的輸入端相接；所述供電電源包括變壓器Tl、整流橋Dl、電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT、電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7912CT和電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT，所述變壓器Tl的原邊兩端分別接市電220V交流電的兩端，變壓器Tl的副邊兩端分別接整流橋Dl的兩個(gè)交流輸入端，整流橋Dl的直流正輸出端+與電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT的IN管腳相接，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT的OUT管腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的IN管腳相接，電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的OUT管腳經(jīng)電阻Rl和發(fā)光二極管LEDl接地，整流橋Dl的直流負(fù)輸出端-與電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7912CT的IN管腳相接，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7912CT的OUT管腳為-12V電源輸出端，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT的OUT管腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的IN管腳之間的連接點(diǎn)為12V電源輸出端，電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的OUT管腳與電阻Rl之間的連接點(diǎn)為5V電源輸出端，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT的GND管腳、電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7912CT的GND管腳和電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的GND管腳均接地。
[0005]上述的一種壓控階梯波發(fā)生裝置，其特征在于:所述V/F變換器包括運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2，所述運(yùn)放Ul的反相輸入端經(jīng)電阻R3與滑動(dòng)電阻R6的滑動(dòng)端相接，滑動(dòng)電阻R6的一個(gè)固定端與5V電源輸出端相接，滑動(dòng)電阻R6的另一個(gè)固定端經(jīng)電阻R9接地，運(yùn)放Ul的同相輸入端經(jīng)電阻R8接地，運(yùn)放Ul的輸出端分兩路，一路經(jīng)電容CS與運(yùn)放Ul的反相輸入端相接，另一路經(jīng)電阻R5與運(yùn)放U2的同相輸入端相接；運(yùn)放U2的反相輸入端接地，運(yùn)放U2的輸出端與電阻R4的一端相接，電阻R4的另一端分三路，第一路與電阻R2的一端相接，第二路經(jīng)電阻R7與運(yùn)放U2的同相輸入端相接，第三路與穩(wěn)壓二極管D3的陽(yáng)極相接；電阻R2的另一端與二極管D2的陰極相接，二極管D2的陽(yáng)極與運(yùn)放Ul的反相輸入端相接，穩(wěn)壓二極管D3的陰極與穩(wěn)壓二極管D4的陰極相接，穩(wěn)壓二極管D4的陽(yáng)極接地。
[0006]上述的一種壓控階梯波發(fā)生裝置，其特征在于:所述加法計(jì)數(shù)器包括計(jì)數(shù)芯片74LS161、緩沖器CD40175BD和施密特觸發(fā)器CD40106BD，所述計(jì)數(shù)芯片74LS161的QA管腳、QB管腳、QC管腳和QD管腳分別與緩沖器CD40175BD的DO管腳、Dl管腳、D2管腳和D3管腳相接，計(jì)數(shù)芯片74LS161的CLK管腳分兩路，一路與電阻R4的另一端相接，另一路與施密特觸發(fā)器⑶40106BD的第I管腳相接；施密特觸發(fā)器⑶40106BD的第2管腳與緩沖器CD40175BD的CLOCK管腳相接。
[0007]上述的一種壓控階梯波發(fā)生裝置，其特征在于:所述D/A轉(zhuǎn)換器包括運(yùn)放U3，所述運(yùn)放U3的反相輸入端分四路，第一路經(jīng)電阻RlO與緩沖器⑶40175BD的Ql管腳相接，第二路經(jīng)電阻Rll與緩沖器⑶40175BD的Q2管腳相接，第三路經(jīng)電阻R14與緩沖器⑶40175BD的Q3管腳相接，第四路經(jīng)電阻R15與緩沖器⑶40175BD的Q4管腳相接；運(yùn)放U3的同相輸入端經(jīng)電阻R17接地，運(yùn)放U3的輸出端與滑動(dòng)電阻R12的滑動(dòng)端和滑動(dòng)電阻R12的一個(gè)固定端的連接端相接，滑動(dòng)電阻R12的另一個(gè)固定端與運(yùn)放U3的反相輸入端相接。
[0008]上述的一種壓控階梯波發(fā)生裝置，其特征在于:所述反相比例運(yùn)算電路包括運(yùn)放U4，所述運(yùn)放U4的反相輸入端經(jīng)電阻R16與運(yùn)放U3的輸出端相接，運(yùn)放U4的同相輸入端經(jīng)電阻R18接地，運(yùn)放U4的輸出端分兩路，一路與示波器相接，另一路與滑動(dòng)電阻R13的滑動(dòng)端和滑動(dòng)電阻R13的一個(gè)固定端的連接端相接；滑動(dòng)電阻R13的另一個(gè)固定端與運(yùn)放U4的反相輸入端相接。
[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低。
[0011]2、本實(shí)用新型供電電源同時(shí)輸出12V直流電、-12V直流電和5V直流電滿足運(yùn)算放大器雙電源供電的同時(shí)滿足加法計(jì)數(shù)器不同供電的需求，可靠穩(wěn)定。
[0012]3、本實(shí)用新型設(shè)置V/F變換器、D/A轉(zhuǎn)換器和反相比例運(yùn)算電路，V/F變換器、D/A轉(zhuǎn)換器和反相比例運(yùn)算電路均采用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，純硬件實(shí)現(xiàn)階梯波發(fā)生無(wú)需編程，抗干擾性強(qiáng)，且V/F變換器、D/A轉(zhuǎn)換器和反相比例運(yùn)算電路均設(shè)置有滑動(dòng)電阻，可手動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)電路中的滑動(dòng)電阻記錄觀察各個(gè)電路參數(shù)變化對(duì)階梯波發(fā)生結(jié)果的影響，采用示波器對(duì)其顯示，使用效果好。
[0013]4、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，體積小，接線方便，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0014]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精度高，具有階梯電壓可調(diào)的功能，體積小，且使用示波器顯示階梯電壓波形效果好，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0015]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型V/F變換器的電路原理圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型加法計(jì)數(shù)器的電路原理圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型D/A轉(zhuǎn)換器和反相比例運(yùn)算電路的電路連接關(guān)系示意圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型供電電源的電路原理圖。
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0022]I—V/F變換器；2—加法計(jì)數(shù)器； 3—D/A轉(zhuǎn)換器；
[0023]4 一反相比例運(yùn)算電路；5—示波器；6—供電電源。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1和圖5所示，本實(shí)用新型包括示波器5和與所述示波器5輸入端相接的壓控階梯波發(fā)生單元，所述壓控階梯波發(fā)生單元包括依次相接的V/F變換器1、加法計(jì)數(shù)器2、D/A轉(zhuǎn)換器3和反相比例運(yùn)算電路4，以及與所述V/F變換器1、所述加法計(jì)數(shù)器2、所述D/A轉(zhuǎn)換器3和所述反相比例運(yùn)算電路4均相接的供電電源6，所述反相比例運(yùn)算電路4的輸出端與所述示波器5的輸入端相接；所述供電電源6包括變壓器Tl、整流橋D1、電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT、電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7912CT和電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT，所述變壓器Tl的原邊兩端分別接市電220V交流電的兩端，變壓器Tl的副邊兩端分別接整流橋Dl的兩個(gè)交流輸入端，整流橋Dl的直流正輸出端+與電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT的IN管腳相接，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT的OUT管腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的IN管腳相接，電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的OUT管腳經(jīng)電阻Rl和發(fā)光二極管LEDl接地，整流橋Dl的直流負(fù)輸出端-與電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7912CT的IN管腳相接，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7912CT的OUT管腳為-12V電源輸出端，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7812CT的OUT管腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的IN管腳之間的連接點(diǎn)為12V電源輸出端，電壓轉(zhuǎn)換芯片L7805CT的OUT管腳與電阻Rl之間的連接點(diǎn)為5V電源輸出端，電壓