multisim90简易数字频率计的设计与仿真

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1、万方数据第19卷第6期2009年6月长春大学学报JOURNALOFCHANC．CHUNUNIVERSITYV01．19No．6June2009基于Multisim9．0简易数字频率计的设计与仿真董玉冰(长春大学电子信息工程学院，吉林长春130022)摘要：Multisim9．0作为国际上流行的电子电路辅助设计和分析软件，其强大的虚拟仪器库和软件仿真功能，为电路设计提供了先进、高效的设计平台。本文以简易数字频率计为例，介绍其工作原理、硬件电路设计和仿真过程。关键词：Multisim9．O；数字频率计；电路设计；仿真中图分类号：TN710．9文

2、献标识码：A文章编号：1009—3907(2009)06—0006—03O引言Multisim9．0是美国NI公司推出的EDA(Elec—tronicDesignAutomatic，电子设计自动化技术)软件的一种，包含有电子电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Uhiroute及通信电路分析与设计模块Commsim4个部分，这4个部分相互独立，可以分别使用。并且在Multisim9．0中，引入了NI公司独创的、先进的LabVIEw(1abora-toryvirualinstrumentengineer

3、ingworkbench)技术，该技术是一种图形化的编程语言和开发环境。电子产品设计人员利用这个软件可对所设计的电路进行仿真和调试，一方面可以验证所设计的电路是否能达到设计要求和技术指标；另一方面，又可以通过改变电路的结构、元器件参数，使整个电路的性能达到最佳。根据仿真电路的结果，将实际电路制作出来。这样，不仅降低了电路的设计成本，同时也缩短了产品的研发周期。这是一种目前世界上越来越被广大工程技术人员所熟悉和掌握的先进的设计理念和技术⋯。l简易数字频率计的设计要求及任务分析1．1设计要求频率测量范围：信号为方波、三角波和正弦波，幅度为0．5

4、～5V、频率范围为l～9999Hz。十进制数字湿示，显示刷新时问为1s。1．2任务分析所谓频率就是周期性信号在单位时间(1s)内变化的次数。若在一定时间间隔丁内测得周期性信号的重复变化次数为J7v，则频率可表示为厂=N／T(Hz)。根据设计要求数字频率计的组成如图1所示，被测信号叱经放大整形电路变成计数电路所要求的脉冲信号fxh，其频率与被测信号吼的频率正相同。时基电路提供标准时间基准信号Clock，其高电平持续时控IcLl制广一电I路哑时基电路译码显示锁存电路二[计数电路二亚闸门电路!型l丛放大整形电路图1数字频率计的组成框图间t1=1s

5、，当1s信号来到时，闸门电路开通，被测脉冲信号通过闸门电路，成为计数电路的计数脉冲CP，计数电路开始计数，直到Is信号结束时闸门电路关闭，停止计数。若在闸门时间ls内计数电路计得的脉冲个数为J】、r，则被测信号频率．厂=NHz。控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲CLK，使显示电路上的数字稳定；二是产生清“0”脉冲RD，使计数电路每次测量从零开始计数‘2

6、。2基于Muhisim9．0简易数字频率计的设计采用Multisim9．0进行设计和仿真时，由于设计的电路较大，不能在一张电路图中放置所有的元件，故综合运用Muhisim9．0中的多层次

7、设计功能和总线设计方法旧J。首先，在新建项目窗口下建立3页电路；其次，将整体电路图分成时基控制电路(包括时基电路、控制电路、闸门电路)、放大整形电路(包括放大和整形电路)、计数译码显示电路(包括计数、锁存、译码显示电路)3个局部电路图，分别创建在3个页中，在创建局部电路中为简化电路，可收稿日期：2009-03．11基金项目：长春大学校级教研项目(XJZC08—05)作者简介：董玉冰(1976．)，女，吉林长春人，讲师，硕士，主要从事电子技术和图像处理的研究。万方数据第6期董玉冰：基于Muhisim9．0简易数字频率计的设计与仿真7采用总线设

8、计方法。最后，为实现和完成多页电路间的链接，在局部电路图中需放置多页连接器，连接多页连接器到电路中，并修改多页连接器的标号，标号相同的连接器表示它们有导线连接关系。另外，建立多少个页和如何将整体电路分解是根据设计思路需要，因人而宜的。2．1放大整形电路的设计和仿真放大整形电路由晶体管2N3904与74LSl4N施密特触发器等组成。其中由晶体管2N3904组成的放大电路将输入频率为正的周期信号如正弦波、方波等进行放大，施密特触发器对放大电路输出信号进行整形，使之成为与输入信号同频率的矩形脉冲H]。创建局部电路如图2所示，输入信号由信号发生器供

9、给，其设置为：7Hz、1V。。的正弦波(三角波或方波)，示波器A通道测量输入信号的波形，B通道测量放大整形之后的波形fxh，仿真波形如图3所示，放大整形之后的波形fxh是与输入信