學子專區—ADALM2000實驗：可調外部觸發電路
前言：
作者：ADI系統應用工程師Doug Mercer 及顧問研究員 Antoniu Miclaus
目標
本實驗活動的目標，是研究一種將類比訊號連接到 ADALM2000 module的數位式外部觸發訊號輸入電路。
背景知識
ADALM2000示波器模組較為常見的觸發方式是透過其類比輸入通道中的一個觸發。當選擇某個通道作為觸發源時，該模組將會顯示出穩定的波形，波形的水準時間刻度以選定通道為基準（對齊零時間點）有時可能需使用被測電路中的某個特定訊號來觸發顯示，以便將該訊號的零時間點作為參考點。ADALM2000硬體提供兩個外部數位輸入/輸出，即T1和T0，可被選作觸發輸入。使用這些數位輸入時，顯示的波形將與所施加訊號的升緣對齊，即將其設定為零時間點。然而這些數位輸入的輸入電壓範圍應該在0 V到5 V之間，並且具有固定的閾值電壓。要將這些外部觸發輸入與類比輸入訊號（介於-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電壓源，來設定觸發電壓位準。
材料
• ADALM2000主動學習模組
• 無焊試驗板
• 跳線
• 一個 AD8561 u比較器（或以AD790取代，接腳排列略有不同）
• 一個74HC04六路CMOS逆變器（或CD4007，見附錄）
• 三個1 kΩ電阻
• 一個1 MΩ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
在無焊試驗板上建構圖1所示的電路。AD8561類比比較器具有同相（正端）和反相（負端）輸出。第一個反相器的輸入可以交替連接到接腳7輸出（升緣觸發）或接腳8輸出（降緣觸發）。從將其連接到接腳7開始。建議使用74HC04六通道反相器，也可以用CD4069六通道反相器取代，或者使用CD4007電晶體陣列建構兩個反相器（參見附錄）。
AD8561的頻寬非常高，會對輸入訊號中可能存在的任何高頻雜訊作出回應。如果輸入訊號接近閾值電壓(VTH)，其輸出將會非常快速地來回切換多次。此雜訊會導致螢幕上顯示來回跳動或起伏較大的波形，看起來不太穩定。利用電阻R5和電容C2形成一個低通濾波器，並插在兩個反相器級之間，可以減少這些非常快速的開關尖峰。該濾波器的時間常數將根據用於外部觸發訊號的訊號性質進行調整。
圖1.類比觸發電路
硬體設定
波形產生器AWG1應配置為三角波，峰對峰值幅度為8 V，偏置為0 V，頻率為5 kHz。設定示波器的水準和垂直刻度，以至少顯示輸入三角波形的一個完整週期，確保在反覆檢查電路連接之後再打開電源。
圖2.類比觸發試驗板電路
程式步驟
首先將示波器觸發源設定為通道1，升緣觸發，位準設定為0 V。此時通道1上三角波的升緣中心應該位於水準軸的零時間點上。根據電位器R3的設定，通道2上第二反相器的數位輸出的升緣應在水準軸上以不同的時間出現。將R3從其範圍的一端調整到另一端，觀察通道2脈衝的升緣相對於三角波電壓（垂直軸）的時間點變化情況。
圖3.不同電位器值對應的示波器通道1升緣觸發訊號的示波器截圖
現在將示波器觸發源切換到外部1（T1輸入），重複R3從其範圍的一端調整到另一端的操作。沿著升緣的任何位置，都應該可以對齊零時間點。
圖4.不同電位器值對應的示波器外部觸發訊號升緣的示波器截圖
現在將第一個反相器的輸入移至AD8561的接腳8。現在零時間點應與輸入三角波的降緣對齊。再次重複R3的掃描，確認沿著降緣的任何位置都可以對齊零時間點。
問題：
除了RC濾波器之外，還有哪些方法可以用來消除比較器的雜訊抖動？
您可以在 學子專區論壇 上找到答案。
附錄：使用CD4007電晶體陣列建構反相器
圖5顯示了CD4007的原理圖和接腳排列。
圖5.CD4007 CMOS電晶體陣列接腳排列
從一個CD4007封裝可以建構多達三個單獨的反相器。圖6所示為最簡單的配置，即將接腳8和13連接在一起作為反相器輸出。接腳6將作為輸入端。務必將接腳 14 VDD連接到電源，將接腳 7 VSS連接到地。
圖6.反相器電路
第二個反相器是透過將接腳2連接到VDD且將接腳4連接到VSS來建構的；接腳1和5連接在一起作為輸出，接腳3作為輸入。第三個反相器是透過將接腳11連接到VDD且將接腳9連接到VSS來建構的；接腳12為輸出，接腳10為輸入。
