一种压控阶梯波发生装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于阶梯波调理技术领域，具体涉及一种压控阶梯波发生装置。
【背景技术】
[0002]阶梯波是电子测量及电子仪器中常用的波形之一，被广泛应用于时序控制信号和多极电位基准信号，阶梯波的产生也是高校模拟电子技术基础课的一项实训项目，意在提高学生的动手能力，加强学生对模拟电子技术的认识分析能力，传统的阶梯波发生电路采用栗式阶梯波信号电路，精度低，适用性不强，可调性差，难以满足精度要求高的场合；而阶梯波信号源体积庞大，成本高，不利于学生学习掌握阶梯波发生的原理知识，不合适被高校教学实践广泛使用；现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低廉、设计合理，采用数字集成电路实现阶梯波发生的压控阶梯波发生装置，通过使用运算放大器组成的电压频率转换电路(V/F变换器)将模拟信号电压变换成频率与之电压成正比的数字信号，可避免使用专用的压频变换器，纯硬件实现阶梯波发生无需编程，抗干扰性强，供电电源同时转换多种直流电压，满足运算放大器双电源供电需求，可靠性高，同时可手动调节反相比例运算电路输出，通过示波器显示阶梯波发生结果，有利于学生在教学实训中记录观察各个环节参数变化对阶梯波发生结果的影响。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种压控阶梯波发生装置，其设计新颖合理，结构简单，控制精度高，具有阶梯电压可调的功能，体积小，且使用示波器显示阶梯电压波形效果好，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种压控阶梯波发生装置，其特征在于:包括示波器和与所述示波器输入端相接的压控阶梯波发生单元，所述压控阶梯波发生单元包括依次相接的V/F变换器、加法计数器、D/A转换器和反相比例运算电路，以及与所述V/F变换器、所述加法计数器、所述D/A转换器和所述反相比例运算电路均相接的供电电源，所述反相比例运算电路的输出端与所述示波器的输入端相接；所述供电电源包括变压器Tl、整流桥Dl、电压转换芯片LM7812CT、电压转换芯片LM7912CT和电压转换芯片L7805CT，所述变压器Tl的原边两端分别接市电220V交流电的两端，变压器Tl的副边两端分别接整流桥Dl的两个交流输入端，整流桥Dl的直流正输出端+与电压转换芯片LM7812CT的IN管脚相接，电压转换芯片LM7812CT的OUT管脚与电压转换芯片L7805CT的IN管脚相接，电压转换芯片L7805CT的OUT管脚经电阻Rl和发光二极管LEDl接地，整流桥Dl的直流负输出端-与电压转换芯片LM7912CT的IN管脚相接，电压转换芯片LM7912CT的OUT管脚为-12V电源输出端，电压转换芯片LM7812CT的OUT管脚与电压转换芯片L7805CT的IN管脚之间的连接点为12V电源输出端，电压转换芯片L7805CT的OUT管脚与电阻Rl之间的连接点为5V电源输出端，电压转换芯片LM7812CT的GND管脚、电压转换芯片LM7912CT的GND管脚和电压转换芯片L7805CT的GND管脚均接地。
[0005]上述的一种压控阶梯波发生装置，其特征在于:所述V/F变换器包括运放Ul和运放U2，所述运放Ul的反相输入端经电阻R3与滑动电阻R6的滑动端相接，滑动电阻R6的一个固定端与5V电源输出端相接，滑动电阻R6的另一个固定端经电阻R9接地，运放Ul的同相输入端经电阻R8接地，运放Ul的输出端分两路，一路经电容CS与运放Ul的反相输入端相接，另一路经电阻R5与运放U2的同相输入端相接；运放U2的反相输入端接地，运放U2的输出端与电阻R4的一端相接，电阻R4的另一端分三路，第一路与电阻R2的一端相接，第二路经电阻R7与运放U2的同相输入端相接，第三路与稳压二极管D3的阳极相接；电阻R2的另一端与二极管D2的阴极相接，二极管D2的阳极与运放Ul的反相输入端相接，稳压二极管D3的阴极与稳压二极管D4的阴极相接，稳压二极管D4的阳极接地。
[0006]上述的一种压控阶梯波发生装置，其特征在于:所述加法计数器包括计数芯片74LS161、缓冲器CD40175BD和施密特触发器CD40106BD，所述计数芯片74LS161的QA管脚、QB管脚、QC管脚和QD管脚分别与缓冲器CD40175BD的DO管脚、Dl管脚、D2管脚和D3管脚相接，计数芯片74LS161的CLK管脚分两路，一路与电阻R4的另一端相接，另一路与施密特触发器⑶40106BD的第I管脚相接；施密特触发器⑶40106BD的第2管脚与缓冲器CD40175BD的CLOCK管脚相接。
[0007]上述的一种压控阶梯波发生装置，其特征在于:所述D/A转换器包括运放U3，所述运放U3的反相输入端分四路，第一路经电阻RlO与缓冲器⑶40175BD的Ql管脚相接，第二路经电阻Rll与缓冲器⑶40175BD的Q2管脚相接，第三路经电阻R14与缓冲器⑶40175BD的Q3管脚相接，第四路经电阻R15与缓冲器⑶40175BD的Q4管脚相接；运放U3的同相输入端经电阻R17接地，运放U3的输出端与滑动电阻R12的滑动端和滑动电阻R12的一个固定端的连接端相接，滑动电阻R12的另一个固定端与运放U3的反相输入端相接。
[0008]上述的一种压控阶梯波发生装置，其特征在于:所述反相比例运算电路包括运放U4，所述运放U4的反相输入端经电阻R16与运放U3的输出端相接，运放U4的同相输入端经电阻R18接地，运放U4的输出端分两路，一路与示波器相接，另一路与滑动电阻R13的滑动端和滑动电阻R13的一个固定端的连接端相接；滑动电阻R13的另一个固定端与运放U4的反相输入端相接。
[0009]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0010]1、本实用新型电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低。
[0011]2、本实用新型供电电源同时输出12V直流电、-12V直流电和5V直流电满足运算放大器双电源供电的同时满足加法计数器不同供电的需求，可靠稳定。
[0012]3、本实用新型设置V/F变换器、D/A转换器和反相比例运算电路，V/F变换器、D/A转换器和反相比例运算电路均采用运算放大器实现，纯硬件实现阶梯波发生无需编程，抗干扰性强，且V/F变换器、D/A转换器和反相比例运算电路均设置有滑动电阻，可手动调节各个电路中的滑动电阻记录观察各个电路参数变化对阶梯波发生结果的影响，采用示波器对其显示，使用效果好。
[0013]4、本实用新型设计新颖合理，体积小，接线方便，实用性强，便于推广使用。
[0014]综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，控制精度高，具有阶梯电压可调的功能，体积小，且使用示波器显示阶梯电压波形效果好，实用性强，便于推广使用。
[0015]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0017]图2为本实用新型V/F变换器的电路原理图。
[0018]图3为本实用新型加法计数器的电路原理图。
[0019]图4为本实用新型D/A转换器和反相比例运算电路的电路连接关系示意图。
[0020]图5为本实用新型供电电源的电路原理图。
[0021]附图标记说明:
[0022]I—V/F变换器；2—加法计数器； 3—D/A转换器；
[0023]4 一反相比例运算电路；5—示波器；6—供电电源。
【具体实施方式】
[0024]如图1和图5所示，本实用新型包括示波器5和与所述示波器5输入端相接的压控阶梯波发生单元，所述压控阶梯波发生单元包括依次相接的V/F变换器1、加法计数器2、D/A转换器3和反相比例运算电路4，以及与所述V/F变换器1、所述加法计数器2、所述D/A转换器3和所述反相比例运算电路4均相接的供电电源6，所述反相比例运算电路4的输出端与所述示波器5的输入端相接；所述供电电源6包括变压器Tl、整流桥D1、电压转换芯片LM7812CT、电压转换芯片LM7912CT和电压转换芯片L7805CT，所述变压器Tl的原边两端分别接市电220V交流电的两端，变压器Tl的副边两端分别接整流桥Dl的两个交流输入端，整流桥Dl的直流正输出端+与电压转换芯片LM7812CT的IN管脚相接，电压转换芯片LM7812CT的OUT管脚与电压转换芯片L7805CT的IN管脚相接，电压转换芯片L7805CT的OUT管脚经电阻Rl和发光二极管LEDl接地，整流桥Dl的直流负输出端-与电压转换芯片LM7912CT的IN管脚相接，电压转换芯片LM7912CT的OUT管脚为-12V电源输出端，电压转换芯片LM7812CT的OUT管脚与电压转换芯片L7805CT的IN管脚之间的连接点为12V电源输出端，电压转换芯片L7805CT的OUT管脚与电阻Rl之间的连接点为5V电源输出端，电压