分频器的设计
VHDL语言各种分频器的设计
硬件描述
使用VHDL，设计师可以描述电路 的结构、行为和功能，而无需关 心具体的物理实现细节。
设计层次
VHDL适用于不同层次的设计，从 门级到系统级，使得设计者可以 专注于设计逻辑而不是物理实现。
VHDL语言基本结构
实体
描述电路的输入和输出端口。
结构体
描述电路的内部逻辑和行为。
库
包含预定义的元件和函数。
end if;
end process;
8分频器设计
end Behavioral;
```
16分频器设计
16分频器：将输入频率降低到原来的 十六分之一。
VHDL代码实现
```vhdl
16分频器设计
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
03
if count = 3 then
4分频器设计
q <= '1';
count <= 0;
4分频器设计
01
else
02
q <= '0';
03
count <= count + 1;
4分频器设计
end if;
end if; end process;
4分频器设计
end Behavioral; ```
配置
指定实体和结构体的关联方式。
VHDL语言数据类型
标量类型
包括整数、实数、布尔等。
记录类型
组合不同数据类型的结构体。
向量类型
如位向量，用于表示位或字节。
数组类型
斯泊特分频器设计方案
斯泊特分频器设计方案斯泊特分频器是一种常用的电子设备，用于将输入信号分成不同频率的输出信号。
它广泛应用于音频系统、无线通信系统、雷达系统等领域。
本文将详细介绍斯泊特分频器的设计方案。
一、背景介绍斯泊特分频器是由德国工程师奥托·斯泊特（Otto Zobel）于1920年提出的，它基于电容和电感的组合，能够实现对输入信号的频率进行分割。
斯泊特分频器具有简单、可靠、低成本等优点，在各种电子设备中得到了广泛应用。
二、设计目标本次设计的斯泊特分频器旨在实现以下目标：1. 输入信号范围：10Hz-20kHz2. 输出信号：低通滤波器输出和高通滤波器输出3. 低通滤波器截止频率：5kHz4. 高通滤波器截止频率：1kHz5. 带宽衰减：20dB/十倍三、设计原理斯泊特分频器的设计基于RC电路和RL电路，通过合理选择电容和电感的数值，可以实现对输入信号进行不同频率范围的分割。
1. 低通滤波器设计原理低通滤波器用于传递低于截止频率的信号，阻塞高于截止频率的信号。
通过串联RC电路可以实现低通滤波器的设计。
2. 高通滤波器设计原理高通滤波器用于传递高于截止频率的信号，阻塞低于截止频率的信号。
通过并联RL电路可以实现高通滤波器的设计。
四、电路图设计根据以上设计目标和原理，我们可以得到如下电路图：1. 低通滤波器电路图：```R1IN ----/\/\/\----+---- OUT_LP|---C1|GND```2. 高通滤波器电路图：```L1IN ----| |-----+---- OUT_HP|-----C2|GND```五、元件选择与计算1. 选择电阻(R)和电容(C)元件：根据截止频率和带宽衰减要求，我们可以使用以下公式来计算所需元件数值：- 对于低通滤波器：R1 = 1 / (2 * π * fc * C1)- 对于高通滤波器：L1 = R2 / (2 * π * fc)C2 = 1 / (2 * π * fc * R2)其中，fc为截止频率，R1、R2为电阻值，C1、C2为电容值。
分频器设计_可控型
现代科技的发展对信号源提出了越来越高的要求，要求信号源的频带宽、频率分辨率高、频率稳定度高、相位噪声和杂散很低、能程控等.频率合成技术是产生大量高精度频率信号的主要技术，频率合成器是一种相位锁定装置，是通讯、雷达、仪器仪表、高速计算机和导航设备中的一个重要组成部分。
频率合成器是可由一个工作范围在G地范围的锁相环构成.在高频范围内工作的锁相环是整个系统中功耗最大的部分之一，因此对锁相环的低功耗研究对降低整个系统的功率损耗有着重要的意义.分数分频频率合成器则是近年来出现的一种新技术，它与传统的整数分频频率合成器相比具有频率分辨率高、相位噪声低等优点。
前置分频器位于高频锁相环的反馈部分.由于工作频率很高，前置分频器也是锁相环中功耗最大的部分之一。
低功耗的前置分频器设计可以很大程度上降低整个锁相环的功率损耗.目录摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
Abstract ........................................................................................................... 错误！未定义书签。
目录 .. (1)引言 (1)一、分频器设计 (2)1.1、分频器的系统介绍 (2)1.2、前置放大器的设计 (3)二、前置分频器单元结构 (3)2.1、TSPC结构 (3)2.2、传统结构 (4)2.3、转换器 (5)三、小数分频器中预分频器的设计 (5)3.1、小数分频器相位杂散的分析 (5)3.2、可编程预分频器结构 (6)结论 (6)参考文献 (8)引言所谓频率合成，又称频率综合，简称频综，是由一个(或几个)具有低相位噪声、高精度和高稳定度等综合指标的参考频率源经过电路上的混频、倍频或分频等信号处理，以便对其进行数学意义上的加、减、乘、除等四则运算，从而最终产生大量具有同样精确度与稳定度的频率源。
分频器设计实验报告
分频器设计实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是设计并实现一个分频器，以深入理解数字电路中频率分频的原理和实现方法，掌握相关的电路设计和调试技能。
二、实验原理分频器是一种数字电路，用于将输入的时钟信号的频率降低为原来的 1/N，其中 N 为分频系数。
常见的分频器有偶数分频器和奇数分频器。
偶数分频器的实现相对简单，可以通过计数器来实现。
当计数器计数值达到分频系数的一半时，输出信号翻转，从而实现偶数分频。
奇数分频器的实现则较为复杂，通常需要使用多个触发器和组合逻辑电路来实现。
在本次实验中，我们将分别设计一个偶数分频器（以 4 分频为例）和一个奇数分频器（以 3 分频为例）。
三、实验器材1、数字电路实验箱2、示波器3、逻辑分析仪4、集成电路芯片（如 74LS 系列芯片）四、实验步骤（一）4 分频器的设计与实现1、原理图设计使用 74LS161 四位二进制同步计数器作为核心器件。
将计数器的时钟输入端连接到输入时钟信号。
将计数器的输出端 Q2 和 Q0 通过与门连接到一个 D 触发器的时钟输入端。
将 D 触发器的输出端作为 4 分频器的输出。
2、硬件连接按照原理图在数字电路实验箱上进行芯片的插装和连线。
3、调试与测试输入一个频率稳定的时钟信号。
使用示波器观察输入时钟信号和输出分频信号的波形，验证是否实现了 4 分频。
（二）3 分频器的设计与实现1、原理图设计使用两个 D 触发器和一些组合逻辑门（如与门、或门等）来实现 3 分频。
第一个 D 触发器的输出作为第二个 D 触发器的输入。
通过组合逻辑门对两个 D 触发器的输出进行处理，得到 3 分频的输出信号。
2、硬件连接按照原理图在数字电路实验箱上进行芯片的插装和连线。
3、调试与测试输入一个频率稳定的时钟信号。
使用示波器观察输入时钟信号和输出分频信号的波形，验证是否实现了 3 分频。
五、实验结果（一）4 分频器实验结果通过示波器观察输入时钟信号和输出分频信号的波形，发现输出信号的频率为输入信号频率的 1/4，成功实现了 4 分频功能。
课程设计—分频器的制作
电子技术课程设计报告学院：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：完成时间：成绩：分频器的制作设计报告一. 设计要求把1000HZ的信号分成500Hz，100Hz的信号，用拨动开关控制。
发挥部分：1、200Hz信号的产生 2、倍频信号的产生。
二. 设计的作用、目的1、掌握运用中规模集成芯片设计分频器的方法。
2、掌握使用与非门、555单稳态产生倍频信号的方法。
三.设计的具体实现1、单元电路设计(或仿真)与分析1、分频信号的产生：电路图如下74ls192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有异步清零等功能。
在此电路中，计数器处于加计数状态，输入脉冲1000Hz由5脚输入，用清零法组成进制可变的计数器，并通过单刀双掷开关控制。
仿真结果图如下：①当开关拨到1档时，上面频率计数器计输入信号频率为1000Hz，下面频率计数器计数频率为500Hz信号。
②当开关拨到2档时，上面频率计数器计输入信号频率为1000Hz，下面输出频率计数器显示100Hz信号。
2、200Hz信号的产生：电路图如下74ls192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有异步清零等功能。
仿真结果图如下：在此电路中，计数器处于加计数状态，输入脉冲1000Hz由5脚输入，用清零法组成进制可变的计数器，2脚即输出200Hz信号。
2、倍频信号的产生：倍频信号原理图如下，输入信号由最左端输入方波（频率大于1000Hz并且峰峰值大于3v小于5v效果好）其中第一个与非门连接成非门使用，起着对输入信号倒相的作用。
这样，当有一个方波脉冲信号输入时，由C1、R1组成的微分电路将在脉冲信号的前沿产生一个正向微分脉冲信号，同时在方波下降沿处产生负向脉冲，另一路经过反相后，C2、R2微分电路产生负向脉冲（另一路产生正向脉冲同时）和负向脉冲，经过二极管滤除正向脉冲作为555单稳态的2脚触发端输入信号，而555单稳态3脚输出倍频后的方波。
仿真结果图如下：左端频率计数器显示的是输入的1000Hz的信号，右端频率计数器显示的是倍频后输出的2000Hz的信号示波器显示：号2000Hz。
分频器的设计原理
分频器的设计原理
分频器的设计原理是将输入信号分成多个具有不同频率的输出信号。
通过使用不同的电路和技术，可以将输入信号分频为两个或更多个频率不同的输出信号。
常见的分频器设计原理包括以下几种：
1. 分频器基于计数器：通过使用计数器电路，将输入信号的频率除以一个固定的整数值，从而获得分频后的输出信号。
计数器经过一定的计数周期后重新开始计数，实现分频功能。
2. 分频器基于锁相环（PLL）：锁相环是一种反馈控制系统，通过将输入频率与参考频率进行比较，并不断调整输出频率，使其与输入频率相同或成比例，从而实现分频功能。
3. 分频器基于频率合成器：频率合成器是一种电路，可以将不同的频率合成为所需的频率。
通过设置合适的频率合成比例，可以实现输入信号的分频。
4. 分频器基于滤波器：滤波器可以选择性地通过或屏蔽特定频率范围的信号。
通过设计适当的滤波器，可以将输入信号的特定频率分离出来作为输出信号。
以上是一些常见的分频器设计原理，不同的应用场景可能采用不同的设计原理。
分频器广泛应用于无线通信、音频处理、数字信号处理等领域。
分频器设计
分频器设计分频器是一种电子电路，能够将输入信号分解成不同频率的输出信号。
在电子系统中，分频器扮演着重要的角色，被广泛应用于通信、信号处理、计算机等领域。
分频器的设计需要考虑许多因素，包括分频比、频率范围、输出信号质量等。
下面将以一个简单的二分频器为例，介绍分频器的设计过程。
首先，我们需要根据要求确定分频比。
假设我们需要设计一个二分频器，即将输入信号的频率减小一半，可得到输出信号的频率。
其次，我们需要选择适当的电子元件组成电路。
在这个例子中，我们可以使用D触发器和与门组成二分频器。
D触发器是一种特殊的触发器，具有两个输入端(D和时钟信号CLK)和两个输出端(Q和Q’)。
根据D触发器的特性，当CLK信号上升沿到来时，Q端的信号会根据D端的信号进行更新。
具体地说，我们将输入信号接入D触发器的CLK端，将输出信号接入D触发器的D端。
当输入信号的频率较高时，D触发器在每个时钟周期都会根据输入信号更新一次输出信号，从而使输出信号的频率减小一半。
同时，我们还需要使用与门将原始输入信号与输出信号进行“与”运算。
与门是一种逻辑门，只有当所有输入信号都为高电平时，输出信号才为高电平。
在二分频器的设计中，输出信号只有当原始输入信号和分频后的输入信号都为高电平时，才为高电平。
通过与门可以实现这一功能。
最后，我们需要考虑电路的摆放和电源的供应。
将D触发器和与门适当摆放，以确保信号传输和电路工作的稳定性。
同时，供应适当的电源电压和电流，以满足电路工作的要求。
总结起来，分频器是一种实现信号分解的电子电路。
通过选择适当的元件组成电路，并考虑电路布局和电源供应等因素，可以设计出满足不同需求的分频器。
分频器的设计需要充分理解电子元件的特性和工作原理，并根据要求进行合理设计和优化，以实现预期的信号分解效果。
分频器的设计取决于什么？
分频器的设计取决于什么？
文章来源：
分频器的设计主要取决三个因素：
(1)扬声器额定阻抗
(2)分频点频率
一般两频道分频器，分频点可在800～3000赫之间选取；三频道分频器的第一分频点可在300～500赫之间选取，第二分频点可在3000～5000赫之间选取。
选取分频点时应注意两点：一是在分频点处，两个扬声器同时都处在良好的工作状态，即在分频点处的频响曲线应器同时都处在良好的工作状态，即在分频点处的频响曲线应平直；二是在分频点处两者衔接要平滑、自然。
其频响曲线不应出现明显的“峰”和“谷”。
(3)衰减率
所谓衰减率，是指扬声器在分频点以下，扬声
器的频响曲线随频率变化而下降的斜率，以每倍频程下降的分贝数来表示。
实验五 数控分频器的设计
实验五数控分频器的设计一、设计目的1、学习数控分频器的设计、分析、测试方法；2、牢固掌握用VHDL语言编写程序的方法和技巧。
二、设计要求1、编写数控分频器的VHDL源程序；2、在MAX+PLUSII上进行编译、综合、适配、引脚锁定、下载测试；3、输入不同的CLK和预置值进行仿真波形的测试；4、写出设计性实验报告。
三、设计提示1、实验原理提示：数控分频器的功能就是当在输入端给定不同输入数据时，将对输入的时钟信号有不同的分频比，可用计数值可并行预置的加法计数器设计完成，方法是将计数溢出位与预置数加载输入信号相接即可。
2、引脚锁定及下载测试提示：如果目标器件是EPF10K10，建议选实验电路模式1，键2 / 键1（PIO7-PIO0）负责输入8位预置数D；CLK由clock0输入，频率可选65536Hz或更高（确保分频后落在音频范围）；输出FOUT接扬声器（SPKER：PIN3）。
编译下载后进行硬件测试：改变键2 / 键1的输入值，可听到不同音调的声音。
四、实验报告要求根据以上的实验内容写出实验报告，包括程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试和详细实验过程；设计原程序，程序分析报告、仿真波形图及其项目分析。
五、实验思考和总结1、阐述程序设计中进程的作用。
2、对所完成的实验进行总结和分析。
3、写出完成时钟上升沿的语句。
4、5、程序清单：附：数控分频器的设计程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY PULSE ISPORT ( CLK : IN STD_LOGIC;D : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);FOUT : OUT STD_LOGIC );END;ARCHITECTURE one OF PULSE ISSIGNAL FULL : STD_LOGIC;BEGINP_REG: PROCESS(CLK)VARIABLE CNT8 : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THENIF CNT8 = "11111111" THENCNT8 := D; --当CNT8计数计满时，输入数据D被同步预置给计数器CNT8 FULL <= '1'; --同时使溢出标志信号FULL输出为高电平ELSE CNT8 := CNT8 + 1; --否则继续作加1计数FULL <= '0'; --且输出溢出标志信号FULL为低电平END IF;END IF;END PROCESS P_REG ;P_DIV: PROCESS(FULL)VARIABLE CNT2 : STD_LOGIC;BEGINIF FULL'EVENT AND FULL = '1'THEN CNT2 := NOT CNT2;--如果溢出标志信号FULL为高电平，D触发器输出取反IF CNT2 = '1' THEN FOUT <= '1';ELSE FOUT <= '0';END IF;END IF;END PROCESS P_DIV ; END;。
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。
verilog分频器的设计原理
Verilog分频器的设计原理一、概述Verilog分频器是数字电路设计中常用的一个模块，它可以将输入的时钟信号分频成较低频率的信号。
在数字系统中，分频器的应用非常广泛，可以用于时钟频率控制、时序信号生成等领域。
本文将介绍Verilog分频器的设计原理，帮助读者了解其工作原理和实现方法。
二、分频器的基本结构1. 分频器的概念分频器是一种能够将输入时钟信号分频成较低频率的信号的电路。
在数字系统中，分频器通常用于降低时钟频率，以满足某些特定的时序要求。
其基本原理是通过对输入时钟信号进行计数和判断，当计数值达到一定阈值时输出一个时钟脉冲，从而实现对输入信号的分频操作。
2. 分频器的基本结构一个简单的分频器通常由计数器和触发逻辑两部分组成。
计数器用于对输入信号进行计数，触发逻辑用于判断计数值是否达到分频的要求，并生成相应的时钟脉冲输出。
根据计数器的位宽和触发逻辑的设计，可以实现不同的分频比。
三、Verilog分频器的设计原理1. Verilog分频器的模块化设计在Verilog中，通常将分频器设计为一个独立的模块，通过实例化和连接可以方便地集成到更大的数字系统中。
分频器的模块化设计可以使其具有良好的可重用性和扩展性，提高数字系统的整体设计效率。
2. Verilog分频器的时序要求在Verilog中设计分频器时，需要考虑到时钟信号的时序要求。
由于分频器通常用于时序控制，因此需要保证分频的输出信号能够与系统中其他模块的时钟信号同步，避免出现不稳定和不可预测的情况。
3. Verilog分频器的实现方法在Verilog中，可以使用寄存器、计数器和逻辑门等原语来实现分频器的功能。
通过合理的组合和连接这些原语，可以实现不同的分频比和时钟脉冲输出。
Verilog语言本身对于多种数字逻辑的建模和描述具有很好的支持，可以方便地实现各种分频器的设计。
四、Verilog分频器的设计实例1. 2分频器的设计以2分频器为例，其实现原理比较简单。
分频器设计报告
数控分频器设计报告一、设计目的学习数控分频器的设计、分析和测试方法。
以quartusⅡ为开发平台，用VHDL语言和原理图结合的方法设计占空比为50%的5分频电路、6分频电路和5.5分频电路，通过功能选择键选择需要的分频比。
二、功能描述CLK输入为待分频的信号。
当S1S0输入为时，该数控分频器输出分频比为；当S1S0输入为时，该数控分频器输出分频比为；当S1S0输入为时，该数控分频器输出分频比为；三、设计原理数控分频器的功能就是当在输入端给定不同输入数据时，将对输入的时钟信号有不同的分频比。
用VHDL语言设计占空比为50%的任意奇数次、偶数次分频电路，用原理图输入法设计5.5分频电路，通过3选一数据选择器选择需要的分频电路，从而达到实验目的。
四、设计流程（1）占空比为50%的5分频电路1、新建文件夹d:\fenpin52、打开quartusⅡ创建工程fenpin53、新建vhdl文本，输入设计程序（见附1），保存为fenpin5.vhd4、启动编译，建立仿真波形图（见附2）5、将该5分频电路封装设置成可调用的元件。
附图1：附图2：（2）占空比为50%的6分频电路1、新建文件夹d:\fenpin62、打开quartusⅡ创建工程enpin63、新建vhdl文本，输入设计程序（见附3），保存为fenpin6.vhd4、启动编译，建立仿真波形图（见附4）5、将该6分频电路封装设置成可调用的元件。
附图3：附图4：（3）5.5分频电路1、用VHDL输入法设计模为6的计数器M6并设置为可调用元件(VHDL文件见附5)。
2、设计D触发器DFF，实现其clk上升沿到来时Q输出取反（附6）。
3、新建文件夹d:\fenpin3，将计数器M6和触发器DFF的vhd文件和bsf文件复制到fenpin3文件夹下，打开quartusⅡ创建工程fenpin34、设计5,5分频电路的顶层文件（附7），保存为fenpin3.bdf5、启动编译，建立仿真波形图（见附8）6、将该5.5分频电路封装设置成可调用的元件。
分频器的设计
（2）具体软件设计：1．分频模块FENPINQI：系统时钟CLK经过分频器后形成64分频后输出CLK1。
entity fenpinqi isport(clk:in std_logic;--系统时钟做输入。
clk1:out std_logic);end;architecture beh of fenpinqi issignal add:std_logic_vector(12 downto 0);--定义中间累加信号量。
beginprocess(clk)beginif clk'event and clk='1' thenif add="1111111111111" then add<="0000000000000";--当中间信号add累加到“1111111111111”时归零。
else add<=add+1;--每遇一个clk的上升沿则add加1。
end if;end if;clk1<=add(5);--取add(4)时频率高实验箱A上屏幕不能显示,取add(5)将频率再缩小一倍可以显示，取add（5）实现64分频。
end process;end;2．地址生成模块DIZHI：产生一个八位的二进制地址送给数字信号存储器，一共256个地址对应256个数字码元值。
entity dizhi3 isport(clk:in std_logic;--经2次分频后的时钟（频率较低的）做输入。
address:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture beh of dizhi3 issignal add: std_logic_vector(7 downto 0); --定义中间累加信号量。
beginprocess(clk)beginif clk'event and clk='1' thenif add="11111111" then add<="00000000";--当中间信号add累加到“111”时归零。
分频器的设计
分频器的设计首先讲一下单元：一般情况下，我们对单元按频率会划分为超高音，高音，中高音，中音，重低音，低音，超低音超高音：負責22kHz以上的頻率高音：負責5000Hz~22kHz頻率.中音：負責1500~5000Hz頻率低音：負責1500Hz以下頻率超低音(增加)負責200Hz以下頻率也有网友提出其他的划分标准以A音（C调的“哆来咪法嗦啦西”的“啦”音，频率为440赫兹）为基准音，以倍频的形式向下三个八度向上五个八度，把全音域分为八个八度，一个个八度就是音响上常说的一个倍频程（1oct)。
具体的划分是这样的：55－110赫兹，110－220赫兹，220－440赫兹，440－880赫兹，880－1760赫兹，1760－3520赫兹，3520－7040赫兹，7040－14080赫兹，共八段（八个八度）。
这样就很清晰的看出频段的划分了。
110赫兹以下－超低频；110－220赫兹－低频；220－440赫兹－中低频；440－880赫兹－低中频；880－1760赫兹－中频；1760－3520赫兹－中高频；3520－7040赫兹－高频；7040赫兹以上－超高频。
还有两种频段划分方法以“E”音划分-20 次低频20-40 极低频40-80 低频下段80-160 低频上段160-320 中频下段320-640 中频中段640-1280 中频上段1280-2560 高频下段2560-5120 高频中段5120-10240 高频上段10240- 极高频以“C”划分-63 极低频63-125 低频下段125-250 低频上段250-500 中频下段500-1K 中频中段1K-2K 中频上段2K-4K 高频下段4K-8K 高频上段8K- 极高频分频器的主要元件：电阻，电感，电容电阻在分频器中的作用：调整灵敏度电感：其特性是阻挡较高频率，只让较低的频率通过电容：其特性与电感刚好相反，也就是阻挡频率通过电容器：当电容器两端加载电压的时候，两端就会感应并存储电荷，所以电容器是一个临时的储存电能的器件，当电容器两端电压变化很快的时候【即高频】，由于电压变化太快导致两端感应电荷也同步地变化，也就等效于有电流流过电容器，而当频率很低的时候，电容器两端电压变化很慢，近似没有电流流过。
分频器设计
2
⎛ ⎛ 1 ⎞ 1 ⎞ 0.1A C -1 + ⎜ 1- 2 ⎟ ( mH ) ⎜ 1- 2 ⎟ + 10 2Q 2Q ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎛ ⎛ 1 ⎞ 1 ⎞ 0.1A C -1 + ⎜ 1- 2 ⎟ ⎜1- 2 ⎟ + 10 ⎝ 2Q ⎠ ⎝ 2Q ⎠
2
Q C= 2πRf C
( μ F)
⎛ ⎞ 2 ⎛ ⎛ ⎜ 1 ⎞ 1 ⎞⎟ 0.1A C -1 + ⎜ 1- 2 ⎟ ⎟ ⎜1- 2 ⎟ + 10 ⎜ ⎝ 2Q ⎠ ⎝ 2Q ⎠ ⎟ ⎜ 交叉点的相位为：-ArcTan ⎜ 2 ⎛ ⎞ ⎟ ⎜ Q ⎜ 1 − ⎛1- 1 ⎞ +100.1AC -1 ⎟ ⎟ ⎜ 2 ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ 2Q 2 ⎟ ⎟ ⎜ ⎝ 2Q ⎠ ⎝ ⎠ ⎠ ⎝
对于任意衰减值A C 处交叉，可得：L＝
R 0.159R 159R 100.1AC − 1 = 100.1AC − 1 ( H ) = 100.1AC −（ 1 mH） 2πfC fC fC
分频点的相位为：-ArcTan ⎡ 100.1AC − 1 ⎤ ⎣ ⎦ 二阶低通滤波器： H (s) = 1 s s 2 + +1 Q s= jw 1 C ⎛1⎞ ；通带衰减：A P = 20Lg ⎜ ⎟； =jp，W0 = =2πf 0，Q=R W0 L LC ⎝Q⎠
π
⎧ ⎪ ⎪f C = f 0； ⎪ R 1 0.159R 1 159R 1 ∗ = ∗ ∗ 如采用中心频率交叉，则可得： (H) = ⎨L = 2πf C Q fC Q fC Q ⎪ ⎪ 1 0.159 15900 ∗ Q= ∗ Q ( F) = ∗Q ⎪C = 2πf C R fC R fC R ⎩
分频器设计
10K,30k,50k分频器设计报告学院：电子信息学院班级：10918T姓名：张涛学号：26任课教师：李玲10K,30k,50k分频器设计报告一、设计要求：由方波振荡器产生的方波信号经分频处理，产生频率为10kHz、30kHz和50kHz 的方波分频信号，占空比为50%。
二、方案设计：在现代数字逻辑电路设计中，分频器是一种基本电路。
通常用来对某个给定频率进行分频，以得到所需的频率。
整数分频器的实现非常简单，可采用标准的计数器（分频器），也可以采用可编程逻辑器件设计实现。
本次采用的设计输入是Max+plus2中的文本编辑器。
三、设计过程本次设计采用的是VHDL语言的设计输入，程序如下：architecture a of fenpinqi issignal count10:integer range 0 to 920;signal count30:integer range 0 to 320;signal count50:integer range 0 to 192;begin----------10kprocess(sysclk,rst)beginif rst='1' thencount10<=0;clk10k<='0';elsif sysclk'event and sysclk='1' thenif count10=960 thenclk10k<= not clk10k;count10<=0;end if;end if;end process;-----------30kprocess(sysclk,rst)beginif rst='1' thencount30<=0;clk30k<='0';elsif sysclk'event and sysclk='1' then if count30=320 thenclk30k<= not clk30k;count30<=0;else count30<=count30+1;end if;end if;end process;-----------50kprocess(sysclk,rst)beginif rst='1' thencount50<=0;clk50k<='0';elsif sysclk'event and sysclk='1' then if count50=192 thenclk50k<= not clk50k;count50<=0;end if;end if;end process;end a;图1 10K仿真波形图图2 30K仿真波形图图3 50K仿真波形图图4 分频器仿真波形图三、结论与体会本次设计是用VHDL语言的设计输入，进一步加深了我对VHDL语言的认识，由于采用的是软件电路的设计输入，故不能了解其底层的一些误差和产生这些误差的原因！理论知识是在实践中得到升华的，把课堂知识运用到实际的工程项目中才能发挥出其作用。
实验四 分频器设计
实验四分频器设计
一、实验目的
学习分频器的vhdl设计。
二、实验原理
在数字电路中，常需要对较高频率的时钟进行分频操作，得到较低频率的时钟信号。
下面讲讲对各种分频系数进行分频的方法：
第一，偶数倍分频：偶数倍分频是大家都比较熟悉的分频，通过计数器计数是完全可以实现的。
如进行N倍偶数分频，那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻转，并使计数器复位，使得下一个时钟从零开始计数。
以此循环下去。
这种方法可以实现任意的偶数分频。
第二，奇数倍分频：奇数倍分频有两种实现方法：首先，完全可以通过计数器来实现，如进行三分频，通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模三计数，当计数器计数到邻近值进行两次翻转，比如可以在计数器计数到1时，输出时钟进行翻转，计数到2时再次进行翻转。
即是在计数值在邻近的1和2进行了两次翻转。
这样实现的三分频占空比为1/3或者2/3。
如果要实现占空比为50%的三分频时钟，可以通过待分频时钟下降沿触发计数，和上升沿同样的方法计数进行三分频，然后下降沿产生的三分频时钟和上升沿产生的时钟进行相或运算，即可得到占空比为50%的三分频时钟。
这种方法可以实现任意的奇数分频。
三、实验内容
1．设计分频器，可以对输入时钟信号CLK进行2分频、4分频、8分频、16分频
2．设计分频器，可以对输入时钟信号CLK进行3分频，且要求输出时钟占空比为50%（选做）
四、实验报告要求
根据实验内容，在quartusⅡ中编写出VHDL实验程序，完成程序编译，建立起波形文件，设置将要分频的源信号clk时钟信号为1KHZ，将仿真的结果附在实验报告中。
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分频器的设计一、课程设计目的1.学会使用电路设计与仿真软件工具Hspice，熟练地用网表文件来描述模拟电路，并熟悉应用Hspice内部元件库。
通过该实验，掌握Hspice的设计方法，加深对课程知识的感性认识，增强电路设计与综合分析能力。
2.分频器大多选用市售成品，但市场上出售的分频器良莠不齐，质量上乘者多在百元以上，非普通用户所能接受。
价格在几十元以下的分频器质量难以保证，实际使用表现平庸。
自制分频器可以较少的投入换取较大的收获。
二.内容分频器-概述分频器是指使输出信号频率为输入信号频率整数分之一的电子电路。
在许多电子设备中如电子钟、频率合成器等，需要各种不同频率的信号协同工作，常用的方法是以稳定度高的晶体振荡器为主振源，通过变换得到所需要的各种频率成分，分频器是一种主要变换手段。
早期的分频器多为正弦分频器，随着数字集成电路的发展，脉冲分频器（又称数字分频器）逐渐取代了正弦分频器，即使在输入输出信号均为正弦波时也往往采用模数转换－数字分频－数模转换的方法来实现分频。
正弦分频器除在输入信噪比低和频率极高的场合已很少使用。
分频器-作用分频器是音箱中的“大脑”，对音质的好坏至关重要。
功放输出的音乐讯号必须经过分频器中的各滤波元件处理，让各单元特定频率的讯号通过。
要科学、合理、严谨地设计好音箱之分频器，才能有效地修饰喇叭单元的不同特性，优化组合，使得各单元扬长避短，淋漓尽致地发挥出各自应有的潜能，使各频段的频响变得平滑、声像相位准确，才能使高、中、低音播放出来的音乐层次分明、合拍，明朗、舒适、宽广、自然的音质效果。
在一个扬声器系统里，人们把箱体、分频电路、扬声器单元称为扬声器系统的三大件，而分频电路对扬声器系统能否高质量地还原电声信号起着极其重要的作用。
尤其在中、高频部分，分频电路所起到的作用就更为明显。
其作用如下：合理地分割各单元的工作频段；合理地进行各单元功率分配；使各单元之间具有恰当的相位关系以减少各单元在工作中出现的声干涉失真；利用分频电路的特性以弥补单元在某频段里的声缺陷；将各频段圆滑平顺地对接起来。
分频器-分类1）功率分频器：位于功率放大器之后，设置在音箱内，通过LC滤波网络，将功率放大器输出的功率音频信号分为低音，中音和高音，分别送至各自扬声器。
连接简单，使用方便，但消耗功率，出现音频谷点，产生交叉失真，它的参数与扬声器阻抗有的直接关系，而扬声器的阻抗又是频率的函数，与标称值偏离较大，因此误差也较大，不利于调整。
2）电子分频器：将音频弱信号进行分频的设备，位于功率放大器前，分频后再用各自独立的功率放大器，把每一个音频频段信号给予放大，然后分别送到相应的扬声器单元。
因电流较小故可用较小功率的电子有源滤波器实现，调整较容易，减少功率损耗，及扬声器单元之间的干扰。
使得信号损失小，音质好。
但此方式每路要用独立的功率放大器，成本高，电路结构复杂，运用于专业扩声系统三.设计原理分频器的设计不仅要根据计算公式，更重要的是实际调试。
最好有一套信号发生、记录系统，可以直观地看到频率响应曲线，调试时做到心中有数。
条件不足时可以用“雨果发烧碟（一）”或“ＭｙＤｉｓｃ”中的测试信号播放，根据试听感受作相应的调整，不过需要有足够的经验技巧。
另外需要指出，理论上的分频衰减速率应用在具体的扬声器上会发生很大的变化，如果选点好，元件取值调整适当，一阶、二阶分频都可能获得数十分贝／倍频程的衰减率，而且有用频段的响应很优异，这正是分频设计的精髓所在。
采用FPGA实现半整数分频器，可以采用以下方法：设计一个模N的计数器，再设计一个脉冲扣除电路，每来两个脉冲扣除一个脉冲，即可实现分频系数为N-0.5的分频器。
脉冲扣除由异或门和一个2分频器构成。
设计在半整数分频器原理的基础上，对异或门加一个使能控制信号，通过对异或门和计数器计数状态值的控制，实现同一个电路完成多种形式分频，如图1所示。
四、绘制电路图在Hspice软件中绘制电路图,如下具体如下：五、输入网表文件首先在orCAD中将上述原理图绘制出，仿真后确保电路图正确且能够实现与非功能，然后生成网表文件。
在文本文档中写出HSPICE软件所要求的网表文件，并另存为*.sp文件。
NNANDMOS Circuit.OPTIONS LIST NODE POST.TRAN 200P 60NMNMOS_20 N_39 C Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_21 N_41 N_42 N_39 N_39 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_22 N_44 N_45 N_43 N_43 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_23 N_48 N_41 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_24 N_50 C N_51 N_51 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_25 N_51 Vdd N_52 N_52 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_26 N_54 N_50 N_55 N_55 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_27 N_55 N_45 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_28 N_56 Vdd N_48 N_48 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uPS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_30 C N_41 N_58 N_58 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_31 N_58 N_44 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_32 N_43 N_46 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_33 N_52 A Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_34 N_59 N_47 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_35 N_45 N_54 N_59 N_59 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_36 N_42 N_46 N_60 N_60 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_37 N_60 N_54 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_38 N_46 A Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_39 B N_63 N_82 N_82 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uPS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_41 N_80 N_79 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_42 D B N_80 N_80 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_43 N_67 A N_81 N_81 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_44 N_81 N_41 N_76 N_76 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_45 N_72 N_68 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_46 N_65 N_70 N_72 N_72 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_47 N_63 N_61 N_64 N_64 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_48 N_68 N_65 N_69 N_69 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_49 N_69 N_67 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_50 N_71 A Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uAS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_52 N_61 A Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_53 N_64 N_65 Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_54 N_75 N_41 N_71 N_71 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_55 N_70 D N_75 N_75 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_56 N_76 B Gnd Gnd NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMNMOS_57 N_79 N_68 N_78 N_78 NMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_50 N_79 N_68 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_51 N_61 A Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_52 N_63 N_61 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_53 N_65 N_68 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_54 N_70 D Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_55 N_70 N_41 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_56 N_67 B Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_57 N_79 N_61 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_20 N_41 C Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_21 N_41 N_42 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_22 N_44 N_46 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_23 N_47 N_41 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_24 N_50 Vdd Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_25 N_50 C Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_26 N_54 N_45 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uPS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_28 N_47 Vdd Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_29 C N_41 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_30 C N_44 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_31 N_44 N_45 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_32 N_45 N_54 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_33 N_50 A Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_34 N_45 N_47 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_35 N_47 A Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_36 N_42 N_54 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_37 N_42 N_46 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uPS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_39 B N_63 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_40 B D Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_41 D N_79 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_42 D B Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_43 N_67 N_41 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_44 N_65 N_70 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_45 N_63 N_65 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_46 N_67 A Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_47 N_68 N_67 Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uMPMOS_48 N_70 A Vdd Vdd PMOS W=2.5u L=250n AS=2.25p PS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uPS=6.8u AD=2.25p PD=6.8uVCC VCC 0 5V1 4 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20NV2 5 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20NV3 6 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20NV4 7 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20NC OUT 0 .01p.MODEL PCH PMOS LEVEL=1.MODEL NCH NMOS LEVEL=1.END.end六、打开网表文件仿真在HSPICE软件点击open打开上面的网表文件，仿真，如下图所示：加入输出波形如图所示：七、课程设计总结在本次IC课程设计的过程中，从课题设计到课设完成遇到了很多问题，其主要内容包括三个方面：Tanner设计软件与Hspice仿真软件的安装和熟悉应用，四位与非门及四位译码器的设计和最后的课设总结。