Multisim仿真-階梯波信號(hào)發(fā)生器

仿真與設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：階梯波信號(hào)發(fā)生器班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:階梯波發(fā)生器設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)頻率可調(diào)、階數(shù)可調(diào)得階梯波發(fā)生器,在Multisim中進(jìn)行仿真分析。實(shí)現(xiàn)得功能:頻率可調(diào)、階數(shù)可調(diào)得平滑得階梯波。性能指標(biāo):頻率可調(diào)范圍較大，階數(shù)可調(diào)得階數(shù)范圍合理,輸出平滑無(wú)毛刺得階梯波。二、設(shè)計(jì)方案1、由時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器與Ｄ／A轉(zhuǎn)換器組成電路2、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器得信號(hào)頻率可調(diào)，采用5５５構(gòu)成得多諧振蕩器3、計(jì)數(shù)器得進(jìn)制數(shù)決定階梯波得階數(shù),采用有預(yù)置數(shù)功能得減法計(jì)數(shù)器,通過置數(shù)改變計(jì)數(shù)器得進(jìn)制數(shù)。4、D／A轉(zhuǎn)換器將計(jì)數(shù)器得輸出值轉(zhuǎn)換為模擬電壓。５、利用低通濾波器使輸出得波形變平滑。三、電路框圖時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器(f可調(diào))十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器D/A轉(zhuǎn)換器N階階梯波四、電路原理圖及說(shuō)明總體電路如圖：圖中從左至右依次為：第一部分為由5５５構(gòu)成得多諧振蕩器,第二部分為有74LＳ１61D構(gòu)成得十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，第三部分為D／Ａ轉(zhuǎn)換器,第四部分為低通濾波器.1、由555構(gòu)成得多諧振蕩器電路圖(圖一):圖一電源接通后,Vcc通過電阻R1、R2、R3向電容C２充電。當(dāng)C２上電壓達(dá)到2／３Vcc時(shí)，ＴHＲ端觸發(fā),比較器翻轉(zhuǎn),輸出V0變低電平，同時(shí)放電管導(dǎo)通,電容Ｃ2通過R2放電；當(dāng)C2上電壓下降到1／３Ｖｃc時(shí),下比較器工作，輸出電壓Ｖ０變高電平,C２放電終止,重新充電，周而復(fù)始，形成矩形波。通過調(diào)節(jié)電位計(jì)Ｒ3大小，可改變矩形波頻率。圖二中頻率計(jì)示數(shù)為R3滑片位于中點(diǎn)時(shí)得頻率。輸出矩形波波形如圖三.圖二圖三四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器７4LＳ１61(圖四)圖四電路采用74LS1６1十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器構(gòu)成得十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器．采用置數(shù)端歸零得方法,清零端接高電平。通過控制單刀雙擲開關(guān)將A、B、C、Ｄ與高電平或低電平相連,DＣBA表示得十進(jìn)制數(shù)就是1５－N，Ｎ為輸出階梯波得階數(shù)，即通過單刀雙擲開關(guān)控制階梯波得階數(shù).如,DCBＡ為0111時(shí)，即AＢC接高電平,Ｄ接低電平，輸出為8階階梯波。３、Ｄ/Ａ轉(zhuǎn)換器與低通濾波器（圖五）VDAC8就是８位電壓數(shù)模轉(zhuǎn)換器圖五通過D／A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),由于譯碼輸出4位二進(jìn)制數(shù)，故只用D/A轉(zhuǎn)換器得四個(gè)輸入端，前四個(gè)輸入端接地。輸出電壓V0=D*Vｒeｆ／16.利用低通濾波器使輸出波形變得平滑。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖六所示為頻率顯示結(jié)果對(duì)比：（左圖為多諧振蕩器產(chǎn)生得頻率,右圖為10階階梯波頻率）圖六圖七所示為Ｒ3未接入電路時(shí)多諧振蕩器產(chǎn)生得頻率,圖八所示為Ｒ3全部接入電路時(shí)得頻率:圖七圖八圖九所示為ＤCBA為1011時(shí)產(chǎn)生得4階階梯波波形,圖十所示為DCBA為１０0０時(shí)產(chǎn)生得7階階梯波波形：圖九圖十六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論通過多諧振蕩器、十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器與D/A轉(zhuǎn)換器以及低通濾波器可以得到輸出0到１５階得階梯波，多諧振蕩器得頻率范圍為839、107到11０９Ｈz,若產(chǎn)生為N階階梯波,則輸出頻率為多諧振蕩器頻率得１/N,且輸出波形平滑無(wú)毛刺.七、設(shè)計(jì)體會(huì)由于就是剛接觸得軟件,開始使用時(shí)遇到很多麻煩，比如:找不到所需得元件，連線混亂等等。經(jīng)過這幾天得學(xué)習(xí),對(duì)Mulｔｉsim這個(gè)軟件已經(jīng)基本掌握。做仿真得過程中,熟悉與掌握了電路各個(gè)部分得功能與原理,加深了對(duì)多諧振蕩器、N進(jìn)制計(jì)數(shù)器得設(shè)計(jì)與D/A轉(zhuǎn)換器得認(rèn)識(shí).在遇到種種困難之后,