目標(biāo)

　　本實(shí)驗(yàn)活動的目標(biāo)是研究一種將模擬信號連接到ADALM2000模塊的數(shù)字式外部觸發(fā)信號輸入的電路,。

　　背景知識

　　ADALM2000示波器模塊較為常見的觸發(fā)方式是通過其模擬輸入通道中的一個觸發(fā)。當(dāng)選擇某個通道作為觸發(fā)源時,，該模塊將會顯示出穩(wěn)定的波形,，波形的水平時間刻度以選定通道為基準(zhǔn)（對齊零時間點(diǎn)）有時可能需使用被測電路中的某個特定信號來觸發(fā)顯示，以便將該信號的零時間點(diǎn)作為參考點(diǎn),。ADALM2000硬件提供兩個外部數(shù)字輸入/輸出,，即T1和T0，可被選作觸發(fā)輸入。使用這些數(shù)字輸入時,，顯示的波形將與所施加信號的上升沿對齊,，即將其設(shè)置為零時間點(diǎn)。然而這些數(shù)字輸入的輸入電壓范圍應(yīng)該在0 V到5 V之間,，并且具有固定的閾值電壓,。要將這些外部觸發(fā)輸入與模擬輸入信號（介于-5 V和+5 V之間）一起使用，需要借助一個電壓比較器電路以及可調(diào)電壓源,，來設(shè)置觸發(fā)電壓電平,。

　　材料

　　▲ADALM2000主動學(xué)習(xí)模塊

　　▲無焊試驗(yàn)板

　　▲跳線

　　▲一個AD8561 比較器（或用AD790替代，引腳排列略有不同）

　　▲一個74HC04六路CMOS逆變器（或CD4007,，見附錄）

　　▲三個1 kΩ電阻

　　▲一個1 M?電阻

　　▲一個10 kΩ電位計

　　▲一個0.1 μF電容

　　▲一個0.0047 μF電容

　　說明

　　在無焊試驗(yàn)板上構(gòu)建圖1所示的電路,。AD8561模擬比較器具有同相（正端）和反相（負(fù)端）輸出。第一個反相器的輸入可以交替連接到引腳7輸出（上升沿觸發(fā)）或引腳8輸出（下降沿觸發(fā)）,。從將其連接到引腳7開始,。建議使用74HC04六通道反相器，也可以用CD4069六通道反相器代替,，或者使用CD4007晶體管陣列構(gòu)建兩個反相器（參見附錄）,。

　　AD8561的帶寬非常高，會對輸入信號中可能存在的任何高頻噪聲作出響應(yīng),。如果輸入信號接近閾值電壓（V_TH）,，其輸出將會非常快速地來回切換多次,。此噪聲會導(dǎo)致屏幕上顯示來回跳動或起伏較大的波形,，看起來不太穩(wěn)定。利用電阻R5和電容C2形成一個低通濾波器,，并插在兩個反相器級之間,，可以減少這些非常快速的開關(guān)尖峰,。該濾波器的時間常數(shù)將根據(jù)用作外部觸發(fā)信號的信號性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整,。

　　圖1.模擬觸發(fā)電路

　　硬件設(shè)置

　　波形發(fā)生器AWG1應(yīng)配置為三角波，峰峰值幅度為8 V,，偏置為0 V,，頻率為5 kHz。設(shè)置示波器的水平和垂直刻度,，以至少顯示輸入三角波形的一個完整周期,。確保在反復(fù)檢查電路連接之后，再打開電源,。

　　圖2.模擬觸發(fā)試驗(yàn)板電路

　　程序步驟

　　首先將示波器觸發(fā)源設(shè)置為通道1,，上升沿觸發(fā),，電平設(shè)置為0 V。此時通道1上三角波的上升沿中心應(yīng)該位于水平軸的零時間點(diǎn)上,。根據(jù)電位器R3的設(shè)置,，通道2上第二反相器的數(shù)字輸出的上升沿應(yīng)在水平軸上以不同的時間出現(xiàn)。將R3從其范圍的一端調(diào)整到另一端,，觀察通道2脈沖的上升沿相對于三角波電壓（垂直軸）的時間點(diǎn)變化情況,。

　　圖3.不同電位器值對應(yīng)的示波器通道1上升沿觸發(fā)信號的示波器截圖

　　現(xiàn)在將示波器觸發(fā)源切換到外部1（T1輸入），重復(fù)R3從其范圍的一端調(diào)整到另一端的操作,。沿著上升沿的任何位置,，都應(yīng)該可以對齊零時間點(diǎn)。

　　圖4.不同電位器值對應(yīng)的示波器外部觸發(fā)信號上升沿的示波器截圖

　　現(xiàn)在將第一個反相器的輸入移至AD8561的引腳8?，F(xiàn)在零時間點(diǎn)應(yīng)與輸入三角波的下降沿對齊,。再次重復(fù)R3的掃描，確認(rèn)沿著下降沿的任何位置都可以對齊零時間點(diǎn),。

　　問題：

　　1.除了RC濾波器之外,，還有哪些方法可以用來消除比較器的噪聲抖動？

　　您可以在學(xué)子專區(qū)論壇上找到問題答案,。

　　附錄：使用CD4007晶體管陣列構(gòu)建反相器

　　圖5顯示了CD4007的原理圖和引腳排列,。

　　圖5.CD4007 CMOS晶體管陣列引腳排列

　　從一個CD4007封裝可以構(gòu)建多達(dá)三個單獨(dú)的反相器。圖6所示為最簡單的配置,，即將引腳8和13連接在一起作為反相器輸出,。引腳6將作為輸入端。務(wù)必將引腳 14 V_DD連接到電源,，將引腳 7 V_SS連接到地,。

　　圖6.反相器電路

　　第二個反相器是通過將引腳2連接到V_DD且將引腳4連接到V_SS來構(gòu)建的；引腳1和5連接在一起作為輸出,，引腳3作為輸入,。第三個反相器是通過將引腳11連接到V_DD且將引腳9連接到V_SS來構(gòu)建的；引腳12為輸出,，引腳10為輸入,。

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