1 引言

　　pspice通用电路仿真软件目前已广泛地应用于电子线路的设计中，因此在电子技术的教学与实验中也应充分重视pspice的学习和运用。对于电路设计，采用仿真的手段，可以大量地减少硬件调试过程中出现的各种问题，易于电路的实现。

　　2 阶梯波发生器的设计

　　阶梯波发生器的应用很广泛，设计方法也很多，本文采用模拟电路中的基本模块电路进行阶梯波的设计，是为了便于利用pspice对各功能电路及整个系统进行深入的分析。

　　2.1 方波发生器

　　方波发生器由反向输入的滞回比较器(u1及外围元件构成)和r4c1构成，其中滞回比较器的阈值电压

式中vz为稳压管的稳压值。电容器的最高充电电压和最低放电电压即是两个阈值电压的值。输出方波周期

通过调节相关参数可改变电路的振荡频率。

　　2.2 微分与限幅电路

　　微分电路采用简单的电路形式，由c2和d 8及与之并联的负载构成，要求电容充放电的时间常数远小于输入方波的周期，使电容c2上电压近似等于输入方波的波形。图4的仿真波形分别为微分电路输出的波形、电容c2电压波形及输入方波的波形。

　　限幅电路主要由二极管d7构成，将微分电路形成的反向尖脉冲削掉。

　　2.3 积分累加电路

　　积分累加电路由u2、r5和c3构成，将限幅电路输出的尖脉冲进行积分累加，从而输出阶梯波，为实现周期性的阶梯波，采用电子开关电路对累加器进行控制，当c3上电压累加到规定值，对其进行放电。输出阶梯波的阶梯数可由c3与c2的比值进行控制。

　　2.4 电子开关电路与比较器

　　电子开关在这里由结型场效应管j2n4393担任，其导通和截止由比较器输出电压控制。j2n4393的pspice模型参数如下：

.model j2n4393 njf(beta=9.109m betatce="-".5 rd= 1 rs= 1 lambda="6m" vto="-1".422
+ vtotc="-2".5m is="205".2f isr= 1.988p n = 1 nr= 2 xti="3" alpha="20".98u
+ vk="123".7 cgd="4".57p m=.4069 pb="1" fe=.5 cgs="4".06p kf="123e-18"
+ af="1")

　　其中夹断电压vto的值主要决定了饱和漏极电流，间接地影响了积分器中c3的放电是否彻底，因此本文采用vto作为参数，对j2n4393的转移特性进行了参数扫描仿真。

　　通过仿真确定了当vto=-0.5v，饱和漏极电流为2.5ma时，可获得较好的阶梯波输出波形，如图8所示。

　　比较器电路主要由u3及其外围元件构成，也构 成了滞回比较器，阈值电压分别约为0v和-10v。其输出控制电子开关的导通与截止，同时通过d4也控制了方波发生器，使得电子开关导通的同时开始一个新的阶梯波周期。

　　3 结语

　　在利用pspice对阶梯波发生器进行仿真分析的基础上，进行了硬件的安装和调试，误差范围内输出波形与仿真结果相同。pspice在这里作为一个软件的实验平台，对硬件电路的调试具有很强的指导作用，可使调试少走很多弯路，并有助于学生对电路的深入理解。