单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,电工电子基础实验A第5次课,实验内容,计数与分频电路,P194 1,P194 2,P194 3,连续时间系统的模拟,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连续时间系,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(,N,M,)，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、Q,A,、Q,B,、Q,C,、Q,D,各点波形。,1-1、设计思路,2,1P194-174LS161是同步置数，异步清零十六进,传统逻辑符号,74LS161管脚图,3,传统逻辑符号74LS161管脚图3,74161功能表,时钟,清零,预置,使能,预置数据输入,4,74161功能表 时钟清零预置使能预置数据输入4,74161 时序图,清零,预置,时钟,使能,进位,5,74161 时序图 清零预置时钟使能进位5,置最小数法：,同步预置最小数，最小数=,N,M,。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Q,CC,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Q,C,、Q,B,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（,M,2），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Q,C,、Q,A,与非后置数）。,6,置最小数法：同步预置最小数，最小数=NM。本例中最小数=1,双踪示波器观测波形按如下顺序,先观测CP和Q,D,，且用Q,D,通道的信号作内触发信号（因上升沿最少），判读CP和Q,D,的关系是否正确。确认Q,D,波形一周期的头和尾的位置。,保持观测Q,D,，原观测CP的通道依次改为观测Q,C,、Q,B,、Q,A,。判读Q,D,和其它波形的关系是否正确，并确认Q,C,、Q,B,、Q,A,波形一周期的头和尾的位置（与Q,D,波形一周期的头和尾的位置一致）。,1-2 调测,7,双踪示波器观测波形按如下顺序1-2 调测7,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,CP,Q,A,Q,B,T,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C,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,9,2、P194-2设计一个分频比N=5的整数分频电路，观察并记,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：,Fin,F(N/2),Fout,10,为了获得对称占空比的N=奇整数分频波形（N=5），可先设计一,3P194-3,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Q,A,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。,11,3P194-3本题未规定使用的集成电路型号，考虑到本章,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,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,在Multisim 2001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Multisim 2001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。,13,在Multisim 2001软件中，运用其控制器件库所提供的,时域求解,图9-9电路的,传输特性,启动Multisim 2001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,）,14,时域求解图9-9电路的传输特性 2、仿真软件运用（时域求解）,(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：,时域,复频域,R,R,3、仿真软件运用（,系统模拟,）,V,2,C,1,F,1k,C,V,1,1,F,1k,V,1,(S),1000,1000,V,2,(S),传递函数：,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复频域R,（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：,16,（二）把传输函数化成Multisim所需的标准形式(A)真,（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（比例放大器的输出）,正、负异号,后送输入端加法器。,(5)分母中为1的常数项不用任何运算模块,启动Multisim 2001演示系统模拟,17,（三）在Multisim下构建系统模拟电路应遵循以下几个原则,（四）教材*P147图9-10 二阶带通电路,时域电路：复频域电路：,传递函数：,L,R,V,1,V,2,0.1,F,5.6mH,20,R,20,V,1,(S),V,2,(S),18,（四）教材*P147图9-10 二阶带通电路时域电路：,谢 谢！,投影到此结束,19,谢 谢！投影到此结束19,