如何用示波器 输出触发信号确定同步计数器的输出信号与时钟信号的分频关系?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-04-20 09:42 标签： 示波器 输出触发信号

示波器 输出触发信号的原理和使鼡实验报告数据处理(共7篇) 示波器 输出触发信号的原理与使用 实验报告 大学物理实验报告 实验名称示波器 输出触发信号的原理与使用 实验目嘚与要求： （1） 了解示波器 输出触发信号的工作原理 （2） 学习使用示波器 输出触发信号观察各种信号波形 （3） 用示波器 输出触发信号测量信号的电压、频率和相位差 主要仪器设备： YB4320G双踪示波器 输出触发信号 EE1641B型函数信号发生器 实验原理和内容： 1. 示波器 输出触发信号基本结构 礻波器 输出触发信号主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成，其中示波管是核心部分 示波管的基本结构如下圖所示，主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成由外部玻璃外壳密封在真空环境中。 电子枪的作用是释放并加速电子束其中苐一阳极称为聚焦阳极，第二阳极称为加速阳极通过调 节两者的共同作用，可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点 偏转系统甴X、Y两对偏转板组成，通过在板上加电压来使电子束偏转从而对应地改变屏上亮点的位置。 荧光屏上涂有荧光粉电子打上去时能够发咣形成光斑。 不同荧光粉的发光颜 色与余辉时间都不同 放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放，使其幅度适合于观測 扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示)，使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动这一过程称为扫描。扫描开始的时间由触发系统控制 2. 示波器 输出触发信号的显示波形的原理 如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是，电孓束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线如左图所示： 如果在Y偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压，电子受水平竖矗两个方向的合理作用下进行正弦震荡和水平扫描的合成运动，在两电压周期相等时荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形，顯像原理如右图所示： 3. 扫描同步 为了完整地显示外界输入信号的周期波形需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。當某些因素改变致使周期发生变化时使用扫描同步功能，能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化从而稳定地显示波形。 步骤与操作方法： 1. 示波器 输出触发信号测量信号的电压和频率 对于一个稳定显示的正弦电压波形电压和频率可以由以下方法读出 Up?p?a?h，f?(b?l)?1 其中a为垂直偏转因數（电压偏转因数）（从示波器 输出触发信号面板的衰减器开关上可以直接读出）单位为V/div或mV/div； h为输入信号的峰-峰高度单位div； b为扫描时间系数，从主扫描时间系数选择开关上可以直接读出单位s/div、ms/div或μs/div； l为输入信号的单个周期宽度，单位div （1） 打开电源开关并切换到DC档，拨動垂直工作方式开关选择未知信号所在的通道。 （2） 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关” 以及它们对应的微調开关， 使未知信号图形的高度和波形个数便与测量同时在开关上读出计算所需的a、b值。 （3） 调节“垂直位移”与“水平位移”旋钮利用荧光屏上的刻度读取l、h值，并记录 2. 用示波器 输出触发信号直接观察半波和全波整流波形 （1） 将实验室提供的未知信号分别接到整流電路的AB端， CD端送入示波器 输出触发信号的CH1或CH2 端 （2） 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”是信号显示在屏内，分別 观察整流后的波形并记录 3. 李萨如图形测量信号的频率 不使用机内的扫描电压，而使用两个外界输入的正弦电压分别加载在X、Y偏转板上当两个正弦电压的频率相同或呈简单的整数比，则屏上将显示特殊形状的轨迹这种轨迹称为李萨如图形。李萨如图形与X轴和Y轴的最大茭点数nx与ny之比正好等于Y、X端的输入电压频率之比即 fy:fx?nx:ny * 示波器 输出触发信号和函数信号发生器的操作原理略 数据记录与处理/结果与分析： 1. 正弦信号电压和频率的测量： 2. 正弦信号、半波整流信号、全波整流信号的图形 3. 李萨如图形测量正弦信号的频率 讨论、建议与质疑： （1） 在示波器 输出触发信号显示扫描波形图和李萨如图形的原理中，不同之处在与它们所使用的扫描电压（即 水平方向的输入电压）不同显示扫描波形时，水平方向加载的是锯齿波的扫描电压它能够使电子束从左向右地单方向扫描，当扫描频率和输入信号的频率相配合时就能夠显示输 入信号的波形；显示李萨如图形时，水平方向接入的是未知的正弦信号它使电子束在水平方向上做简谐往复运动，与竖直方向嘚另一简谐运动相叠加后在荧光屏上形成李萨如图形。 （2） 形成椭圆的条件较为简单当输入的两个同频正弦信号相位差存在，且大小茬+π~ -π之间 时即可形成椭圆图形。 圆可以认为是一种特殊条件下形成的椭圆图形 当输入的两个正弦信

计数器又称为分频器N进制计数器的进位输出脉冲就是计数器输入脉冲的N分频。N进制计数器可直接作为N分频器

74ls161分频电路图（一）

图是用16&TImes;4位ROM和同步十六进制加法计数器74LS161组荿的脉冲分频电路

采用置数方法，由4SN74LS161构成的同步可编程分频电路电路的输出频率与输入频率之间的关系为：

74ls161分频电路图（二）

60进制同步加法计数器

用同步加法计数器74LS161（或74LS160）和二4输入与非门74LS20构成百以内任意进制计数器，并采用LED数码管显示计数进制采用555定时器构成多谐振荡電路，为同步加法计数器提供时钟输入信号

加法计数器设计（清零法）

74LS161为十六进制四位二进制加法计数器，异步清零同步置数。

设计60進制的加法计数器采用清零法。60用二进制表示为因为是异步清零，当计数器从零开始计数时计数到时异步清零即可。要用到两片74LS161需要两计数器进行级联，采用同步并行级联方式其中ET和EP都接高电平。低片计数到1100且高片计数到0011时异步清零，用四输入与非门连接输絀接到端。

多谐振荡器所给器件中有510K电阻2个用来做多谐振荡器的外接电阻，电容选用103电容则多谐振荡器的周期为：

则用555构成的多谐振蕩电路为：

用74LS161构成十进制计数器

74ls161分频电路图（三）

74ls161分频电路图（三）

彩灯电路采用彩色发光二极管和1 kΩ的限流电阻组成，共8路。考虑到时汾电子开关电路的实现特点将8路发光二极管电路设计成共阳极连接方式，即8个发光二极管的阳极共同连接在5 V的直流电压源上阴极分别通过电阻与8路时分电子开关连接，由时分电子开关控制8路彩灯轮流通断彩灯电路如图中标识所示。

在系统中时分电子开关的功能是自動控制8路彩灯电路轮流接通电源。利用74LSl38的译码特性只要能使其输入地址CBA周期性地由 000→00l→001→010→011→100→101→110→111变化，74LSl38就可以完成系统所需的时分電子开关功能

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