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脉冲序列发生器设计.doc

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脉冲序列发生器设计.doc

上传人:布罗奇迹 2022/12/3 文件大小:2.17 MB

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文档介绍:该【脉冲序列发生器设计 】是由【布罗奇迹】上传分享,文档一共【23】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【脉冲序列发生器设计 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。脉冲序列发生器设计
摘要
脉冲序列检测器广泛应用于现代数字通信系统中,随着通信技术的发展,对多路脉冲序列信号检测要求越来越高。现代通信系统的发展方向是功能更强、体积更小、速度更快、功耗更低,大规模可编程逻辑器件FPGA器件的集成度高、工作速度快、编程方便、价格较低,易于实现设备的可编程设计,这些优势正好满足通信系统的这些要求。随着器件复杂程度的提高,电路逻辑图变得过于复杂,不便于设计。VHDL(VHSICHardwareDescriptionLanguage)是随着可编程逻辑器件的发展而发展起来的一种硬件描述语言。VHDL具有极强的描述能力,能支持系统行为级、寄存器输级和门级三个不同层次的设计,实现了逻辑设计师多年来梦寐以求的“硬件设计软件化”的愿望,给当今电子通信系统设计带来了革命性的变化。
本文针对传统的脉冲序列检测器方案,提出了一种基于对脉冲序列检测器设计的新方案,该方案相对于传统的设计方法更适合于现代数字通信系统,不但大大减少了周边的设备,也使系统设计更加灵活,稳定性更好,性价比更高,可以满足多种环境下的检测系统的要求。
关键词:多路数据选择器、Multisim、计数器、序列检测器
2设计内容及技术要求
1、设计并制作一个脉冲序列发生器,周期性的产生8位长度的任意脉冲序列,脉冲序列可以通过设置电路自由设置。
2、能够检测出设置的脉冲序列,在每出现一次设置的脉冲序列时,点亮一次LED;
3、时钟脉冲周期为1HZ;
4、对设置的脉冲序列值通过适当的方式进行指示;
5、电源:220V/50HZ的工频交流电供电;
6、(直流电源部分仅完成设计仅可,不需制作,用实验室提供的稳压电源调试,但要求设计的直流电源能够满足电路要求)
7、按照以上要求设计电路,绘制电路图,对设计的的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9进行仿真,用万用板焊接元器件,制作电路,完成调试、测试,撰写设计报告。
发挥部分:
1、其他恰当的功能。

通过本次设计,进一步熟悉多谐振荡器、计数器、数据选择器的用法,掌握脉冲序列发生器的设计方法。

(1)设计方案
周期性脉冲序列发生器的实现方法很多,可以由触发器构成,可以由计数器外加组合逻辑电路构成,可以有GAL构成,也可以由CPLD\FPGA构成等等。本设计采用由计数器加多路数据选择器的设计法案,脉冲序列发生器原理框图如(1)图所示。
图(1)脉冲序列发生器原理框图
(2)参考设计
脉冲序列发生器需要一个时钟信号,可采用由TTL非门和石英晶体振荡器构成的串联式多谐振荡器产生时钟信号,如图(2)所示。
主电路部分如图(3)所示,图中74LS161和与非门构成十二进制计数器,为脉冲序列的宽度为12位。

按照实验要求设计电路,确定元器件型号和参数;用Multisim进行仿真,列出实验数据,画出输出信号及其他关键信号的波形;对实验数据和电路的工作情况进行分析,得出实验结论;写出收获和体会。
图(2)时钟信号产生电路
图(2)主电路图
主电路图(2)
多谢振荡器介绍
多谐振荡器是一种自激振荡电路。因为没有稳定的工作状态,多谐振荡器也称为无稳态电路。具体地说,如果一开始多谐振荡器处于0状态,那么它在0状态停留一段时间后将自动转入1状态,在1状态停留一段时间后又将自动转入0状态,如此周而复始,输出矩形波。

对称式多谐振荡器是一个正反馈振荡电路[,]。和是两个反相器,和是两个耦合电容,和是两个反馈电阻。只要恰当地选取反馈电阻的阻值,就可以使反相器的静态工作点位于电压传输特性的转折区。上电时,电容器两端的电压和均为0。假设某种扰动使有微小的正跳变,那么经过一个正反馈过程,迅速跳变为,迅速跳变为,迅速跳变为,迅速跳变为,电路进入第一个暂稳态。电容
和开始充电。的充电电流方向与参考方向相同,正向增加;的充电电流方向与参考方向相反,负向增加。随着的正向增加,从逐渐上升;随着的负向增加,从逐渐下降。因为经和两条支路充电而经一条支路充电,所以充电速度较快,上升到时还没有下降到。上升到使跳变为。理论上,向下跳变,也将向下跳变。考虑到输入端钳位二极管的影响,最多跳变到。下降到使跳变为,这又使从向上跳变,即变成
,电路进入第二个暂稳态。经一条支路反向充电(实际上先放电再反向充电),逐渐下降。经和两条支路反向充电(实际上先放电再反向充电),逐渐上升。的上升速度大于的下降速度。当上升到时,电路又进入第一个暂稳态。此后,电路将在两个暂稳态之间循环。
非对称式多谐振荡器是对称式多谐振荡器的简化形式[]。这个电路只有一个反馈电阻和一个耦合电容。反馈电阻使的静态工作点位于电压传输特性的转折区,就是说,静态时,的输入电平约等于,的输出电平也约等于。因为的输出就是的输入,所以静态时也被迫工作在电压传输特性的转折区。