电工电子基础实验A第5次课第12周.ppt

1,电工电子基础实验A第5次课,实验内容,计数与分频电路P1941P1942P1943,连续时间系统的模拟,2,1P194-1,74LS161是同步置数，异步清零十六进制（M=16），其管脚图和功能表见后或参见电工电子实验手册P91用模N的计数器构成模M的计数器(NM)，一般采用同步置数的方法。可采用置最小数法、置“0”法和置最大数法。基本思想是使计数器从预置状态开始计数，当计到满足模值为M的终止状态时产生置数控制信号，下一CP周期进行置数，重复计数过程，从而实现模M的计数。,用74LS161设计M7的计数器，测试并记录CP、QA、QB、QC、QD各点波形。,1-1、设计思路,3,传统逻辑符号,74LS161管脚图,4,74161功能表,时钟,清零,预置,使能,预置数据输入,5,74161时序图,清零,预置,时钟,使能,进位,6,置最小数法：同步预置最小数，最小数=NM。本例中最小数=16-7=9，即计数器从“1001”计到“1111”时，下一CP脉冲置数（利用QCC反相后置数）。置“0”法：同步预置数为全“0”。反馈状态为（M1），本例中反馈状态为71=6，即计数器从“000”计到“0110”时，下一CP脉冲置数（利用QC、QB与非后置数）。置最大数法：预置数为计数器工作循环中的最大数，最大数=N。反馈状态为（M2），本例中反馈状态为72=5，即计数器从“1111”计到“0101”时，下一CP脉冲置数利用QC、QA与非后置数）。,7,双踪示波器观测波形按如下顺序先观测CP和QD，且用QD通道的信号作内触发信号（因上升沿最少），判读CP和QD的关系是否正确。确认QD波形一周期的头和尾的位置。保持观测QD，原观测CP的通道依次改为观测QC、QB、QA。判读QD和其它波形的关系是否正确，并确认QC、QB、QA波形一周期的头和尾的位置（与QD波形一周期的头和尾的位置一致）。,1-2调测,8,通常需画出CP波形，CP波形的周期数为输出序列模长再加2个CP周期。核对输出序列与CP波形的时间关系（波形宽度、输出翻转对应CP的上升沿）。输出序列信号波形与CP波形等长。标注符号。,1-3画多路波形图的注意事项,9,2、P194-2,设计一个分频比N=5的整数分频电路，观察并记录时钟和输出波形,2-1、设计思路,可考虑使用74LS161构成一个M=5的计数器，从M=5计数器的最高位获得N=5分频后的输出波形。此波形的占空比是非对称的。如下图：,Fin,Fout,10,为了获得对称占空比的N=奇整数分频波形（N=5），可先设计一个M=|N/2|(取整)的计数器，再添加一个异或门和一个D触发器。电路及波形如下：,11,3P194-3,本题未规定使用的集成电路型号，考虑到本章节是计数器的内容，一般理解为使用计数器外加其它集成电路，设计方法很多。方案一：此设计序列码的模长M=5。分析74161（或74160）计数器在计数状态的输出端信号，其最低位QA的输出为“01010”，将其反相，即可得所需序列信号。方案二：考虑使用74LS161加74LS151和少量门电路组成。74LS161组成模M=5（000101）的计数器，为74LS151提供地址信号。74LS151的数据输入端Dn(n=0,4)预置序列码的电平值。,设计一个10101的序列信号发生器，观察并记录时钟和输出波形。,12,一、连续时间系统的模拟,求解系统响应的问题，实际上就是求解微分方程的问题。一些实际系统的微分方程可能是高阶方程或是一微分方程组。在电学中，系统的模拟就是用由基本运算单元电路组成的模拟装置来模拟实际系统。实际系统可以是电的或非电的物理系统，其激励和响应不一定是电物理量。模拟装置可以与实际系统的内容完全不同，其激励和响应是电物理量。但是两者的微分方程完全相同，输入输出关系即传输函数也完全相同。所以，可以通过对模拟装置的研究来分析实际系统。对于那些用数学手段较难处理的高阶系统来说，系统模拟就更为有效。,1、基本概念,13,在Multisim2001软件中，运用其控制器件库所提供的加法器、积分器、比例放大器等模块可简便、有效地用于构成系统模拟电路，实现系统仿真分析。使得这种仿真过程变的更为简便，有效。本次实验要求运用Multisim2001仿真软件对电工电子实验技术下册P147的图9-9和图9-10电路的传输特性（幅频特性、相频特性）分别作时域求解和复频域（系统模拟）求解并比较结果。,14,时域求解图9-9电路的传输特性启动Multisim2001讲解时域求解（电工电子实验技术下册P147图9-9）,2、仿真软件运用（时域求解）,15,(一）将时域电路转换成复频域等效电路并求传递函数时域电路：复频域电路：,3、仿真软件运用（系统模拟）,V2,C,1F,1k,C,V1,1F,1k,V1(S),1000,1000,V2(S),传递函数：,16,（二）把传输函数化成Multisim所需的标准形式,(A)真分式：算子S在分子的幂次不高于分母的幂次。(B)因需用积分器仿真，算子S应化成S-n形式。(C)分母的常数项化成1。,例如：,17,（三）在Multisim下构建系统模拟电路,应遵循以下几个原则:(1)系统模拟电路输入端必用加法器模块对输入信号和反馈信号求和，加法器输出送积分器模块。(2)根据S的最高幂次n，取出n个积分器模块串接。(3)每个算子S的系数使用比例放大器模块。(4)传输函数H(S)的分子是输出项，分子中各项比例放大器模块的输出用加法器求和后成为系统输出（只有一项时不用加法器）。分母是负反馈项，其系数（