分频器的设计

分频器的设计一、课程设计目的1.学会使用电路设计与仿真软件工具Hspice，熟练地用网表文件来描述模拟电路，并熟悉应用Hspice内部元件库。通过该实验，掌握Hspice的设计方法，加深对课程知识的感性认识，增强电路设计与综合分析能力。2.分频器大多选用市售成品，但市场上出售的分频器良莠不齐，质量上乘者多在百元以上，非普通用户所能接受。价格在几十元以下的分频器质量难以保证，实际使用表现平庸。自制分频器可以较少的投入换取较大的收获。内容分频器-概述分频器是指使输出信号频率为输入信号频率整数分之一的电子电路。在许多电子设备中如电子钟、频率合成器等，需要各种不同频率的信号协同工作，常用的方法是以稳定度高的品体振荡器为主振源，通过变换得到所需要的各种频率成分，分频器是一种主要变换手段。早期的分频器多为正弦分频器，随着数字集成电路的发展，脉冲分频器（又称数字分频器）逐渐取代了正弦分频器，即使在输入输出信号均为正弦波时也往往采用模数转换一数字分频一数模转换的方法来实现分频。正弦分频器除在输入信噪比低和频率极高的场合已很少使用。分频器-作用分频器是音箱中的“大脑”，对音质的好坏至关重要。功放输出的音乐讯号必须经过分频器中的各滤波元件处理，让各单元特定频率的讯号通过。要科学、合理、严谨地设计好音箱之分频器，才能有效地修饰喇叭单元的不同特性，优化组合，使得各单元扬长避短，淋漓尽致地发挥出各自应有的潜能，使各频段的频响变得平滑、声像相位准确，才能使高、中、低音播放出来的音乐层次分明、合拍，明朗、舒适、宽广、自然的音质效果。在一个扬声器系统里，人们把箱体、分频电路、扬声器单元称为扬声器系统的三大件，而分频电路对扬声器系统能否高质量地还原电声信号起着极其重要的作用。尤其在中、高频部分，分频电路所起到的作用就更为明显。其作用如下：合理地分割各单元的工作频段；合理地进行各单元功率分配；使各单元之间具有恰当的相位关系以减少各单元在工作中出现的声干涉失真；利用分频电路的特性以弥补单元在某频段里的声缺陷；将各频段圆滑平顺地对接起来。分频器-分类1）功率分频器：位于功率放大器之后，设置在音箱内，通过LC滤波网络，将功率放大器输出的功率音频信号分为低音，中音和高音，分别送至各自扬声器。连接简单，使用方便，但消耗功率，出现音频谷点，产生交叉失真，它的参数与扬声器阻抗有的直接关系，而扬声器的阻抗又是频率的函数，与标称值偏离较大，因此误差也较大，不利于调整。2）电子分频器：将音频弱信号进行分频的设备，位于功率放大器前，分频后再用各自独立的功率放大器，把每一个音频频段信号给予放大，然后分别送到相应的扬声器单元。因电流较小故可用较小功率的电子有源滤波器实现，调整较容易，减少功率损耗，及扬声器单元之间的干扰。使得信号损失小，音质好。但此方式每路要用独立的功率放大器，成本高，电路结构复杂，运用于专业扩声系统设计原理分频器的设计不仅要根据计算公式，更重要的是实际调试。最好有一套信号发生、记录系统，可以直观地看到频率响应曲线，调试时做到心中有数。条件不足时可以用“雨果发烧碟（一）”或“MyDisc”中的测试信号播放，根据试听感受作相应的调整，不过需要有足够的经验技巧。另外需要指出，理论上的分频衰减速率应用在具体的扬声器上会发生很大的变化，如果选点好，元件取值调整适当，一阶、二阶分频都可能获得数十分贝/倍频程的衰减率，而且有用频段的响应很优异，这正是分频设计的精髓所在。采用FPGA实现半整数分频器，可以采用以下方法：设计一个模N的计数器，再设计一个脉冲扣除电路，每来两个脉冲扣除一个脉冲，即可实现分频系数为N-0.5的分频器。脉冲扣除由异或门和一个2分频器构成。设计在半整数分频器原理的基础上，对异或门加一个使能控

制信号，通过对异或门和计数器计数状态值的控制，实现同一个电路完成多种形式分频，如图1所示。H异或门>模N计数器2分频器、绘制电路图在Hspice软件中绘制电路图，如下具体如下:

五、输入网表文件首先在orCAD中将上述原理图绘制出，仿真后确保电路图正确且能够实现与非功能，然后生成网表文件。在文本文档中写出HSPICE软件所要求的网表文件，并另存为*.sp文件。NNANDMOSCircuit.OPTIONSLISTNODEPOST.TRAN200P60NMNMOS_20N_39CGndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_21N_41N_42N_39N_39NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_22N_44N_45N_43N_43NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_23N_48N_41GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_24N_50CN_51N_51NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_25N_51VddN_52N_52NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_26N_54N_50N_55N_55NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_27N_55N_45GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_29N_47AN_56N_56NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_30CN_41N_58N_58NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_31N_58N_44GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_32N_43N_46GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_33N_52AGndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_34N_59N_47GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_35N_45N_54N_59N_59NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_36N_42N_46N_60N_60NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_37N_60N_54GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_38N_46AGndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_39BN_63N_82N_82NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pMNMOS_40N_82DGndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_41N_80N_79GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_42DBN_80N_80NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_43N_67AN_81N_81NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_44N_81N_41N_76N_76NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_45N_72N_68GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_46N_65N_70N_72N_72NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_47N_63N_61N_64N_64NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_48N_68N_65N_69N_69NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_49N_69N_67GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_50N_71AGndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pMNMOS_51N_78N_61GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_52N_61AGndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_53N_64N_65GndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_54N_75N_41N_71N_71NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_55N_70DN_75N_75NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_56N_76BGndGndNMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMNMOS_57N_79N_68N_78N_78NMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_50N_79N_68VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_51N_61AVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_52N_63N_61VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_53N_65N_68VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pMPMOS_54N_70DVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_55N_70N_41VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_56N_67BVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_57N_79N_61VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_20N_41CVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_21N_41N_42VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_22N_44N_46VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_23N_47N_41VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_24N_50VddVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_25N_50CVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_26N_54N_45VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pMPMOS_27N_54N_50VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_28N_47VddVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_29CN_41VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_30CN_44VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_31N_44N_45VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_32N_45N_54VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_33N_50AVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_34N_45N_47VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_35N_47AVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_36N_42N_54VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_37N_42N_46VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pMPMOS_38N_46AVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_39BN_63VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_40BDVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_41DN_79VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_42DBVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_43N_67N_41VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_44N_65N_70VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_45N_63N_65VddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6.8uMPMOS_46N_67AVddVddPMOSW=2.5uL=250nAS=2.25pPS=6.8uAD=2.25pPD=6