数字波形合成器概论
总结波形合成的规律
总结波形合成的规律
波形合成是一种音频技术，在数字音频领域中得到了广泛应用。
它通过组合两种或更多的音频波形来产生不同的声音效果，创造出丰
富的声音世界。
波形合成的规律可以总结为以下几点。
首先，波形合成的基础是音频波形。
每个音都可以表示为一系列
振荡，即波形。
这些波形具有不同的频率、振幅和相位，它们的组合
和变化可以创造出不同的声音效果。
波形合成将不同的波形组合起来，形成符合要求的声音。
其次，波形合成的核心是调制。
调制指的是将一个波形的某些特
征（包括频率、振幅和相位）随时间变化的过程。
调制是波形合成的
基础技术，通过调制不同的波形和特征，可以创造出各种各样的音效。
第三，波形合成的方法有很多种。
常见的有加性合成、减法合成、FM合成、AM合成、子带合成等。
每种方法都有自己的优点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的方法。
第四，波形合成可以通过软件或硬件实现。
在数字音频领域中，
计算机和数字音频工作站上的软件合成器是最常见的波形合成工具。
硬件合成器则需要特定的设备和音频板卡，通常更为昂贵。
总的来说，波形合成是一种基于音频波形的技术，通过调制不同
的波形，创造出各种各样的声音效果。
其规律包括基于波形的组合和
变化、基于调制的技术、多种不同的合成方法和软硬件两种实现方式。
随着技术的不断发展，波形合成在音乐、电影、游戏等领域中得到越
来越广泛的应用。
直接数字合成器中贝塞尔低通滤波器设计
其中 ： Ｋ 鲁
Ｋ ｙ ｏｄ ｉ ｃ Ｄｇｔ ｖｔｅｉ Ｂ ｓｅ Ｌ ｗＰ ｓ Ｆｂ ｒ Ｆｅ ｕｎｙＳｅｔ ｍ ｅ ｗ ｒｓ Ｄｒ ｔ ｉ ａ ｓｎ ｓ ｅｓｌ ｏ ａｓ ｉｅ ｒｑ ｅｃ ｐｃ ｕ ｅ ｉｌ ｈ ｓ ｒ
１ 直 接 数 字 合 成 波 形 的 基 本 原 理
图 １给 出 了 直 接 数 字 合 成 波 形 的 原 理 ， 相 位 全 加 器 和 相 位 寄 存 器 构 成 相 位 累加 器 。 每 当 系 统 时 钟 沿 到 来 时 ，加 法 器 将 相 位 累 加 器 的 输 出 与 频 率 控 制 字 相 加 ， 加 法 器 的 输 出 用 作 相 位 寄 存 器 的 输 人 相 位 寄 存 器 的 输 出作 为 波 形 存 储 器 的 地 址 。 由 于 合 成 渡 形 的 一 整 个
。 ｎ）＝２ － （ １ －
－ ｎ
（ ２ｊ
：
那 幺 波 形 存 储 器 输 出 的 信 号 序 列 表 示 成
ｓ
（ ＝ｓｎ ２ ｒ－ ｎ） ｉ（ ＂ １ ・ ｒ
・ ｎ）
Ｉ） ３
∑
２ 数 字 合成 波形 的频 谱
设 被 合 成 信 号 为
周 期 的 幅 度 存 储 在 波 形 存 储 器 中 ， 因 此 波 形 存 储 器 的 地 址 与 波 形 的 一 个 幅 度 点 对 应 当 下 一 个 时 钟 沿 到 来 时 、相 位 累 加 器 的 输 出 与 频 率 控 制 字 再 次 相 加 ，这 样 ， 相 位 累加 器 的 输 出 与 下 一 个 幅 度 点 相 对 应 ，该 过 程 持 续 进 行 。随 着 一 个 个 时 钟 沿 的 到 来 ， 合 成 波 形 一 个 整 被 周 期 的 幅 度 点 顺 序 地 从 波 形 存 储 器 中 读 出 。 该 数 字 序
DDS原理
通常用频率增量来表示频率合成器的分辨率，DDS的最小分辨率为
f min
fc 2N
这个增量也就是最低的合成频率。最高的合成频率受奈奎斯特抽样定理的限制，所 以有
f 0 max
fc 2
与PLL不同,DDS的输出频率可以瞬时地改变,即可以实现跳频，这是DDS的一个突 出优点，用于扫频测量和数字通讯中，十分方便。
AD9830
芯片特性 +5V电压供电 50MHz频率 片内正弦查询表 片内10位数模转换器 并行数据接口 掉电功能选择 250mW功耗 48引脚薄方扁封装 （TQFP）
DDS的信号质量分析
取样系统信号的频谱
镜像频率分量为－60dB，而其他各种杂散分量 分布在很宽的频带上，其幅值远小于镜像频率分量。 D/A之后用的低通滤波器可用来滤去镜像频率分量， 谐波分量和带外杂散分量。第一个镜像频率分量 最靠近信号频率，且幅度最大，实际应用时， 应尽量提高采样时钟频率，使该分量远离低通 滤波器的带宽,以减少低通滤波器的制作难度。
DDS的信号质量分析
DDS信号源的性能指标： 1, 频率稳定度，等同于其时鈡信号的稳定度。 2, 频率的值的精度，决定于DDS的相位分辨率。即由DDS的相位累加器的字宽和ROM函数表决定。 本题要求频率按10Hz步进，频率值的误差应远小于10Hz。DDS可达到很高的频率分辨率。 3, 失真与杂波：可用输出频率的正弦波能量与其他各种频率成分的比值来描述。失真与杂波的成分 可分为以下几个部分： ⑴，采样信号的镜像频率分量。DDS信号是由正弦波的离散采样值的数字量经D/A转换为阶梯形的 模拟波形的，当时钟频率为，输出正弦波的频率为时，存在着以采样频率为折叠频率的一系列镜像 频率分量，这些镜像频率值为n±它们的幅度沿Sin(x)/x包络滚降。其输出信号的频谱如图6。19所 示。 ⑵ D/A的字宽决定了它的分辨率，它所决定的杂散噪声分量，满量程时，对信号的信噪比影响可表 示为 S/D+N =6.02B+1.76 dB 其中B为D/A的字宽，对于10位的D/A，信噪比可达到60dB以上。 增加D/A的位数，可以减少波形的幅值离散噪声。另外，采用过采样技术，即大幅度增加每个周期 中的样点数（提高时钟频率），也可以降低该类噪声。过采样方法使量化噪声的能量分散到更宽的 频带，因而提高了信号频带内的信噪比。 ⑶ 相位累加器截断造成的杂波。这是由正弦波的ROM表样点数有限而造成的。通过提高时钟频率 或采用插值的方法增加每个周期中的点数（过采样），可以减少这些杂波分量。 ⑷ D/A转换器的各种非线性误差形成的杂散频率分量，其中包括谐波频率分量，它们在N频率处。 这些杂波分量的幅度较小。 ⑸，其他杂散分量，包括时钟泄漏，时钟相位噪声的影响等。 D/A后面的低通滤波器可以滤去镜像频率分量和谐波分量，可以滤去带外的高频杂散分量，但是， 无法滤去落在低通带内的杂散分量。
一文看懂频率合成原理与特点
一文看懂频率合成原理与特点频率合成（Frequeney Synthesis）是指以一个或数个参考频率为基准，在某一频段内，综合产生并输出多个工作频率点的过程。
本文主要介绍频率合成原理与特点，首先介绍了频率合成的分类，其次介绍了频率合成的特点，最后我们以直接数字频率合成来介绍原理，具体的跟随小编一起来了解一下。
频率合成的分类1、直接频率合成用混频器、倍频器和分频器实现频率间的加、减、乘、除来产生新频率，并靠滤波器选择使信号纯净。
图1是直接合成式频率合成器的原理图，用插入除10的分频器来获得十进位。
当开关S1、S2都在1位时，频率合成器输出频率为频率合成当开关S1、S2都在10位时，频率合成器输出频率为由此可知，频率合成器的输出频段为0～9.9fr。
fR是参考源频率，n1、n2、m根据电路实现的可能和有利情况来选择。
直接合成的分辨率高，转换时间短，频段宽，相位噪声小，但设备大而且复杂，成本高。
全数字化的直接合成利用计算机技术，其分辨率高，转换速度可小到1纳秒，但最高频率仅为参考源频率的四分之一，而且还与所采用器件的转换速度有关。
2、间接频率合成用锁相环迫使压控振荡器（VCO）的频率锁定在高稳定的参考频率上，从而获得多个稳定频率，故又称锁相式频率合成。
图2是数字锁相式频率合成器的基本形式，它由压控振荡器、鉴相器、可变分频器和环路滤波器组成。
压控振荡器的输出信号经可变分频器分频后在鉴相器内与参考信号比相。
当压控振荡器发生频率漂移时，鉴相器输出的控制电压也随之变化，从而使压控振荡器频率始终锁定在N倍的参考频率上。
锁定条件为因得从上式可以看出，改变可变分频器的分频比n，便可改变频率合成器的输出频率。
在实用中为了提高分辨率，间接式频率合成器常采用多个锁相环的形式。
间接频率合成器的体积小、成。
第4章数字频率合成器的设计讲解
第 4 章数字频率合成器的设计随着通信、雷达、宇航和遥控遥测技术的不断发展，对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率的个数提出越来越高的要求。
为了提高频率稳定度，经常采用晶体振荡器等方法来解决，但它不能满足频率个数多的要求，因此，目前大量采用频率合成技术。
频率合成是通信、测量系统中常用的一种技术,它是将一个或若干个高稳定度和高准确度的参考频率经过各种处理技术生成具有同样稳定度和准确度的大量离散频率的技术。
频率合成的方法很多，可分为直接式频率合成器、间接式频率合成器、直接式数字频率合成器( DDS) 。
直接合成法是通过倍频器、分频器、混频器对频率进行加、减、乘、除运算，得到各种所需频率。
该方法频率转换时间快(小于100ns),但是体积大、功耗大，目前已基本不被采用。
锁相式频率合成器是利用锁相环( PLL )的窄带跟踪特性来得到不同的频率。
该方法结构简化、便于集成,且频谱纯度高,目前使用比较广泛。
直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis简称：DDS)是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM，D/A 转换器和低通滤波器构成, DDS 技术是一种新的频率合成方法, 它具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等优点。
但合成信号频率较低、频谱不纯、输出杂散等。
这里将重点研究锁相式频率合成器。
本章采用锁相环, 进行频率合成器的设计与制作4.1设计任务与要求1.设计任务：利用锁相环，进行频率合成器的设计与制作2.设计指标：(1)要求频率合成器输出的频率范围f0为1kHz〜99kHz;(2)频率间隔f为1kHz;(3)基准频率采用晶体振荡频率，要求用数字电路设计，频率稳定度应优于10一4;(4)数字显示频率；(5)频率调节采用计数方式。
3•设计要求：(1)要求设计出数字锁相式频率合成器的完整电路。
(2)数字锁相式频率合成器的各部分参数计算和器件选择。
波形的合成实验
实验五波形的合成和分解一. 实验目的1. 加深了解信号分析手段之一的傅立叶变换的基本思想和物理意义。
2. 观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。
3. 观察和分析频率、幅值相同，相位角不同的正弦波叠加的合成波形。
4. 通过本实验熟悉信号的合成、分解原理，了解信号频谱的含义。
二. 实验原理按富立叶分析的原理，任何周期信号都可以用一组三角函数{ , }的组合表示：(1)也就是说，我们可以用一组正弦波和余弦波来合成任意形状的周期信号。
例如对于典型的方波，其时域表达式为：(2)根据傅立叶变换，其三角函数展开式为：(3)由此可见，周期方波是由一系列频率成分成谐波关系，幅值成一定比例，相位角为0的正弦波叠加合成的。
图1 方波信号的波形、幅值谱和相位谱那么，我们在实验过程中就可以通过设计一组奇次正弦波来完成方波信号的合成，同理，对三角波、锯齿波等周期信号也可以用一组正弦波和余弦波信号来合成。
三. 实验内容用前5项谐波近似合成一个频率为100Hz、幅值为600的方波。
四. 实验仪器和设备1. 计算机1台2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套五. 实验步骤1. 运行DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”进行软件注册，出现“注册台数大于0”时表示注册成功，否则表示注册失败。
2. 点击DRVI快捷工具条上“系统”图标，点击“读IC资源文件”图标，在实验目录中选择“C:\Program Files\Depush\DRVI3.0\tutorial\08信号合成与分解实验.xml”点击“波形合成与分解实验”实验脚本，建立实验环境,如图2。
图2波形合成与分解实验环境下面是该实验的装配图和信号流图，如图3，图中的线上的数字为连接软件芯片的软件总线数据线号，6015、6029、6040、6043为定义的四片脚本芯片的名字。
图3波形合成与分解实验装配图3. 按公式迭加正弦波信号，观察合成信号波形的变化。
基于ARM的数字波形合成器的实现
基 于 上 述 功 能 和 特 点 ． 系 统 从 用 户 选 择 数 字 波 形 合 成 发 生 起 本
维普资讯
●
中囊ｇ ｒ ｉ技术套ｔ ｔ
基 于 ＡＲ 的 数 字 波 形 台 成 器 的 实 现 Ｍ
◆ 文 ／杨 世 杰 宋芳 琴
【 要Ｊ 摘 基于Ａ ＲＭ 的数 字 波 形合 成 器 的 实现 ， 以三 星 的 Ａ Ｍ９￥ Ｃ ４ ０为硬 件 平 台， ｕ ｌ ｕ Ｒ ３ ４Ｂ 以 Ｃｉ ｘ为 操作 系 ｎ
统 。 嵌 入 式 系 统 有 容 易 操 作 的 图 形 界 面 和 键 盘 ， 仅 充 分 利 用 了 达 盛 Ｅｌ０ 的 板 上 资 源 ． 为 用 户 提 供 了 一 该 不 ０ 还
个 人 性 化 的 与 系统 交 互 接 口 。
【 键词 Ｊ 数 字 波形 合 成 器 Ａ 关 ＲＭ ｕ ｌ ｕ Ｍｉ Ｇ Ｉ Ｃｉ ｘ ｎ ｎ Ｕ ｉ
Ｉｔｒｅ ｎｅ ｔ的 逐 渐 成 熟 和 广 泛 实 用 化 ． 无 线 Ｉｔｒｅ ｎ ｎｅｎｔ的 应 用 可 能 会 发 展
波 形 程 序 ， 须 严 格 按 照 数 模转 换 器 Ｔ Ｖ５ １ 必 Ｌ ６ ６的 时 序 图 （ 图 ３ 如
嗍 ｖ
ｏｏ
面 向 行 业 应 用 的 基 本 特 征 ． 前 已 被 广 泛 的 应 用 于 军 事 国 防 、 费 所 示 ） 行 设 计 。 目 消 进
二 、 点 功 能 概 述 特
图 ２ ２住 串行 敷 模 转 换 器 Ｔ Ｖ５ １ １ Ｌ ６６
为 了 减 少 失 真 ， 形 的 每 一 个 周 期 采 样 ３ 次 。 根 据 数 模 转 换 器 波 ２ 的物 理 特 性 ， 知每 一 个 采 样 值是 由 １ 可 ６位 二 进 制 数 表 示 的 ． 有 效 而
声音合成的主要方法
声音合成的主要方法声音合成是一种通过计算机软件模拟声音合成的技术。
在聚合和处理各种元素（如声音、乐器和噪音）的时候，声音合成器可以生成任何类型的音频输出。
本文将介绍10种主要的声音合成方法，以及它们的详细描述。
1. 波表合成波表合成是一种基于预制波表和数字信号合成的声音合成方法。
波表是一组在声音范围内的数字信号，可以通过波表合成器进行处理。
这种方法适用于合成复杂的声音，如打击乐器和合成人声。
波表合成器使用一组数字波形，这些波形在不同的频率和振幅下进行调整。
这种方法可以让合成人员更好地控制各个波的输出，以达到所需的音色。
波表合成还支持层次和复合波，使其在音色识别方面有很高的灵活性。
2. 加法合成加法合成是一种通过对多个音色进行混合来合成声音的方法。
在加法合成中，每个声音被表示为一系列频率和幅度振荡器。
这些频率振荡器按比例混合以产生所需音色。
与波表合成不同，加法合成器使用频率振荡器，而不是数字波形。
这种方法适用于合成简单的声音，如类似钢琴和木琴的清脆声音。
3. 子tractive 合成反相合成是一种合成绿松石颜色技术，它通过从复杂波中去除谐波来合成声音。
这种方法适用于合成模拟电子乐器和声音效果。
子tractive 合成器使用滤波器来过滤音频信号并削弱谐波。
这些滤波器可以是低通滤波器和带通滤波器，可通过设定不同的截止频率来产生不同的音调。
4. 噪声合成噪声合成是一种通过随机波形合成声音的技术。
与其他方法不同，噪声合成不需要音调或频率。
这种方法适用于合成仿真环境和背景噪声。
噪声合成器使用随机生成的信号，这些信号具有平坦的频率响应。
随着输出频率的变化，这些信号会产生嘶嘶声或击打声等背景噪声。
5. 物理建模物理建模是一种通过模拟乐器振动和空气震动来合成声音的方法。
这种方法不仅可以模拟声音，还可以模拟乐器的外观和触摸感。
物理模型合成器使用模拟乐器中提取的物理特征，如弦的振动和管道的共鸣，来生成持续的信号。
音色由振动和共振特征的微妙变化而产生。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子技术课程设计课题名称：数字波形合成器的设计1.实验目的1.1 掌握数字波形合成器的基本设计方法和整体电路实现；1.2 熟悉各功能模块单元电路的具体设计方法和工作原理（脉冲发生器、分频器、数字模拟转换以及低通滤波器）。
1.3 进一步熟悉电子电路的设计方法。
1.4 进一步熟悉电路设计过程中EDA方法以及各种电子器件的使用方法。
2. 实验要求2.1 设计一个具有高频率稳定度和高相位稳定度的两相正弦信号源。
2.2 两相正弦信号频率 f=400Hz。
2.3 两相信号 A、 B 之间相位差 90°。
2.4 幅值=5V±0.2V。
3. 实验仪器、主要元器件3.1 振荡电路:NE555*1；电阻 1kΩ*1,15kΩ电位器*1 ；电容 0.01uF*23.2 分频器： CD4013 双 D触发器*33.3 两路正弦加权 DAC：电阻 1MΩ*4、 370kΩ*4、 270kΩ*4、 135kΩ*2、 68kΩ*2；uA741*23.4两路 LPF: 电阻 91k*4；电容 2200pF*2、 8800pF*2；uA741*23.5 其它必要设备或元器件：直流稳压电源；导线若干；示波器；万用表；镊子；剥线钳；面包板；4. 课题分析及方案论证4.1 课题分析在某些场合对于信号的频率、相位以及失真度要求较高。
例如，在精密陀螺测试中，对于 400Hz 三相正弦电源的这些参数要求就很严格。
如果这些指标不满足，将会使陀螺角动量变化，电动机升温，产生干扰力矩，从而影响电动机的正常工作和测试。
课题的实现方案有多种，采用石英晶体振荡器、分频器、 D/A 转换器构成的数字波形合成方案，是实现高频率和相位稳定性的一种较好方案，由于采用了具有较高频率稳定性的石英晶体和数字合成技术，因此使系统精度高，功能强，成本低，体积小，容易实现技术指标的要求。
4.2 方案论证数字波形的合成原理简单，从理论上说，这个方法可以合成任意波形，这里要合成正弦波。
假设要合成的正弦波频率为 f、幅值为Vm，首先把它的一个周期分为 N 等分，用具有N 个阶梯的正弦波来逼近所要求的正弦波,N 越大，其逼近程度越好，但同时电路实现也越复杂。
所以要综合考虑这两方面的因素。
根据技术指标的要求，合理选择N值。
数字波形合成器的首要任务就是合成这种阶梯波，然后通过 LPF 把其中的高次谐波分量滤除，就获得了所需正弦波。
脉冲发生器的振荡频率 F 与正弦波的频率 f 的关系为F=Nf。
其中， N 为分频器的分频系数（或称计数器的有效状态）。
可见分频器的输出频率与正弦波的频率相等，都是f=F/N 。
分频器的 N 个有效状态与正弦波的N等分对应，也就是与阶梯波的 N 个阶梯对应，设分频器的 N 个有效状态为 m0、 m1、 m2······m N-1,它们与正弦阶梯的对应关系可人为指定，m0对应-sin90°， m1对应-sin30°，···，以此类推。
只要把上述状态变量经正弦加权的 D/A 转换器，即各状态输出去控制它所对应的权电阻（该权电阻值等于该状态所对应的正弦值），这样 DAC 的输出就是所要求的阶梯正弦波。
当要求输出多路正弦波，并要求其相位差为Φ角时，由于计数器的 N 个状态对应阶梯正弦波的 N 个阶梯,所以计数器的每两个相临状态在相位上相差 360° / N ,若要求两路正弦波输出信号相差Φ角,则要求两路阶梯波对应的阶梯错开 M 个计数状态。
即Φ = M ·360°/ N。
例如:若要求两路正弦波输出信号相差 90 度,当取 N 等于 12 时,则 M 等于3 ,即两路阶梯波对应的阶梯应错开 3 个计数状态。
综上所述：要输入 w 路正弦信号，必须有 w 个正弦加权 D/A 转换器，其权电阻解码网络中各权电阻与参考电路相同，电压源的接通受计数器的各有效状态输出控制。
4.3 方案实现4.3.1 振荡器为了获得4.8Khz的时钟频率，不采用石英振荡器时。
使用集成555定时器改成多谐振荡电器。
多谐振荡器是具有两个赞稳态的振荡电路，它不需要外加信号，就能产生一定重复频率和一定脉宽的矩形波脉冲信号。
当提供给触发器频率稳定的方波时可以更可靠的产生合格的波形。
为此采用占空比可调的多谐振荡器。
电路图如图4.3.1 。
5图4.3.1 占空比可调的多谐振荡电路f=1；当实际电路工作时，可通过调节R2电位器使输出波形频率为4.8Khz.(R1+2R2)C ln2；当波形频率为4.8Khz时占空比为50%左右，能够满足要求。
同时占空比q=R1+R2R1+2R24.3.3 N 分频器。
采用6位扭环形计数器， N=12，用 3 片 CD4013 实现。
原理图如图4.3.3所示。
以 Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、Q6 作为状态输出变量，那么在计数器12 个有效状态循环周期中有如下特点：在前半周期中，每次状态转换后 Q1~Q6依次增加“1”；而后半周期依次减少“1”。
若把每一个“ 1”作为阶梯波的台阶，即每增加一个“1”时模拟电压输出量上升一个台阶，每减少一个“1”时下降相应的一个台阶，这就是权电阻增量方式的设想。
当然，各个台阶的幅度都不相等，只要使幅度对应于各台阶间阶梯正弦波的增量值即可。
可见 N=12 的阶梯正弦波在本方案中增量权电阻解码网络只需要 6 个增量权电阻。
以Q1~Q6 作为状态变量的阶梯波。
e1~e6 位各阶梯正弦增量值。
图4.3.3 6位扭环形计数器当要求两路正弦波输出相位差 90°时，计数器的两个相邻状态间相差 360°/N=30°，应错开 M=3 个计数器状态。
若第一路输出采用 Q1~ Q6，则第二路输出的第一个状态应为 Q4，而其后的 5 个状态变量依次为 Q5、 Q6、 -Q1、 -Q2、 -Q3。
可见，选用不同输出端子序列去控制权电阻 D/A 转换器就可以实现各路输出信号间相位差的要求。
4.3.4 正弦加权 DAC以 A 相 DAC 为例。
R1~R6 为权电阻解码网络， Q1~Q6 为 A 相阶梯正弦波 DAC 的控制变量序列。
根据波形合成原理，对应扭环形计数器的一个计数循环周期， DAC 输出端 Vo 应输出一个周期的阶梯正弦波。
Vo=-RfVREF(d1/R1+d2/R2+d3/R3+d4/R4+d5/R5+d6/R6)-RfVEE/R0式中， d1~d6 为 A 相控制变量序列代码，即 Q1~Q6 的二进制值。
图4.3.4正弦加权 DAC电路代码为 1 的位，相应权电阻接 VREF;代码为 0 的位，相应权电阻接地。
经进一步计算得 R1： R2： R3： R4： R5： R6=1.5： 0.55： 0.4： 0.4： 0.55：1.5。
考虑 CMOS 器件带负载能力，R1~R6 分别取 1MΩ、370kΩ、270kΩ、370kΩ、 1MΩ。
R f=68kΩ，R0=135kΩ。
另一相 DAC 结构及参数完全相同，只是控制变量序列不同。
4.3.5 低通滤波器（LPF）。
上述阶梯正弦波含有多种高次谐波分量，随着 N 的增大，所含谐波分量越小。
分析方法是将阶梯正弦波按傅里叶级数展开后进行分析，结论是 N=12 时，合成阶梯正弦波所含高次谐波的最低次谐波为 11 次，其幅值为基波幅值的 1/11。
采用LPF 平滑，可大大降低谐波成分，二阶低通滤波器可使失真度达 0.1%。
低通滤波器（LPF）电路图如图4.3.5所示。
图4.3.5 低通滤波器（LPF）其中 RD=RE=R, C1=4Q2C2, R=1/(2Qω 0C2)，取 Q=1，ω0=2πf=800π，则C2=2200pF ,C1=8800pF, RD=RE=91KΩ .至此电路设计完毕。
5、仿真分析5.1 555多谐振荡器仿真调节电位器为91.2%时能够输出频率4.8Khz,占空比为50%的方波。
仿真电路图如图5.1所示，仿真结果如图5.2。
图5.1 555多谐振荡器仿真电路图图5.2 555多谐振荡器仿真结果5.2 两路相位相差90°的正弦波仿真结果图5.3 总电路图图5.4 两路相位相差90°的正弦波仿真结果从仿真结果图中看出A、B两项信号都很稳定，周期均为 T=2.5ms；A 信号波峰与最近的B 信号的波峰的距离为 16.150-15.525=0.625ms=T/4，也就是 2π的 1/4，即两波相位相差 90°，符合设计要求。
而 A 信号的幅值为 4.946v， B 信号的幅值为4.968V，也满足设计要求。
6、调试与结果分析6.1 555多谐振荡电路实验之前默认时钟信号由石英振荡器产生，设计思路也是按照石英晶体设计的，但器材中并没有提供石英晶体振荡器。
因此采用器材中的555集成定时器设计多谐振荡电路产生时钟信号。
经过参数计算以及EDA仿真、理论设计正确后方才搭建实际电路。
搭建完实践电路后，上电检测到芯片无过热、直流电源无短路情况下，使用万用表对芯片的电源、地等引脚进行检测。
当各处检测电压正常后使用示波器检测555定时器输出波形，同时对照示波器调节点位器，使波形频率满足实验要求。
6.2 6位扭环形计数器按照仿真电路图搭建实践电路，搭建完成后同样先检测各芯片是否出现过热情况，偏差电路确保芯片正常供电和接地的情况下进行下一步的测试。
为3片CD4013的每个CP引脚都接入时钟信号，先使电路为Q1→Q2→Q3→Q4→Q5→Q6，而Q6不接回Q1。
分别用高低电平输入到D1，检测每一环的输入与输入是否满足触发器的工作特性，当不满足时检测每一个触发器的置位端和清零端是否接线正确。
当测试完成后，将Q6接入D1，使用示波器观察各项的输出的相位关系。
在这里可以没有必要测试每一个触发器的输出，当测试任意两个没有问题时即可进入D/A转换部分的实际电路搭建和调试。
6.2 阶梯正弦波由六位环形计数器产生的二进制码信号作为输入给到D/A转换器，并用示波器观察是否出现对称的阶梯波，阶数是否正确，同理对于波形的观察可以对照仿真结果进行查错。
当阶数不对时检查权电阻是否出现断路情况或是触发器有没有信号输出。
当前一步六位扭环形计数器检查正确是，保证D/A转换器的接线正确则很顺利的能够得到阶梯正弦波。
6.3 正弦波将阶梯正弦波接入低通滤波器，经低通滤波器滤去高次谐波后即可得到正弦波。
实验过程中确保每一步都得到符合要求的波形，那么只要接线和器件没有问题，实验进行的就会很顺利。
当生成的正弦波幅值不满足要求时可以检测各电阻、电容电容大小正否选用正确。
当幅值与设计要求偏差较大时，则应该在搭建一个放大倍数可调的放大电路。