基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计

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压控振荡电路的设计

目录1、引言 (3)1.1、M ULTISIM和P ROFESSIONAL软件仿真软件 (3)1.2、压控振荡器软件仿真分析的意义 (3)2、压控振荡器的设计电路图 (4)2.1、工作原理 (4)2.2、振荡频率 (6)2.3、压控振荡电路的仿真图 (6)3、频率显示器 (8)3.1、频率显示器电路图 (8)3.2、频率计的基本原理 (8)3.3、频率计的工作原理流程图 (9)4、单元电路设计及参数计算 (9)4.1、时基电路 (9)4.2、逻辑控制电路 (10)4.3、计数器 (11)4.4、锁存器 (12)4.5、译码电路 (12)5、仿真 (14)6、元器件清单及简介 (16)6.1、压控振荡器部分元器件介绍 (16)7、系统调试和测试 (17)8、设计小结 (18)参考文献 (19)压控振荡电路的设计黄辰晨，电子信息工程摘要：压控震荡器是一种信号频率由电压控制的信号产生器件。

但需先通过对函数信号发生器的原理以及构成分析并设计一个能产生出方波的简易信号发生器，然后再对方波发生电路接入一个电压控制电路便构成了压控方波信号发生器，在设计过程中，此部分电路仿真均基于Mulstisim仿真软件。

显示被测信号频率的数字测量仪器，它的基本功能是将产生的信号频率测量出来并显示，数字频率显示器主要由四个部分构成：时基（T）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路，在设计过程中，此部分电路仿真均基于Protues仿真软件。

关键词：压控振荡器；软件仿真；频率显示器；555定时器Design of Voltage controlled oscillatorHuangchenchen，Department of Electronic EngineeringAbstract:V oltage controlled oscillator is a kind of signal frequency by thesignalcontrol voltage generating device. But the principle of the function signal generator and the structure analysis and design a simple signal generatorcan produce square wave, and then the other wave generating circuit into avoltage control circuit is composed of the pressure wave signal generator,in the design process, this part of the circuit simulation based on Mulstisim software. Display digital measuring instruments measured signal frequency,its basic function is to the generated signal frequency measurement anddisplay, digital frequency display mainly consists of four parts: base (T)circuit, input circuit, a counting display circuit and control circuit, in the design process, this part of the circuit simulation based on Professional simulation software.Key words: voltage controlled oscillator；simulation；frequency display；555 timer1 引言1.1 Multisim和Protues软件仿真软件Multisim和Professional软件是皆一款较为先进的电路仿真分析软件，适合于各种模拟/数字电路板的设计应用。

第2章 NI Multisim 11快速入门 Multisim 11电路仿真与实践

第三级放大电路的设计
② 双击IV-Analysis仪表，设置IV-A nalysis仪表显示面板。
第2章NI Multisim 11快速入门
第三级放大电路的设计
③ 执行菜单命令Simulate » Run，IV-Analysis仪表显示面板显示被测晶体管的输出特性
第2章NI Multisim 11快速入门
第2章NI Multisim 11快速入门对话框中的 Output标签，选择电路输出节点为V (7)。
第2章NI Multisim 11快速入门
交流仿真分析结果
第2章NI Multisim 11快速入门
交流仿真分析结果
执行Grapher View窗口菜单命令Cursor»Show Cursor，Grapher View显示屏就会出现2个游标，同时弹出Cursor窗口，Cursor窗口显示游标所处位置的参数。
2.1 电路设计
设计题目：设计一个音频信号放大器。
性能指标要求：在3KHz处电压增益为|150| ±10%，输入阻抗大于或等于1 MΩ，放大器的负载为8 Ω扬声器，通过1200:8的匹配变压器接入放大器的输出端，电源电压为+15V。
第2章NI Multisim 11快速入门
设计思想
（1）由于电压增益较大，故采用多级放大器级联方式（在此取3级）；
Multisim 11电路仿真与实践
第2章NI Multisim 11快速入门
主编：梁青侯传教熊伟孟涛
西安邮电大学空军工程大学
2013年
第2章NI Multisim 11快速入门
2.1 电路设计 2.2 创建仿真电路 2.3 电路仿真分析 2.4 NI ELVIS的应用

基于Multisim 的RC 桥式振荡电路仿真测试

[1]严大虎,费瑞伟,陈露遥.微信公众平台支持下的问题教学活动设计[J].现代教育技术,2015,25(11):79-85.[2]梁洁,王昕.新媒体对高中地理教学的辅助作用初探[J].中学地理教学参考,2016(2):30-31.[3]汤晗.高中地理教学与信息化技术的有效结合[J].新课程学习,2014(1):343.[4]杨丽青.基于微信公众平台的分层教学模式的设计与研究[D].北京:北京交通大学,2016.[5]程丽.论信息化技术在高中地理教学中的应用[J].读与写:教育教学刊,2017,14(10):116.则其幅频特性为：相频特性为：由（3）（4）同相，即此时最大F F 值衰减越大，同时相移上述RC 和相频特性如图2（2）式计算选择频率为f 0在f =159.139 Hz 处，F φF =0.02°。

而在f =2.016衰减到接近0，而φF 仿真结果与理论分析相同，仿真给出了非常直观的幅频和相频特性。

RC 串并联网络具有很好的选频特性，在偏离选10.3969/j.issn.1671-489X.2019.09.042基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的RC 桥式振荡电路仿真测试*◆付扬摘要基于Multisim 仿真，实现RC 串并联频率特性、RC 桥式振荡电路起振和振荡的测试。

实践证明，仿真测试便捷直观、效果理想，是对理论和实验教学的有益补充与完善。

关键词 RC 桥式振荡；Multisim；实验室；仿真实验中图分类号：TP391.9 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2019)09-0042-02１　引言正弦波振荡电路通常由放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节组成，选频网络和正反馈网络选择RC 串并联电路，放大电路选择同相比例运算，即可构成RC 桥式振荡电路，也称为文氏电桥振荡。

RC 桥式振荡电路的选频网络的幅频和相频特性实验室测量不方便，同时实验只能看到稳定振荡后的波形，观察和测量如何起振在实验室是观测不到的，因此，学生不容易理解RC 桥式振荡器的工作原理。

Multisim11 电路设计及应用试验教学指导书

实验目的：
熟悉multisim中数字器件元件库；
掌握组合逻辑电路（全加器、比较器）的设计与仿真方法。
实验步骤：
1.在multisim主界面上点击TTL、CMOS等器件类别，熟悉与门、非门、或们、与非门、或非门等逻辑器件的功能；
2.绘制如图1所示全加器的电路原理图；
图1
3.根据图1所示原理图，利用逻辑转换仪得到全加器的真值表和最简逻辑表达式。
实验步骤：
1.熟悉LM555CM定时芯片的引脚功能，按照图1所示搭建电路，调整电路中R1/R2阻值，观察输出波形的变化。
图1
LM555CM引脚功能：
引脚1：接地引脚，提供参考电平；
引脚2：555定时器的负跳变触发端；
引脚3：信号的输出引脚；
引脚4：555定时器的清零信号；
引脚5：555定时器内部参考电平的滤除高频干扰的引脚，一般接电容；
4.按图2所示连接电路，将频谱分析仪的测试端连接至2号节点，观察频谱图。
图2
实验五：
实验目的：
掌握使用multisim软件验证基尔霍夫电流/电压定理的方法；
掌握使用multisim软件验证叠加定理、互易定理、戴维南定理的方法；
实验步骤：
1.按照图1所示连接电路；
2.在电路相应位置放置电流指示仪器，观察节点2流入电流与流出电流的关系；
实验步骤：
1.按照图1所示连接电路，观察J1开关在闭合和开启瞬间示波器的变化。
图1
2.按照图2所示搭建电路，改变电容C2和电感L1的值，观察当容抗和感抗相等时电路的电流和总阻抗值。
图2
实验七：
实验目的：
掌握直流静态工作点的分析方法；
掌握交流分析的方法；
掌握瞬态分析的含义和方法；

压控振荡器的仿真测试分析研究

压控振荡器的仿真测试分析研究侯卫周【摘要】利用 NI Multisim12．0软件对压控振荡器进行了虚拟测试分析.通过改变直流输入电压大小，得到输入直流电压与输出波形呈线性关系，与理论计算结果相吻合；当输入电压为锯齿波时，输出波形频率随锯齿波幅值变化而变化，验证了电压-频率转换电路的工作原理.通过虚拟仿真实例证明了将 NI Multisim12．0引入电子电路实验教学后，有利于提升理论课的教学效果，让学生在理论和虚拟的实验教学中受益匪浅.%The virtual test of voltage controlled oscillator was analyzed using NI Multisim 12.0 software.By changing the input DC voltage,the changing rule of the output waveform was observed,which can read the cycle and calculate the frequency of the output waveform in conformity with the theoretical calculation results, it was concluded that the input DC voltage size has a linear relation with the output waveform frequency.When the input voltage was sawtooth wave,the output waveform frequency was varied with the sawtooth wave amplitude value change.It shows that the input voltage is either DC or sawtooth wave,the output waveform frequency is varied with the input voltage amplitude change,this can further verify the working principle of voltage-frequency conversion circuit.When the NI Multisim 12.0 software is properly introduced in electronic circuit experiment teaching,the results of virtual simulation instance prove that it can improve the teaching effects of the circuit theory curriculum,and students can benefit a lot from the theory teaching and virtual experiment teaching.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2016(033)005【总页数】5页(P121-124,128)【关键词】压控振荡器;虚拟仿真测试;电压-频率转换;NI Multisim12.0【作者】侯卫周【作者单位】河南大学物理与电子学院，河南开封475004; 河南大学民生学院，河南开封 475004【正文语种】中文【中图分类】TN710.9电压-频率转换电路的功能是将输入直流电压转换为频率与其值成一定比例的输出电压，故也称为电压控制振荡电路，简称压控振荡器(voltage controlled oscillator，VCO)。

基于Multisim11的压控震荡电路仿真设计

2.芯片及分立元件的介绍
uA741单运放是高增益运算放大器，用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
本次设计采用的分立元器件主要有电容，二极管1N4148、稳压二极管1N4733和若干电阻。
电容：就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。二极管：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计
2014年4月
毕业论文答辩

答辩人：指导教师：
压控振荡电路的研究背景
近年来，随着无线通信技术的飞速发展，使市场对射频集成电路产生了巨大的需求。在射频电路中，压控振荡器占有非常重要的地位，它是锁相环、时钟恢复电路以及频率综合器的重要组成电路，所以设计高性能的压控振荡器对通信系统性能的提高具有十分重要的意义。电压控制振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电一光转换电路、移动式手持设备等提供了很好的解决方案。
输入电压为1V时的波形图
输入电压为10V是的波形图
电压与频率的关系表
由此表可知控制电压与输出频率成正比关系
PCB板图
压控振荡电路实物图
谢谢各位老师观看
稳压二极管：稳压的作用，也称齐纳二极管或反向击穿二极管，在电路中起稳定电压作用。它是利用二极管被反向击穿后，在一定反向电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压的。电阻：电阻是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。它的作用有限流，分流，分压。

基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计文献综述

图7是原理图。它看起来有些象三角波发生器,其实它除了输出窄脉冲外,也输出同频的锯齿波。频率正比于控制电压Uin,运放施加正负电源电压:VSS= -VCC。“7”点是脉冲输出端。
图7两只运放组成的压控振荡器
三、总结
由于本次的毕业设计压控振荡电路的控制电压为1V-10V。压控振荡电路的频率范围在200Hz-1KHz。所以在压控振荡电路的选择上就要考虑到控制电压的范围问题，还有就是频率控制和精度方面也要考虑到位。在我选择的几篇文章中，只是很简单的介绍了压控振荡电路的组成结构以及原理，具体参数的确定还需要进一步的查阅资料进行分析计算，压控振荡电路有很多种，我将在我的毕业设计中选择和参考一种最适合的电路去完成我的毕业设计。
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图1理想VCO的振荡频率与输入控制电压关ห้องสมุดไป่ตู้曲线
由于SMIC0.18Lm CMOS工艺不支持制作集成电感和变容二极管的工艺,也不提供相应器件的模型,因此,设计的VCO电路采用常用的环形VCO结构。再考虑到全差分结构比单端结构对共模噪声抑制能力更强,本设计最终选用全差分环形VCO。
压控振荡器( VCO)是锁相环的核心部件,文中设计了一种可于低电压下应用的四级全差分环形压控振荡器,基于SMIC 0. 18Lm CMOS工艺仿真得到VCO输出摆幅为500mV,中心频率为635MHz,输出频率范围较宽,在整个电压调节范围内,输出摆幅变化不超过20mV,压频增益的线性度非常好,此电路功耗较低,仅为6mW,振荡在中心频率时的均方根抖动3.91ps。该VCO可应用于锁相环构成的时钟稳定电路,锁相环型频率合成器以及时钟数据恢复电路中。
图4电路的工作原理图
图3利用电容充放电的压控振荡器
4、555集成电路基于振荡的典型电路
由555集成电路构成的振荡器,以其简洁的电路形式和较高的性能价格比,在很多领域得到广泛应用。图5为常用的振荡器连接方法,定时电阻为Ra和Rb,其连接点接到555的DIS端(7脚),C为定时电容。开机加上电源电压Vcc时,内部触发器被复位,输出翻转为低电平,DIS端内部导通,使C通过Rb放电。当C上电压Vc=1/3Vcc时。内部触发器被置位,输出又翻转为高电平,DIS内部截止。一个周期结束,新的振荡周期重新开始。电容C在充电和放电过程中,其电压在1/3Va到2/ 3Vcc之间变化。

模拟电子技术基础课程设计基于nimultisim11系统仿真-全文可读

4. Place（放置）菜单
■ Place（放置）菜单提供在电路工作窗口内放置元件、连接点、总线和文字等18个命令，Place菜单中的命令及功能如下：
■ Component：放置元件。 ■ Junction：放置节点。 ■ Wire：放置导线。 ■ Bus：放置总线。 ■ Connectors：放置输入／输出端口连接器。 ■ New Hierarchical Block：放置层次模块。 ■ Hierarchical Block form File：来自文件的层次模块。 ■ Replace Hierarchical Block：替换层次模块。
3. View（窗口显示）菜单
■ Show Grid：显示或者关闭栅格。 ■ Show Border：显示或者关闭边界。 ■ Show Page Border：显示或者关闭页边界。 ■ Ruler Bars：显示或者关闭标尺栏。 ■ Statusbar：显示或者关闭状态栏。 ■ Design Toolbox：显示或者关闭设计工具箱。 ■ Spreadsheet View：显示或者关闭电子数据表。扩展显
1. File（文件）菜单
■ Print：打印电路工作区内的电原理图。 ■ Print Preview：打印预览。 ■ Print Options: 包括Print Setup（打印设置）和Print
Instruments（打印电路工作区内的仪表）命令。 ■ Recent Design：选择打开最近打开过的设计电路。 ■ Recent Projects：选择打开最近打开过的项目。 ■ Exit：退出。
5.MCU(微控制器)菜单
■ MCU（微控制器）菜单提供在电路工作窗口内MCU 的调试操作命令，MCU菜单中的命令及功能如下：

压控振荡器的电路设计_EDA

《EDA 技术》课程设计报告四、自动增益控制电路的设计和Multisim 仿真（9、10、11组）要求：1、反馈环节包括整流、滤波、比较电路。

2、工作频率为低频段，输入信号幅度0-50mV 。

参见模电教材P586、P594五、数字式温度计的设计和Multisim 仿真(12、13组)要求：1、温度传感器采用热敏电阻PT100或PN 结。

2、采用A/D 转换芯片送数码管显示。

参见模电教材P382，A/D 及显示部分参见数电相关章节教材。

六、电容测量电路的设计和Multisim 仿真（14、15组）要求：1、有量程控制。

2、只需输出与电容成正比的交流电压即可。

参见模电教材P594七、路灯控制电路的设计和Multisim 仿真（16）要求：1、控制系统具有迟滞功能以节省能量。

2、采用光耦电路控制路灯。

参见模电教材P476压控振荡电路的设计学生姓名：徐昌、吴天宇、汪小玲指导教师：许长安所在系：电子工程系所学专业：电子信息工程年级： 20122014 年 6 月目录一、设计任务与要求 (3)二、元器件清单及简介 (3)三、设计原理分析 (5)四、设计中的问题及改进 (8)五、总结 (9)六、参考文献 (9)压控振荡电路的设计一、设计任务与要求1.1课程设计的研究内容本课题的主要研究内容是采用集成运算放大器设计压控振荡器的电路，并使用multisim仿真工具对其进行仿真。

包括压控锯齿波发生器电路、压控矩形波发生器电路、压控三角波发生器电路、压控方波发生器电路。

设计中要掌握电子电路设计的基本方法包括设计步骤、设计公式、参数计算及电子元器件的选择，掌握multisim在电子电路设计中的应用。

1.2 压控振荡器设计要点压控振荡器一般分为晶体压控振荡器和LC压控振荡器对于各种用途的晶体压控振荡和LC压控振荡，设计时应考虑的指标大体上可以分为以下几个方面：1、用运算放大器构成以压控振荡电路（VCO）将模拟电压转换成频率。

基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计毕业设计

NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。
Multisim2001是一个用于电路设计和仿真的EDA工具软件，由于其强大的功能，形象生动的仿真效果，友好的界面，丰富的元件库和仪表库，在我国各级各类学校得到广泛的推广应用，尤其是电气类专业可以将其作为电子电路的教学示教、仿真实验、电子电路的设计等。
2003年推出的新版本Multisim7。它将以前的EWB5.0和Multisim2001版本功能大幅度的提高，比如在EWB5.0版本中做电路仿真实验调用虚拟仪器时，一个种类每次只能调用一台，这是一个很大的缺陷。又如Multisim2001版本，它与实际元器件相对应的现实性仿真元器件模型只有6种，而Multisim7版本比此前的版本多增加了4种；Multisim2001版本的虚拟仪器只有11种，而Multisim7版本比此前的版本多增加了7种；尤其是像示波器这类常用的电子仪器，Multisim2001版本只是提供了双踪示波器，而Multisim7版本却能提供4踪示波器，这给做数字电路仿真实验等需要同时观察多路波形提供了一个极其方便的平台。又比如Multisim2001版本只能提供“亮”与“灭” 黑白两种状态指示灯，而Multisim7版本却能提供蓝、绿、红、黄、白5种状态的指示灯，使用起来更加方便。总而言之，Multisim7版本的电子仿真软件是一款比较先进、功能比较强大的仿真软件。

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分类号
密级
基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计
所在学院
机械与电气工程学院
专业
电气工程及其自动化
班级
姓名
学号指导老师年源自日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
随着无线通信技术的快速发展，使得市场对压控振荡电路产生了巨大的需求。压控振荡器是通过调节可变电阻或电容可以改变波形的振荡频率，一般是通过人工来调节的。而在自动控制场合往往要求能自动地调节振荡频率。常见的情况是给出一个控制电压，要求输出波形的振荡频率与控制电压成正比。这种电路称为压控振荡器。
本次设计的内容是基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计，阐述了压控振荡器的电路原理以及组成结构。本次设计是采用集成运算放大器741芯片组成的滞回电压比较器和反向积分电路，利用二极管1N4148相当于电子开关的功能，控制电容的充放电时间，构成的压控振荡电路，从而实现输入电压对输出频率变化的控制。只要改变输入端的电压，就可以改变输出端的输出频率。并在电路设计与仿真平台Multisim11仿真环境中创建集成压控振荡器电路模块，进而使用Multisim仿真工具对其进行仿真从而达到设计的目的和要求。
承诺人（签名）：
年月日
摘
Multisim是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于初级的模拟及数字电路板的设计工作，Multisim不仅具有丰富的仿真分析能力，而且还包含了电路原理图的图形输入及电路硬件描述语言的输入方式。有了Multisim软件就相当于有了一个电子实验室，可以非常方便的从事各种电路设计及仿真分析工作。
关键词：Multisim，压控振荡器，1N4148
Abstract
National Instruments Multisim is introduced in Windows-based simulation tool for primary analog and digital circuit board design, Multisim simulation analysis not only has the ability to enrich it, and also includes a circuit schematic graphical input and input circuit hardware description language. With Multisim software has the equivalent of an electronic laboratory can be very convenient to a variety of circuits in the design, simulation and analysis.
With the rapid development of wireless communication technology, making the market for a voltage controlled oscillator circuit generates a huge demand. By adjusting the voltage controlled oscillator is a variable resistor or capacitor can change the oscillation frequency of the waveform is generally adjusted by the manual.In the automatic control applications often require the oscillation frequency can be automatically adjusted. Common case is given a control voltage and oscillation frequency control voltage required is proportional to the output waveform. This circuit is calledVCO.
The design is based on the contents of the voltage controlled oscillator circuit simulation Multisim11 designed to explain the principles of the VCO circuit structure and composition.The design of an integrated operational amplifier is composed of 741 chips, and the hysteresis comparator reverse integration circuit using a diode 1N4148 equivalent electronic switch, control charge and discharge time of the capacitor, voltage controlled oscillation circuit, enabling the input voltage control of the output frequency variation. As long as the input voltage changes, the output terminal can change the output frequency. And create integrated VCO circuit module in the circuit design and simulation platform Multisim11 simulation environment, and then use them Multisim simulation tools to achieve the objectives and requirements of simulation design.