【導讀】本實(shí)驗活動(dòng)的目標是研究一種將模擬信號連接到 ADALM2000 module的數字式外部觸發(fā)信號輸入的電路。
背景知識
ADALM2000示波器模塊較為常見(jiàn)的觸發(fā)方式是通過(guò)其模擬輸入通道中的一個(gè)觸發(fā)。當選擇某個(gè)通道作為觸發(fā)源時(shí)，該模塊將會(huì )顯示出穩定的波形，波形的水平時(shí)間刻度以選定通道為基準（對齊零時(shí)間點(diǎn)）有時(shí)可能需使用被測電路中的某個(gè)特定信號來(lái)觸發(fā)顯示，以便將該信號的零時(shí)間點(diǎn)作為參考點(diǎn)。ADALM2000硬件提供兩個(gè)外部數字輸入/輸出，即T1和T0，可被選作觸發(fā)輸入。使用這些數字輸入時(shí)，顯示的波形將與所施加信號的上升沿對齊，即將其設置為零時(shí)間點(diǎn)。然而這些數字輸入的輸入電壓范圍應該在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(gè)電壓比較器電路以及可調電壓源，來(lái)設置觸發(fā)電壓電平。
材料
● ADALM2000主動(dòng)學(xué)習模塊
● 無(wú)焊試驗板
● 跳線(xiàn)
● 一個(gè) AD8561 u比較器（或用AD790替代，引腳排列略有不同）
● 一個(gè)74HC04六路CMOS逆變器（或CD4007，見(jiàn)附錄）
● 三個(gè)1 kΩ電阻
● 一個(gè)1 M?電阻
● 一個(gè)10 kΩ電位計
● 一個(gè)0.1 μF電容
● 一個(gè)0.0047 μF電容
說(shuō)明
在無(wú)焊試驗板上構建圖1所示的電路。AD8561模擬比較器具有同相（正端）和反相（負端）輸出。第一個(gè)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(kāi)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晶體管陣列構建兩個(gè)反相器（參見(jiàn)附錄）。
AD8561的帶寬非常高，會(huì )對輸入信號中可能存在的任何高頻噪聲作出響應。如果輸入信號接近閾值電壓(VTH)，其輸出將會(huì )非?？焖俚貋?lái)回切換多次。此噪聲會(huì )導致屏幕上顯示來(lái)回跳動(dòng)或起伏較大的波形，看起來(lái)不太穩定。利用電阻R5和電容C2形成一個(gè)低通濾波器，并插在兩個(gè)反相器級之間，可以減少這些非?？焖俚拈_(kāi)關(guān)尖峰。該濾波器的時(shí)間常數將根據用作外部觸發(fā)信號的信號性質(zhì)進(jìn)行調整。
圖1.模擬觸發(fā)電路
硬件設置
波形發(fā)生器AWG1應配置為三角波，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(gè)完整周期。確保在反復檢查電路連接之后，再打開(kāi)電源。
圖2.模擬觸發(fā)試驗板電路
程序步驟
首先將示波器觸發(fā)源設置為通道1，上升沿觸發(fā)，電平設置為0 V。此時(shí)通道1上三角波的上升沿中心應該位于水平軸的零時(shí)間點(diǎn)上。根據電位器R3的設置，通道2上第二反相器的數字輸出的上升沿應在水平軸上以不同的時(shí)間出現。將R3從其范圍的一端調整到另一端，觀(guān)察通道2脈沖的上升沿相對于三角波電壓（垂直軸）的時(shí)間點(diǎn)變化情況。
圖3.不同電位器值對應的示波器通道1上升沿觸發(fā)信號的示波器截圖
現在將示波器觸發(fā)源切換到外部1（T1輸入），重復R3從其范圍的一端調整到另一端的操作。沿著(zhù)上升沿的任何位置，都應該可以對齊零時(shí)間點(diǎn)。
圖4.不同電位器值對應的示波器外部觸發(fā)信號上升沿的示波器截圖
現在將第一個(gè)反相器的輸入移至AD8561的引腳8?，F在零時(shí)間點(diǎn)應與輸入三角波的下降沿對齊。再次重復R3的掃描，確認沿著(zhù)下降沿的任何位置都可以對齊零時(shí)間點(diǎn)。
問(wèn)題：
除了RC濾波器之外，還有哪些方法可以用來(lái)消除比較器的噪聲抖動(dòng)？
您可以在 學(xué)子專(zhuān)區論壇 上找到問(wèn)題答案。
附錄：使用CD4007晶體管陣列構建反相器
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(gè)CD4007封裝可以構建多達三個(gè)單獨的反相器。圖6所示為最簡(jiǎn)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 VDD連接到電源，將引腳 7 VSS連接到地。
圖6.反相器電路
第二個(gè)反相器是通過(guò)將引腳2連接到VDD且將引腳4連接到VSS來(lái)構建的；引腳1和5連接在一起作為輸出，引腳3作為輸入。第三個(gè)反相器是通過(guò)將引腳11連接到VDD且將引腳9連接到VSS來(lái)構建的；引腳12為輸出，引腳10為輸入。
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