分频电路的设计
「一种简单而实用电子分频音频放大电路设计」
「一种简单而实用电子分频音频放大电路设计」电子分频是一种常见的音频处理技术，用于将输入信号分成不同的频段，并对每个频段进行放大。
设计一种简单而实用的电子分频音频放大电路可以有效地实现音频信号的处理和增强。
下面将详细介绍这个电路的设计。
首先，我们需要明确电子分频的基本原理。
电子分频通过使用不同的滤波器将输入信号分成不同的频段，然后将每个频段的信号分别放大。
常用的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
为了实现简单和实用，我们选择使用一种普遍的设计方法-派生式架构。
在派生式架构中，输入信号首先经过一个低通滤波器，将高频信号滤除，只保留低频信号。
然后，低频信号分别通过一个放大器进行放大。
接下来，我们通过选择合适的电容和电感来设计低通滤波器和放大器的参数。
一般来说，电容和电感的选择取决于所需的频率范围和放大倍数。
为了更好地说明这个设计，我们以一个实例进行讲解。
假设我们想设计一个电子分频音频放大电路，将输入信号分成两个频段-低频和高频，并分别放大。
我们希望低频段能够通过放大器增强10倍，高频段能够通过放大器增强5倍。
首先，我们需要选择一个适当的低通滤波器。
根据所需的低频范围和其它设计参数，我们可以选择一个电容值为0.1μF的电容和一个电感值为10mH的电感构成的RC低通滤波器。
这个低通滤波器将输入信号中高于50Hz的频率滤除。
接下来，我们需要选择一个适当的放大器来放大低频信号。
我们可以选择一个放大倍数为10的运算放大器。
将低频信号的输出连接到运算放大器的非反向输入端，并将反馈电阻连接到运算放大器的输出端和反向输入端，以实现放大。
同样地，我们需要选择一个适当的高通滤波器来滤除低频信号，只保留高频信号。
我们可以选择一个电容值为0.01μF的电容和一个电感值为1mH的电感构成的RC高通滤波器。
这个高通滤波器将输入信号中低于500Hz的频率滤除。
最后，我们需要选择一个适当的放大器来放大高频信号。
我们可以选择一个放大倍数为5的运算放大器。
数字频率计分频电路的设计
f
=
1 (65536 ×n +
m)
× T R ×2 K
其中 : n 为溢出次数 , m 为最后一次计数值 , K CL K CL R CL K MOV C ,DOU T RLC A DJ NZ R0 ,RD - AD
RET
312 MAX7219 显示子程序 MAX7219 显示程序就是 89C51 在 CL K ( P212) ,
LOAD ( P210) 时序的配合下 , 通过 D IN ( P211) 向
3 分频器硬件电路
分频 器 电 路 采 用 两 个 12 位 分 频 芯 片
CD4040 , 一个 8 选 1 的 CD4051 模拟开关 , 一个 16 选 1 的 CD4067 模拟开关 , 组成分频值可控的 24 位分 频器 。两片 CD4040 级联完成 24 分频功能 。当被测 信号进行 21～28 分频时 , 分频信号通过 CD4051 多路 选择开关进入单片机的中断请求端 , 当被测信号进行 29～224分频时 , 分频信号通过 CD4067 多路选择开关 进入单片机的中断请求端 。在 CD4051 芯片中 , X0～ X7 为 8 位模拟开关的输入端 , X 为输出端 , 对应分 频系数为 21～28 , 在 CD4067 芯片中 , X0～X15 为 16
4 分频原理
为了迅速确定分频系数 , 采用 16 位定时/ 计数器
进行定时计数 。方法如下 : 单片机内部定时计数器的
计数范围为 0～65535 。为保证测量精度 , 选择计数
2.5分频电路的设计
数电第二次大作业--2.5分频电路的设计班级：001111姓名：江新远 00111116时间：2013年6月16日一、设计要求利用所学数字电路知识设计2.5分频电路。
二、设计思路本次数电实验共采用两种设计方案，各方案具体实现思想如下：方案一：首先进行模3的计数，在计数到2时，将输出时钟赋为'1'，而当回到计数0时，又赋为0，这样，当计数值为2时，输出时钟才为1，因此，只要保持计数值2为半个输入时钟周期，即可实现2.5分频时钟。
因此，保持2为半个时钟周期即是该设计的关键。
从中可以发现，因为计数器是通过时钟上升沿计数，故可在计数为2时对计数触发时钟进行翻转，那么，时钟的下降沿就变成了上升沿。
即在计数值为2期间的时钟下降沿变成了上升沿，也就是说，计数值2只保持了半个时钟周期。
由于时钟翻转下降沿变成上升沿，因此，计数值变为0。
所以，每产生一个2.5分频时钟的周期，触发时钟都要翻转一次。
方案二：将2.5分频电路分解为两个五分频电路，其中一个为上升沿触发，另外一个为下降沿触发，两个电路之间存在2.5个时钟脉冲的间隔，将这两个5分频电路的输出用或门进行或运算，即可得出所需2.5分频电路。
三、电路设计过程方案一：1. 实验原理图如下。
电路是一个分频系数为2.5的分频器电路，该电路是用VHDL 来设计半整数分频器的。
它由模3计数器、异或门和D 触发器组成。
2. 其中模3计数器部分可以用74LS161实现，也可以用VHDL 直接编写，本次设计采用VHDL 语言编写模3计数器。
下面是模3计数器的VHDL 源代码library ieee;use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity dec is port( fin:in std_logic; fout:buffer std_logic); end dec;architecture fpq of dec is signal clk,div2:std_logic;signal count:std_logic_vector(3 downto 0);signal preset:std_logic_vector(3 downto 0):="0011"; begin clk<=fin xor div2; p1:process(clk) begin if clk'event and clk='1'then if(count="0000")then count<=preset-1; fout<='1';异或门带预置数功能的模N 减法计数器2分频计数器elsecount<=count-1;fout<='0';end if;end if;end process p1;p2:process(fout)beginif(fout'event and fout='1')thendiv2<=not div2;end if;end process p2;end fpq;生产元件符号：3. 电路设计图如下4. 仿真结果：方案二：1. 计数器使用74LS161设计实现，采用Oc 置数法（使用后5个状态）来实现计数器，即计到15（1111）状态时产生进位信号，利用进位信号使计数器返回初态11（1011）。
实验七 分频器电路设计
实验七、分频器电路设计一、实验目的1、学习任意分频器的设计方法；2、学习数控分频器的设计、分析和测试方法。
二、实验要求1、基本要求1、设计一个偶分频器2、设计一个2n分频器3、设计一个奇分频器4、设计一个半整数分频器5、设计一个数控分频器2、扩展要求1、设计一个任意N分频计数器。
N为奇数或偶数2、设计一个硬件电子琴电路三、实验原理1、偶数分频对时钟进行偶数分频，使占空比为50%。
只要使用一个计数器，在计数器的前一半时间使输出为高电平，在计数器的后一半时间使输出为低电平，即可得到偶分频时钟。
2、奇数分频对时钟进行奇数分频，使占空比为50%。
先对输入时钟的上升沿进行计数，让一个内部信号在前一半时间（分频系数除2取整）为高电平，后一半时间为低电平；再对输入时钟的下降沿进行计数，让另一个内部信号在前一半时间为高电平，后一半时间为低电平；然后将这内部两个信号相或后即得到奇数分频时钟。
3、2n分频器用一个M(2M>=f0)位的二进制计数器对输入时钟进行计数。
其第0位为输入时钟的二分频，第1位为输入时钟的四分频，第2位为输入时钟的8分频，依此类推，第n-1位为输入时钟的2n分频。
4、半整数分频器分频系数为N=0.5的整数倍的分频器电路可由一个异或门、一个模N的计数器和一个2分频构成。
通用半整数分频器电路组成如图7-1所示。
图7-1 通用半整数分频器电路框图与原理图5、数控分频器数控分频器的功能就是在输入端给定不同的输入数据时，将对输入的时钟信号有不同的分频比。
数控分频器一般是用计数值可并行预置的加法计数器完成的，方法是将计数溢出位与预置数加载输入信号相接即可。
四、实验步骤建立一个工程项目，路径如：D:\20050837\seventh ，项目名和顶层实体名为freq_div 。
1、设计一个分频系数可预置的偶分频器（如8分频器），并进行编译仿真。
2、设计一个2n 分频器（如输入频率为1024HZ ，输出频率为256HZ ，64Hz ，4Hz 等），并进行编译仿真。
数字电路时钟分频设计
数字电路时钟分频设计数字电路时钟分频是现代电子设备中常见的一项技术。
通过分频电路，可以将输入时钟信号的频率减小到所需的频率，以满足特定的应用需求。
本文将介绍数字电路时钟分频的原理和设计方法。
一、分频器的原理分频器是一种常见的数字电路，它可以将输入的时钟信号分频为较小频率的信号。
常见的分频器包括二分频器、四分频器、八分频器等。
这些分频器的原理都基于时钟信号的周期性。
例如，一个二分频器可以将每个上升沿触发的时钟信号变为每两个上升沿触发一次的信号。
通过改变分频器的触发方式和逻辑门的连接方式，可以实现不同的分频比。
二、分频器的设计步骤1. 确定分频比：根据应用需求确定所需的分频比。
分频比是指输入时钟信号的频率与输出时钟信号的频率之比。
例如，如果希望将输入的1MHz时钟信号分频为100kHz，那么分频比为10。
2. 选择适当的分频器类型：根据分频比选择适当的分频器类型。
常见的分频器类型包括二分频器、四分频器、八分频器等。
选择分频器类型时，要考虑到输入时钟信号的频率范围和所需的输出频率。
3. 设计逻辑电路：根据所选的分频器类型，设计相应的逻辑电路。
逻辑电路可以使用逻辑门（如与门、或门、非门等）、触发器（如D触发器、JK触发器等）和计数器等元件来实现。
4. 连接和布线：根据逻辑电路的设计，将各个元件进行连接并进行布线。
在布线过程中，要注意避免干扰和电磁辐射等问题，确保电路的稳定性和可靠性。
5. 测试和优化：完成分频器的设计后，进行测试和优化。
通过测试，检查输出时钟信号的频率是否符合所需的分频比。
如果频率不符合要求，可以对设计进行优化或调整。
三、实例分析以一个八分频器的设计为例，假设输入时钟信号频率为20MHz，要求输出时钟信号频率为2.5MHz。
1. 确定分频比：将输入时钟信号频率除以所需的输出时钟信号频率，得到分频比为8。
2. 选择适当的分频器类型：选择八分频器作为分频器类型。
3. 设计逻辑电路：在八分频器中，可以使用三个D触发器和一个与门来实现。
分频器电路的Verilog设计
6. 偶数分频器的设计rate=even（偶数），占空比50%设计原理：定义一个计数器对输入时钟进行计数，（1）在计数的前一半时间里，输出高电平，（2）在计数的后一半时间里，输出低电平，这样输出的信号就是占空比为50%的偶数分频信号。
例如，设计一个6分频电路。
对什么计数？①计数值为0~2输出高电平，②计数值为3~5输出低电平。
上升沿计数一个计数周期0112分频module divder_even(clkin,clkout);parameter n=2;input clkin;output clkout;integer cnt;reg clkout;always@(posedge clkin)beginif(cnt<n-1) cnt<=cnt+1;else cnt<=0;endalways@(cnt)beginif(cnt<n/2) clkout<=1'b1;else clkout<=1'b0;end endmodule计数过程判断赋值过程module divder_even(clkin,clkout);parameter n=2;input clkin;output clkout;integer cnt;reg clkout;always@(posedge clkin)beginif(cnt==n/2-1)begincnt<=0;clkout<=~clkout;endelse cnt<=cnt+1;endendmodule 2分频分析4分频分析二分频四分频知识小结1.移位寄存器的verilog描述。
2.偶数分频的verilog描述。
作业1.设计一个5位串入并出的移位寄存器。
Clear ：同步清零；clkin ：时钟输入；databit ：位输入y[4..0]并行数据输出；2.设计一个4位并入串出的移位寄存器Clear ：同步清零；clkin ：时钟输入(移位)；dataIn ：并行数据输入，y ：串行数据输出。
分频电路设计
讨论了用于高速串行收发系统接收端的时钟分频电路的设计。
通过对扭环计数器工作原理的分析,提出了一种基于类扭环计数器的分频电路,该电路可以模式可选的实现奇数和偶数分频,并达到相应的占空比。
所设计电路在SMIC 0.18um CMOS工艺下采用Cadence公司的Spectre进行了仿真,结果显示电路可对1.25GHz 时钟完成相应分频。
1 引言目前，在高速串行数据传输系统中，传送的数据大多采用8B/10B 编码方案编码成自同步的数据流，因此在接收端为/tech/sheji/113289.html讨论了用于高速串行收发系统接收端的时钟分频电路的设计。
通过对扭环计数器工作原理的分析,提出了一种基于类扭环计数器的分频电路,该电路可以模式可选的实现奇数和偶数分频,并达到相应的占空比。
所设计电路在SMIC 0.18um CMOS工艺下采用Cadence公司的Spectre进行了仿真,结果显示电路可对1.25GHz时钟完成相应分频。
1 引言目前，在高速串行数据传输系统中，传送的数据大多采用8B/10B 编码方案编码成自同步的数据流，因此在接收端为了进行8B/10B 解码，需要对数据进行1:8/1:10 的串并转换；在高速收发系统中，为在特定工艺下实现更高的传输速率，通常采用半速率结构，这样可以有效降低芯片上的时钟频率，从而使电路能够以较低的功耗和简单的结构适应高速数据流的处理。
因此为了完成对串行输入数据的1:8/1:10 解复用，首先需要提供占空比和抖动性能满足相应要求的4 分频或5 分频时钟。
本文即讨论了在高速收发系统的接收端如何设计模式可选的4 分频和5 分频电路，所设计电路不仅实现了对参考时钟的4 或5 分频，同时实现了分频后时钟的不同占空比。
本文第2 部分简单介绍了扭环计数器的工作原理，并根据实际提出了一种类扭环计数器的分频方法；第3 部分讨论了基于类扭环计数器的CMOS 分频电路的设计实现与仿真；第4 部分对设计过程进行了简单总结。
一种简单而实用电子分频音频放大电路设计
一种简单而实用电子分频音频放大电路设计设计一个简单而实用的电子分频和音频放大电路，可以按照以下步骤进行。
1.确定所需的输入和输出功率。
根据实际应用需求，确定所需的输入和输出功率，这将有助于选择合适的电子元件和电路设计参数。
2.选择适当的滤波器。
根据所需的分频和放大功能，选择适当的滤波器。
常见的滤波器类型包括低通滤波器（用于分频功能）和放大滤波器（用于音频放大功能）。
3.设计低通滤波器电路。
选择合适的电容和电感元件，设计一个低通滤波器电路，以实现所需的频率分频功能。
使用传统的RC电路设计方法，可以计算所需的电容和电感值。
4.设计放大器电路。
使用放大器电路来增强音频信号。
选择适当的放大器类型（如晶体管放大器、集成电路放大器等），并根据输出功率要求和输入电平来设计合适的放大器电路。
5.连接滤波器和放大器。
将低通滤波器和放大器电路连接在一起，以实现分频和放大的功能。
确保电路连接正确，并使用适当的元件（如耦合电容器）来进行信号传递。
6.测试和优化电路。
连接适当的输入源和负载，对电路进行测试和调优。
使用示波器和信号发生器等测试设备来检查电路的性能，并根据需要进行调整和优化。
7.验证电路的性能。
使用合适的音频信号源和扬声器来验证电路的分频和放大功能。
测试并记录电路的频率响应、失真和功率输出等参数，并与所需的规格进行比较。
8.优化和改进电路设计。
根据实际测试结果和反馈，对电路进行优化和改进。
可能需要调整滤波器参数、放大器电路配置或选择更适合的元件来改善电路的性能。
总结：设计一个简单而实用的电子分频和音频放大电路可以按照以上步骤进行。
关键是明确需求、选择合适的元件和电路，并进行测试和优化来确保电路的性能符合预期。
通过不断的优化和改进，可以实现一个满足需求的电子分频和音频放大电路设计。
双运放分频电路
双运放分频电路1. 介绍双运放分频电路是一种常见的电子电路，用于将输入信号分成两个不同的频率信号。
它由两个运放（运算放大器）和其他辅助电子元件组成。
在本文中，我们将深入探讨双运放分频电路的原理、设计和应用。
2. 原理双运放分频电路的原理基于运放的放大和滤波特性。
它的输入信号通过第一个运放进行放大，然后通过滤波电路分成两个不同的频率信号。
每个输出信号都经过第二个运放进行进一步放大，以便输出到外部电路。
3. 设计步骤设计一个双运放分频电路需要经过以下步骤：3.1 确定频率范围首先需要确定输入信号的频率范围。
根据输入信号的频率范围，选择合适的运放和滤波电路。
3.2 选择运放选择合适的运放是设计过程中的关键步骤。
常用的运放有单电源运放和双电源运放。
根据系统的要求，选择适当的运放类型。
3.3 设计滤波电路根据输入信号的频率范围和要求，设计合适的滤波电路。
常见的滤波电路包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
3.4 完成电路布局和连线根据设计的电路图，完成电路布局和连线。
确保电路中的元件正确连接，并避免干扰和杂散信号的影响。
3.5 进行测试和调试完成电路布局和连线后，进行电路测试和调试。
通过输入不同频率的信号，观察输出是否符合设计要求。
根据测试结果，调整电路中的元件数值，直到达到预期的分频效果。
4. 应用双运放分频电路在许多电子设备中得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：4.1 音频设备在音频设备中，双运放分频电路用于将音频信号分成低频和高频信号。
这样可以分别处理这两个频率范围的信号，以实现音频效果的优化。
4.2 无线通信在无线通信系统中，双运放分频电路用于将射频信号分成不同的频率信号。
这些信号可以分别进行调制、解调和放大，以实现无线通信的可靠传输。
4.3 仪器测量在仪器测量领域，双运放分频电路用于将输入信号分成不同的频率范围，以便进行精确的测量和分析。
结论双运放分频电路是一种常见的电子电路，用于将输入信号分成两个不同的频率信号。
16分频电路设计
16分频电路设计16分频电路是一种常见的电路设计，主要用于将输入信号分频为16个相等的输出信号。
这种电路设计在数字电子领域中非常常见，可以用于各种应用，例如计数器、频率合成器和时钟电路等。
本文将详细介绍16分频电路的原理、设计和应用。
我们来了解一下16分频电路的原理。
16分频电路是通过使用16个逻辑门和多级分频来实现的。
它将输入信号分成16个相等的部分，并将每个部分的输出信号与相邻的部分进行同步。
这样，输出信号的频率将是输入信号频率的1/16。
在16分频电路的设计中，最常用的逻辑门是D触发器。
D触发器是一种时序电路，可以存储和传输数据。
通过将多个D触发器级联，可以实现16分频的功能。
具体来说，当输入信号经过第一个D触发器时，它的频率将被减少为原来的一半。
然后，通过将输出信号连接到第二个D触发器的输入，可以再次将频率减少一半。
通过重复这个过程，最终可以将输入信号的频率减少为原来的1/16。
在设计16分频电路时，需要考虑以下几个因素。
首先是逻辑门的选择。
在16分频电路中，常用的逻辑门有与门、或门和非门。
根据具体的需求，可以选择适合的逻辑门。
其次是D触发器的数量。
根据输入信号的频率和所需的输出信号频率，可以确定所需的D触发器数量。
通常情况下，需要至少4个D触发器来实现16分频。
最后是电路布局和连线。
在设计电路时，需要合理布置逻辑门和D 触发器，并正确连接它们以实现所需的功能。
除了了解16分频电路的原理和设计，我们还需要了解它的应用。
16分频电路可以广泛应用于各种数字电子设备中。
例如，它可以用于计数器电路，将输入信号的频率减少为计数器可以处理的频率范围。
它还可以用于频率合成器，将输入信号的频率合成为所需的频率。
此外，16分频电路还可以用于时钟电路，生成稳定的时钟信号，用于同步其他电路的操作。
总结起来，16分频电路是一种常见的电路设计，可以将输入信号分频为16个相等的输出信号。
它通过使用逻辑门和D触发器实现，并可以应用于各种数字电子设备中。
- 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)。
图1
图2
由波形我们可以看出，该电路能实现32分频，但由于它采用的是行波时钟，Q4的输出与CLK之间延时为5 。n越大，延时就越大。
改进图1的电路，我们可以采用同步计数来实现32分频，如图2所示，其中5BITcounter是在MAX+plus II中用 生成的5位二进制加法计数器。Q4输出就是32分频的信号，波形如图4所示。
分频电路的设计
在数字电路的设计中，我们会经常遇到分频电路，而且分频电路输出信号频率的稳定性、精确度与整个电路的稳定性有着很大的关系。本文就一些常用分频电路作一总结。
一、 分频
众所周知，2分频是最简单的分频，通常用D触发器用作反相器即可以实现2分频，要想实现 分频，最简单的方法就是将2分频电路级联，n级联在一起就构成了 分频。
我们为以n=5为例来说明这个方法，电路如图10所示。
图10
M=2时的输出波形，分频系数是32，如图11所示；
图11
M=5时输出波形如图12所示；
图12
以n=25为例，在MAX+plus II中，利用 构造一个5bit模为25的加法计数器，电路如图5所示，out即为50分频后的输出，波形如图6所示。
图5
图6
从图6可以看出，out与输入时钟CLK之间的延时是2 =6ns。
三、 分频
在一些特殊的数字电路中，可能会用到 分频，由于分频是小数，我们不可能对输入信号精确地分频，只能保证输出信号的平均频率与理想的分频频率相等。我们这里以26/3分频为例来介绍这种分频方法。
分析：26/3分频的实质就是在26个CLK周期内产生3个周期的输出信号。我们还是采用采用两级分频方法，目的是为了保证占空比为50％，第一级分频倍数为13/3，即13个CLK周期内产生3个周期的输出信号。这样我们构造一个模13的4bit加法计数器，利用门电路输出三个周期信号，计数器从0计到3时A输出1，计到7时B输出1，计到12时C输出1，将A、B、C三路信号相或就得到我们想要的波形，电路如图7所示，波形如图8所示。
图3
图4
由于图3是采用同步计数器，所以每个输出的延时都一样，都为 。保证了系统的同步运行。
同样的道理，若n增大时，我们只要改变计数器的位数即可。
二、2n分频
在数字电路的设计中，2n分频也是经常遇到的。对于2n分频，我们常采用两级分频的方法，第一级用来n分频，第二级用作2分频，这样做的目的就是保证输出信号有50％的占空比，若对占空比无要求则可任意实现n分频。
图9
累加器的进位输出output即为 分频的频率，再经D触发器便可得到我们想要的频率。这里的FREQUENCY CONTROL(n)为公式中的M，它是累加器的加数，通过D触发器把每次累加的结果送到累加器，作为累加器的被加数。每个时钟周期内累加器加一个M，这样到进位有输出时刚好加了MOD（ ）次，进位后若有余数则再送入累加器，用作下次累加，这样就保证了平均频率等于精确的频率。
图7
图8
从波形上可以看出，输出out的平均频率为精确的频率值，但具体到每个周期，它的同期与精确值之间有个小的偏差，它的误差在一个输入时钟周期内。
四、 分频
在数字电路中，有时会遇到同一个电路能产生不同频率的波形，如谐波发生器、FSK的调制等。此时输出频率和输入的频率之间的关系是：
M是可变的，M取不同的值对不同的输出频率。这里我们可以采用累加器的方法[1]来实现这样的分频电路。如图9所示。