Multisim仿真阶梯波信号发生器.docx

1、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tsim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、时钟信号发生器的信号频率可调,采纳55构成的多谐振荡器3、计数器的进制数决定阶梯波的阶数,采纳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、/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。、利用低通滤波器使输出

2、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5构成的多谐振荡器,第二部分为有74LS161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55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、R、R3向电容C2充电。当C2上电压达到/Vcc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C通过R2放电;当C2上电压下降到1/3Vc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R大小,可改变矩形波频率。图二中频率计示数为3滑片位于中

3、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74L61(图四)(74LS61是常用 的 四 位 二进 制 可 预 置 的同 步 加 法 计 数 器,)图四电路采纳74S161十进制加法计数器构成的十六进制计数器。采纳置数端归零的方法,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,CBA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,C为01时,即ABC接高电平,D接低电平,输出为8阶阶梯波。、D/A转换器和低通滤波器(图五) VDA8是8位电压数模转换器图五通过DA转换器将数字信号转换成模拟信号,由于译码输出

4、4位二进制数,故只用A转换器的四个输入端,前四个输入端接地、输出电压0=DVe/1。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0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3全部接入电路时的频率:图七图八图九所示为DCBA为11时产生的阶阶梯波波形,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能够得到输出到15阶的阶梯波,多谐振荡器的频率范围为83、1到119Hz,若产生为N阶阶梯波,则输出频率为多谐振荡器频率的1/,且输出波形平滑无毛刺。七、设计体会由因此刚接触的软件,开始使用时遇到特别多麻烦,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Multism这个软件差不多基本掌握。做仿确实过程中,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DA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特别好的基础。