偶數(shù)分頻器的如何設(shè)計(jì)?代碼如何實(shí)現(xiàn)?
一直以來(lái),分頻器都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在,小編將為大家?guī)?lái)偶數(shù)分頻器的技術(shù)設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)的相關(guān)內(nèi)容,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。
一、分頻器原理
從電路結(jié)構(gòu)來(lái)看,分頻器本質(zhì)上是由電容器和電感線(xiàn)圈構(gòu)成的LC濾波網(wǎng)絡(luò),高音通道是高通濾波器,它只讓高頻信號(hào)通過(guò)而阻止低頻信號(hào);低音通道正好相反,它只讓低頻信號(hào)通過(guò)而阻止高頻信號(hào);中音通道則是一個(gè)帶通濾波器,除了一低一高兩個(gè)分頻點(diǎn)之間的頻率可以通過(guò),高頻成份和低頻成份都將被阻止。在實(shí)際的分頻器中,有時(shí)為了平衡高、低音單元之間的靈敏度差異,還要加入衰減電阻;另外,有些分頻器中還加入了由電阻、電容構(gòu)成的阻抗補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),其目的是使音箱的阻抗曲線(xiàn)平坦一些,以便于功放驅(qū)動(dòng)。
位于功率放大器之后,設(shè)置在音箱內(nèi),通過(guò)LC濾波網(wǎng)絡(luò),將功率放大器輸出的功率音頻信號(hào)分為低音,中音和高音,分別送至各自揚(yáng)聲器。連接簡(jiǎn)單,使用方便,但消耗功率,出現(xiàn)音頻谷點(diǎn),產(chǎn)生交叉失真,它的參數(shù)與揚(yáng)聲器阻抗有直接的關(guān)系,而揚(yáng)聲器的阻抗又是頻率的函數(shù),與標(biāo)稱(chēng)值偏離較大,因此誤差也較大,不利于調(diào)整。
將音頻弱信號(hào)進(jìn)行分頻的設(shè)備,位于功率放大器前,分頻后再用各自獨(dú)立的功率放大器,把每一個(gè)音頻頻段信號(hào)給予放大,然后分別送到相應(yīng)的揚(yáng)聲器單元。因電流較小故可用較小功率的電子有源濾波器實(shí)現(xiàn),調(diào)整較容易,減少功率損耗,及揚(yáng)聲器單元之間的干擾。使得信號(hào)損失小,音質(zhì)好。但此方式每路要用獨(dú)立的功率放大器,成本高,電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運(yùn)用于專(zhuān)業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)。
二、偶數(shù)分頻器設(shè)計(jì)方法和代碼實(shí)現(xiàn)
1、設(shè)計(jì)方法
2分頻時(shí)鐘設(shè)計(jì),只需要循環(huán)計(jì)數(shù)0~1,計(jì)數(shù)為0時(shí)輸出低電平,計(jì)數(shù)為1時(shí)輸出高電平。
4分頻時(shí)鐘設(shè)計(jì),只需要循環(huán)計(jì)數(shù)0~3,計(jì)數(shù)為0和1時(shí)輸出低電平,計(jì)數(shù)為2和3時(shí)輸出高電平。
8分頻時(shí)鐘設(shè)計(jì),只需要循環(huán)計(jì)數(shù)07,計(jì)數(shù)為03時(shí)輸出低電平,計(jì)數(shù)為4~7時(shí)輸出高電平。
下圖分別畫(huà)出了基準(zhǔn)時(shí)鐘、2分頻時(shí)鐘、4分頻時(shí)鐘、8分頻時(shí)鐘。
由此可以推導(dǎo)出,偶數(shù)分頻設(shè)計(jì)的方法:設(shè)為2N分頻,只需設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器在上升沿時(shí)循環(huán)計(jì)數(shù)0N-1,每隔0N-1時(shí)輸出翻轉(zhuǎn)一次。
2、verilog代碼實(shí)現(xiàn)
任意偶數(shù)分頻設(shè)計(jì),可通過(guò)設(shè)置參數(shù)NUM,設(shè)定分頻數(shù),具體代碼如下所示:
module clk_divider_even#(parameter NUM = 8)(input clk,input rst,output reg clk_o);//參數(shù)定義
localparam WIDTH = $clog2(NUM);
localparam CNT_END = NUM/2 - 1;
reg [WIDTH-1:0] cnt;//計(jì)數(shù)模塊
always@(posedge clk or posedge rst)beginif(rst)cnt <= 'b0;else if(cnt == CNT_END) //計(jì)滿(mǎn)則清零
cnt <= 'b0;elsecnt <= cnt + 1'b1;end//分頻時(shí)鐘輸出模塊
always@(posedge clk or posedge rst)beginif(rst)clk_o <= 1'b0;
else if(cnt == CNT_END) //計(jì)滿(mǎn)則輸出反轉(zhuǎn)clk_o <= ~clk_o;
elseclk_o<= clk_o;
endendmodule仿真測(cè)試結(jié)果圖:
從圖中看出,輸出了8分頻時(shí)鐘信號(hào),與預(yù)期一致。
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