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1、第19卷第6期长春大学学报Vol.19No.62009年6月JOURNALOFCHANGCHUNUNIVERSITYJune2009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:Multisim9.0;数字频率计;电路设计;仿真中图分类号:TN71019文献标识码:A文章编号:1009-39
2、07(2009)06-0006-030引言根据设计要求数字频率计的组成如图1Multisim9.0是美国NI公司推出的EDA(Elec2所示,被测信号vx经放tronicDesignAutomatic,电子设计自动化技术)软件大整形电路变成计数的一种,包含有电子电路仿真设计的模块Multisim、电路所要求的脉冲信PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信号fxh,其频率与被测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信号vx的频率fx相中,引入了NI公司独创的、先进的LabVIE
3、W(labora2同。时基电路提供标toryvirualinstrumentengineeringworkbench)技术,该准时间基准信号技术是一种图形化的编程语言和开发环境。Clock,其高电平持续时图1数字频率计的组成框图电子产品设计人员利用这个软件可对所设计的间t1=1s,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,电路进行仿真和调试,一方面可以验证所设计的电成为计数电路的计数脉冲CP,计数电路开始计数,路是否能达到设计要求和技术指标;另一方面,又可直到ls信号结束时闸门电路关闭,停止计数。若在以通过改变电路的结构、元器件参数,使整个电路的闸门
4、时间1s内计数电路计得的脉冲个数为N,则被性能达到最佳。根据仿真电路的结果,将实际电路测信号频率f=NHz。控制电路的作用有两个:一是制作出来。这样,不仅降低了电路的设计成本,同时产生锁存脉冲CLK,使显示电路上的数字稳定;二也缩短了产品的研发周期。这是一种目前世界上越是产生清“0”脉冲RD,使计数电路每次测量从零开来越被广大工程技术人员所熟悉和掌握的先进的设[2][1]始计数。计理念和技术。2基于Multisim9.0简易数字频率计的设计1简易数字频率计的设计要求及任务分析采用Multisim9.0进行设计和仿真时,由于设1.1设计要求计的电路较大,不能在一张电路
5、图中放置所有的元频率测量范围:信号为方波、三角波和正弦波,件,故综合运用Multisim9.0中的多层次设计功能幅度为0.5～5V、频率范围为1～9999Hz。十进制[3]和总线设计方法。首先,在新建项目窗口下建立数字显示,显示刷新时间为1s。3页电路;其次,将整体电路图分成时基控制电路1.2任务分析(包括时基电路、控制电路、闸门电路)、放大整形电所谓频率就是周期性信号在单位时间(1s)内变路(包括放大和整形电路)、计数译码显示电路(包化的次数。若在一定时间间隔T内测得周期性信号括计数、锁存、译码显示电路)3个局部电路图,分别的重复变化次数为N,则频率可表示为f=N
6、/T(Hz)。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:2009203211基金项目:长春大学校级教研项目(XJZC08-05)作者简介:董玉冰(19762),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。第6期董玉冰:基于Multisim9.0简易数字频率计的设计与仿真7采用总线设计方法。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。图3放大整形电路仿真波形
7、2.1放大整形电路的设计和仿真2.2时基控制电路的设计和仿真放大整形电路由晶体管2N3904与74LS14N施在前述中创建局部电路如图4所示,时基电路由密特触发器等组成。其中由晶体管2N3904组成的放定时器555构成的多谐振荡器产生,通过控制按钮A大电路将输入频率为fx的周期信号如正弦波、方波等或Shift+A调节电位器R13的接入阻值,使标准时间[5]进行放大,施密特触发器对放大电路输出信号进行整信号Clock高电平的持续时间为1s。控制电路是[4]形,使之成为与输入信号同频率的矩形脉冲。由单稳态触发器SN74123N组成,在标准时间信号创建局部电路如图2所
