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:阶梯波发生器设计要求设计一个频率可调、阶数可调得阶梯波发生器,在Multisim中进行仿真分析。实现得功能:频率可调、阶数可调得平滑得阶梯波。性能指标:频率可调范围较大，阶数可调得阶数范围合理,输出平滑无毛刺得阶梯波。二、设计方案1、由时钟信号发生器、计数器与Ｄ／A转换器组成电路2、时钟信号发生器得信号频率可调，采用5５５构成得多谐振荡器3、计数器得进制数决定阶梯波得阶数,采用有预置数功能得减法计数器,通过置数改变计数器得进制数。4、D／A转换器将计数器得输出值转换为模拟电压。５、利用低通滤波器使输出得波形变平滑。三、电路框图时钟信号发生器时钟信号发生器(f可调)十六进制计数器D/A转换器N阶阶梯波四、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5５５构成得多谐振荡器,第二部分为有74LＳ１61D构成得十六进制计数器，第三部分为D／Ａ转换器,第四部分为低通滤波器.1、由555构成得多谐振荡器电路图(图一):图一电源接通后,Vcc通过电阻R1、R2、R3向电容C２充电。当C２上电压达到2／３Vcc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Ｃ2通过R2放电；当C2上电压下降到1／３Ｖｃc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Ｒ3大小，可改变矩形波频率。图二中频率计示数为R3滑片位于中点时得频率。输出矩形波波形如图三.图二图三四位二进制计数器７4LＳ１61(图四)图四电路采用74LS1６1十进制加法计数器构成得十六进制计数器．采用置数端归零得方法,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,DＣBA表示得十进制数就是1５－N，Ｎ为输出阶梯波得阶数，即通过单刀双掷开关控制阶梯波得阶数.如,DCBＡ为0111时，即AＢC接高电平,Ｄ接低电平，输出为8阶阶梯波。３、Ｄ/Ａ转换器与低通滤波器（图五）VDAC8就是８位电压数模转换器图五通过D／A转换器将数字信号转换成模拟信号,由于译码输出4位二进制数，故只用D/A转换器得四个输入端，前四个输入端接地。输出电压V0=D*Vｒeｆ／16.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得频率,右图为10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得频率,图八所示为Ｒ3全部接入电路时得频率:图七图八图九所示为ＤCBA为1011时产生得4阶阶梯波波形,图十所示为DCBA为１０0０时产生得7阶阶梯波波形：图九图十六、实验结论通过多谐振荡器、十六进制计数器与D/A转换器以及低通滤波器可以得到输出0到１５阶得阶梯波，多谐振荡器得频率范围为839、107到11０９Ｈz,若产生为N阶阶梯波,则输出频率为多谐振荡器频率得１/N,且输出波形平滑无毛刺.七、设计体会由于就是刚接触得软件,开始使用时遇到很多麻烦，比如:找不到所需得元件，连线混乱等等。经过这几天得学习,对Mulｔｉsim这个软件已经基本掌握。做仿真得过程中,熟悉与掌握了电路各个部分得功能与原理,加深了对多谐振荡器、N进制计数器得设计与D/A转换器得认识.在遇到种种困难之后,