Multisim仿真-階梯波信號發(fā)生器

仿真與設(shè)計報告設(shè)計課題：階梯波信號發(fā)生器班級:學(xué)號:姓名:階梯波發(fā)生器設(shè)計要求設(shè)計一個頻率可調(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,輸出平滑無毛刺得階梯波。二、設(shè)計方案1、由時鐘信號發(fā)生器、計數(shù)器與Ｄ／A轉(zhuǎn)換器組成電路2、時鐘信號發(fā)生器得信號頻率可調(diào)，采用5５５構(gòu)成得多諧振蕩器3、計數(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)功能得減法計數(shù)器,通過置數(shù)改變計數(shù)器得進(jìn)制數(shù)。4、D／A轉(zhuǎn)換器將計數(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、電路框圖時鐘信號發(fā)生器時鐘信號發(fā)生器(f可調(diào))十六進(jìn)制計數(shù)器D/A轉(zhuǎn)換器N階階梯波四、電路原理圖及說明總體電路如圖：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，ＴHＲ端觸發(fā),比較器翻轉(zhuǎn),輸出V0變低電平，同時放電管導(dǎo)通,電容Ｃ2通過R2放電；當(dāng)C2上電壓下降到1／３Ｖｃc時,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Ｒ3大小，可改變矩形波頻率。圖二中頻率計示數(shù)為R3滑片位于中點(diǎn)時得頻率。輸出矩形波波形如圖三.圖二圖三四位二進(jìn)制計數(shù)器７4LＳ１61(圖四)圖四電路采用74LS1６1十進(jìn)制加法計數(shù)器構(gòu)成得十六進(jìn)制計數(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，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)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號,由于譯碼輸出4位二進(jìn)制數(shù)，故只用D/A轉(zhuǎn)換器得四個輸入端，前四個輸入端接地。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、實驗結(jié)果圖六所示為頻率顯示結(jié)果對比：（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未接入電路時多諧振蕩器產(chǎn)生得頻率,圖八所示為Ｒ3全部接入電路時得頻率:圖七圖八圖九所示為ＤCBA為1011時產(chǎn)生得4階階梯波波形,圖十所示為DCBA為１０0０時產(chǎn)生得7階階梯波波形：圖九圖十六、實驗結(jié)論通過多諧振蕩器、十六進(jìn)制計數(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,且輸出波形平滑無毛刺.七、設(shè)計體會由于就是剛接觸得軟件,開始使用時遇到很多麻煩，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Mulｔｉsim這個軟件已經(jīng)基本掌握。做仿真得過程中,熟悉與掌握了電路各個部分得功能與原理,加深了對多諧振蕩器、N進(jìn)制計數(shù)器得設(shè)計與D/A轉(zhuǎn)換器得認(rèn)識.在遇到種種困難之后,