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非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

仿真与设计报告

设计课题：阶梯波信号发生器

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学号：

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非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

阶梯波发生器

一、设计要求

设计一个频率可调、阶数可调的阶梯波发生器，在Multisim中进行仿真分析。实现

的功能：频率可调、阶数可调的平滑的阶梯波。性能指标：频率可调范围较大，阶数可调的

阶数范围合理，输出平滑无毛刺的阶梯波。

二、设计方案

1、由时钟信号发生器、计数器和D/A转换器组成电路

2、时钟信号发生器的信号频率可调，采用555构成的多谐振荡器

3、计数器的进制数决定阶梯波的阶数，采用有预置数功能的减法计数器，通过置数改变计

数器的进制数。

4、D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。

5、利用低通滤波器使输出的波形变平滑。

三、电路框图

时钟信号发生器N阶阶梯波

十六进制计数器D/A转换器

（f可调）

四、电路原理图及说明

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

总体电路如图：

图中从左至右依次为：第一部分为由555构成的多谐振荡器，第二部分为有74LS161D

构成的十六进制计数器，第三部分为D/A转换器，第四部分为低通滤波器。

1、由555构成的多谐振荡器电路图（图一）：

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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滑片位于中点时的频率。输出矩形波波形如图三。

图二

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

图三

2、四位二进制计数器74LS161（图四）（74LS161是常用的四位二进制可预置的

同步加法计数器，)

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图四

电路采用74LS161十进制加法计数器构成的十六进制计数器。采用置数端归零的方法，

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表示的十进制数

是15-N，N为输出阶梯波的阶数，即通过单刀双掷开关控制阶梯波的阶数。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转换器和低通滤波器（图五）VDAC8是8位电压数模转换器

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