实验一 数字基带信号及传输实验

1、 示波器使用中X通道（水平系统）需要调整哪些项目？Y通道（垂直系 统）需要调整哪些项目

答:X通道需要调整显示波形，水平刻度和位置所用旋钮以及按键为s/div， POSITIONHORIMENU，MENOSCALE，位于水平控制区

Y通道需要调整显示波形，垂直刻度和位置所用旋钮及按键为Volts/div， POSITIONCH1，CH2MATH，REFOFF，SCALE位于垂直控制区 2、 示波器的触发电路需要调整（或选择）哪几项内容？ 答:（1）触发模式：AUTONORMAL，SINGLE （2）触发源：INTEXI，LINE

3、 模拟双踪示波器的双踪显礻方式Alt（交替）显示、Chop（断续）显示有什么区别如果要观测两路信号的相位关系，应该使用哪一种双踪显示方式

答: 在同时打开CH1和CH2的时候，ALT首先完成CH1的扫描然后对CH2进行扫描，接着又扫描CH1如此循环。这一模式适用于中速到高速信号CHOP是示波器前后变换着描绘信号中的一尛段，适用于捕获慢速信号观测相位关系应用CHOP。 4、 示波器无源探头内部包含什么电路一般的探头的衰减比有哪几种？ 测量频率较高的信号应该用哪一种衰减比是什么原因？ 答：

①无缘探头内部包含非常多的无源器件补偿网络（RC网络） ②探头的衰减比为1X10X

③当测量频率較高的信号时，应用较高的衰减比

④这是因为当信号经过探头被衰减后示波器的带宽会比原来有所提升 5、 示波器Holdoff（持闭）（触发释抑）嘚含义是什么？

答：触发释抑的含义是暂时讲示波器的触发电路封闭一段时间（即释抑时间）在这段时间内，即使有满足触发条件的信號波形点示波器也不会被触发。出发释抑主要针对大周期重复而在大周期内有很多满足触发条件的不重复的波形点而专门设置的 6、 示波器在进行大周期重复而在大周期内有很多满足触发条件的不重复 的波形点的信号测试时，要使信号波形稳定一般需要调整什么参数 答：一般调整触发器极性，触发电平或者稳定度电位器 7、 示波器的使用有哪些注意事项？ 答：

②如果发现波形受外界干扰可将示波器外殼接地；

③“Y输入”的电压不可以太高，在最大衰减时也不能超过400V“Y输入”悬空是，受外界电磁干扰出现干扰波形应避免出现这种现潒；

④关机前先将灰度调节旋钮沿逆时针方向转到能使亮度减到最小，再断电源； ⑤在观察荧屏上的亮度并进行调节时，亮度要适中

8、 频率计是如何测量信号的频率的？用示波器可以采用哪些方法测量信号的重复频率、重复周期 答：李沙育图形法和周期法：在示波器仩根据李沙育图形或者信号波形的周期个数进行测量。 9、 复杂信号的频域分析可以用什么仪器复杂信号用频率计、示波器读出的周期、頻率值与复杂信号的频谱有关系吗？如果有关系的话关系如何？ 答：

③与发扎信号频谱带宽有关B=2f 10、 如何正确使用可调直流电源？ 答：

①电源开关：置“关”为电源关“开”为电源开。 ②调压：电压调节 调整稳压输出值。

③调流：调整稳流输出；

④VOLTS：电压表指示输絀电压； ⑤AMPERES：电流表，指示输出电流；

⑥跟踪独立：置“独立”时，两路输出各自独立置“跟踪”时，两路为串取跟踪工作方式；

⑦V/I：表头功能选择置V为电压指示，置I为电流指示

11、 如何通过测量时钟信号来测出信号的码元宽度Ts、码速率？数据信号中有一段高电平洳何读出这段高电平包含了多少个码元‘1’？ 答：被测信号频率为f则周期为T，若有n个码元则码元宽度为Ts=T/n，码速率RB=1/TS先测出此高电平持續时间t，则码元“1”个数为t/TS

12、 双相码（Manchester码）的码元中，高电平的宽度与码元宽度是什么关系 答：码元宽度是高电平宽度的2倍。

13、 归零碼中高电平的宽度与码元宽度是什么关系？ 答：码元宽度是高电平宽度的2倍

14、 归零码与不归零码在频谱特性上有什么不同？在其它特性上有何区别

答：归零码在频谱上，有直流分量而不归零码中若“0”和“1”等概，则无直流分量归零码易受干扰且不宜长距离传输，归零（t=TS/2）基带信号带宽为B=1/t=2fs非归零码（t=TS）为B=1/t=fs。

15、 如何用数字示波器测量信号的频谱特性 答：先按下MATH，在选择FFT 16、 不同码型的频谱特性囿何区别？

答：AMI码：无直流成份高、低频分量少，能量集中在1/2码速处 HDB3码：能量比AMI码更加集中于1/2码速处

17、 对于某一种编码规则当数据改變后，频谱特性是否跟着改变 答：不会，因为所得频谱特性是一种统计平均的值与具体信号无关。

18、在实际系统中采用的AMI码、HDB3码常鼡的是归零的还是不归零的码型？有何好处

答：采用归零码型，在传输的AMI-RZ波形和HDB3-RZ波形接手后经过全波整流，就可变为单极性RZ波形从Φ可以提取定时分量。 19、 并行的多位数据需要串行传送可以有多少种方法来实现？实验电路中是如何实现的 答：将并行数据通过几位觸发器来实现并／串变换，实验中通过将并行数据经过四D触发器来实现并串转换

20、 TTL、CMOS数字电路能否输入、输出负电平信号？要实现有正負电平的信号输出可以用什么方法来实现？实验电路中是如何实现的

答：能。要实现有正负电平的信号输出可以用多选一模拟开关電路来实现，实验电路中采用三2选1和双4选1模拟开关电路来实现

21、 TTL、CMOS电平要表示高电平‘1’,信号的幅度有何要求？要表示低电平‘0’ 信

号嘚幅度应该在什么范围

答： TTL，输出高电平大于2.4V输出低电平小于0.4V，输入高电平大于2.0V输入低电平小于0.8V。

CMOS输出高电平大于4.45V ，输出低电平尛于0.5V输入高电平大于3.5V，输入低电平小于1.5V

22、 1、0等概的双相码，其信号频谱中包含有离散的时钟频谱分量吗为什么？ 答：不包含因为茬0，1等概时双极性NRZ波形频谱无直流分量。 23、 当进行HDB3编码时当前输入的NRZ信号为‘0’，能否马上判定出此‘0’码可以编为什么符号状态朂少需要经过多少位之后才能完成编码？ 答：不能4位。

24、 AMI码每一帧编出的波形是否完全一样有什么规律？

答：不完全一样每一帧第┅个1与前一帧最后为反相，之后每出现一个1 都取反

25、 观测AMI码波形时，示波器波形可能会出现混叠（跳动）需要调整示波器的哪个参数財能让波形稳定？为什么

答：持闭时间。因为AMI码的持闭时间要比NRZ大一倍 26、 为什么观测AMI码波形时容易出现波形混叠？

答：因为不确定度仳较大AMI码具有+1、-1和0三个状态。 27、 HDB3编码实验电路中用什么电路完成四连0检测的 答： HDB3编码实验中用四D触发器，U1A和U1B（与非门）非门组成的電路来实现。 28、 实验电路中用什么电路完成二分频的画出其结构 答：用D触发器，

29、 在数字信源模块中使用的主要哪些功能类型的芯片實现什么功能？ 答：①模拟开关芯片：产生单双极性非归零码与归零码。

③译码器芯片：实现四路八位码的合路 ④D触发器芯片：产生AMI碼。

实验二 HDB3 译码器和时域均衡器

1、 写出 HDB3 编码器电路中的四连零检测原理 答：若出现四个连 0 时，U7A 输出为“1”使连 0 的第 4 个 0 变为“1”，完成補 V 功能；若无连 0 时U7A 输出与原码相同，即补 V 2、 电路中是如何实现补 V、加 B 补奇的？

答：①当串行码加过四 D 触发器进行四位移位后实现串/並变换。若出现四个连 0 时UTA 输出“1”，使连 0 串的第 4 个 0 变为“1”完成补 V 功能。②当有补 V 脉冲时若 U11A 的计数个数为偶数时，U8A 因补 V 脉冲与计数器输出脉冲的共同作用使 U8A 输出状态发生翻转，关闭 U8B使之输出为“1”，即在原码中的四连 0 中的第 1 个“0”处使“0”变为“1”。若计数器為奇数时U8A 因补 V 脉冲与计数脉冲的作用，使之不发生翻转而打开了 U8B不影响原码连 0 状态。两 V 码之间为偶数个“1”时加 B。 3、 实验中单/双極性变换、双/单极性变换是如何实现的？

答：①U11B 为由 JK 触发器组成的计数器并有正反相输出，且与倍码及时钟共同送入与门 U14A 和 U14B变成两路+B 囷-B 单极性信号，去控制 U16的双四选一模拟开关使单极性码变为双极性的 HDB3 码。②由正整流 D1、负整流 D2 及整流电路组成正整流电路 HDB3 码中取出正極性码（+B）；负整流电路从 HDB3 中取出负极性码（-B）；整形

电路使整流后的脉冲变得规整。

4、 HDB3 编码器输出波形相对原始数据会产生延时按照編码规则，编码器必 需经过多少个时钟周期的延时才能编出相应的 HDB3 信号 答：四个码元长度。

5、 写出 HDB3 译码器中的单/双极性变换V 码检测及扣 V、扣 B 的原理，写出译码电路各部分的功能；

答：①U11B 为由 JK 触发器组成的计数器并有正反相输出，且与倍码及时钟共同送入与门 U14A 和 U14B变成兩路+B 和-B 单极性信号，去控制 U16的双四选一模拟开关使单极性码变为双极性的 HDB3 码。②由+V 检测电路（U4D、U12A、U17B）和-V 码检测电路（U4E、U12B、U17D）以及相加器（U5A~D、U17C）组成+V 码检测电路从+B 码流中取出+V 码（T12）； -V 码检测电路从-B 码流中取出-V 码（T14），相加器把+V 和-V 码相加后得到 V码（T11）③该功能电路由 U2 的四 D 觸发器组成的移存器完成。相加器U18A、U4D~F 把+B 码与-B 码合成 B 码B 码流送入扣 V 扣 B 电路。在时钟信号的作用下进行移位V 码信号送入 U2（称存器）的清零端。当出现 V码脉冲时V 码脉冲使四位移存器清零，亦即把移存器中已进入的三位代码以及 V 脉冲本身全部变为 0 码达到扣 V 扣 B 的目的。

6、 写出 HDB3 譯码产生延迟的原因译码器必需经过多少个时钟周期的延时才能译出相应的信号？；

答：因需要判断是否出现四连 0因此要延迟 4 个码元長度才能判断。 7、 实验电路中均衡的信号是二元码还是三元码 答：三元码。

8、 实验电路中可变系数电路是如何实现的

答：将来自接受濾波器的信号经过延时，每次延时和响应的抽头系数Ci加权再将延时的波形进行叠加，通过调整抽头系数去改变波形从而减小码间串扰。 9、 最小峰值畸变（迫零调整方法）是如何进行调整的 答：调节时，可以发送端每隔一段时间重复的发送单脉冲其间隔超过码间干扰嘚持续时间，用示波器观察接收波形根据各取样点情况反复进行调节。 10、 通过均衡后波形的宽度应该变窄了还是变宽了？波形宽度调整到什么状态比较合适 答：变窄。不混叠

11、 一般而言，离中心抽头远的抽头其可变系数的绝对值应该设置较大还是较小？为什么

答：设置较小。因为外围抽头所需的系数变化都很小

12、 实验电路中，中心抽头调整系数的电位器需要调到哪个位置为什么？ 答：有明顯的前后肩波形与原相反。I don't know why

13、 中心抽头调整系数的电位器设定相应位置后，在之后的均衡调整中是否还需要调整中心抽头电位器，為什么 答：不用。I don't know why 14、 离中心抽头远的抽头端，其系数调整电位器比靠近中心抽头的电位器需要调整的量是大一点还小一点为什么？

答：小一点因为外围抽头所需的系数变化都很小。 15、 什么叫眼图 答：所谓眼图是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形从而估计囷调整系统性能的一种方法。

16、 眼图与普通观测时的波形有何区别

深入浅出解剖智能车测速部分

作鍺简介：笔者大一、二参加第三、四届智能车竞赛大三担任校区实验

中心助理引导学校同学参加第五届智能车竞赛，荣获全国智能车竞賽电磁组竞

赛特等奖自从大三开始到此刻一直从事运动控制系统开发，对运动控制了解

还算比较透切在此，跟学弟们分享下他熟识的望能对学弟们参加竞赛有所

帮助，让大家少走些弯路尽早走上自控的正轨让咱们一起努力将咱们祖国自

控技术推向更高的台阶。当然哽希望此文能抛砖引玉文中有错漏地方还望各

智能车运动控制系统包含：运算处理器（MCU）、执行机构（有刷直流电机）、反馈机构（编碼器或旋转变压器）。自动化行业里完成的运动控制系统

包含三环控制三环控制分别为：电流环（转矩环），属于三环中的内环；转

速環属三环中的中间环；位置环，属三环中的最外环这三环运动控制算法

在不同系统有所取舍，有些系统只需用其中的一环或两环例洳：张力控制系

统只需用到电流环足以；智能车则需要电流环+速度环。据我了解几乎没有同

学上两环控制算法的都是单单一个速度环（速度环PID）。要控制好电机应

该上两环控制只有这样才能最好的发挥电机的驱动能力。这里稍微解析下吧我们都知道当电机的力矩小于負载时，电机旋转速度将降低；电机输出的力矩

大于负载时电机带动负载做加速运动；只有当电机输出力矩等于负载大小时，运动系统財进入匀速运行状态当我们给小车一个速度值时，如比当前值大

咱们得加大电机力矩，让车速尽快到达设定速度；如比当前速度小則减少力

矩或者给反向力矩（刹车）。总言之电流环是让车速尽快到达设定值。电流

环控制算法建议使用PI控制信号处理频率10KHZ为宜（差點忘了提醒，上

电流环记得上电流取样电路哦取样电路有霍尔取样或电阻取样两种方法，对

于智能竞赛上电阻取样法足以此方法节约荿本、电路简单）。速度环建议使

用PID控制算法、处理频率1KHZ就可以了

上段讲解控制算法，接下来重点跟大家聊聊速度反馈部分在工业自動化

上速度反馈传感器有编码器、旋转变压器两大类。旋转变压器输出模拟信号适

用于模拟量控制系统其体积比较大，随着微处理器的發展其被选用得越来越少；编码器输出数字量抗扰性能较好、制造工艺简单、能很好与微处理器衔接因此现代运动控制系统基本选用此傳感器作为反馈单元。纵观各届竞赛同学们

三菱plc中怎么实现编码器信号转换為脉冲信号

编码器的A、B和plc的X0和X1接口连接电源与24V相连，PLC内部高速计数器电机运行电路中设置复位开关。当设备运行到这里时可以消除複位计数器的内部值，从而可以消除累积误差

1、思想：内部高速计数器的上限设置足够，使设备在复位计数之前运行到复位开关复位慥成不必要的麻烦。此外对于速度测量，主要用于三菱plc的SPD指令（速度测量）指令的应用格式是：SPD D1 D2 D3，以及D2中输入的脉冲数（例如X0或X1，洳X0）在D2中（例如K1000参照）。输入的脉冲数另外，你可以计算出旋转编码器每星期通过电机旋转输出多少脉冲马达旋转一周多少米，并計算一个脉冲装置运行多少米假设k米，那么d3的值乘以k，即距离从1S设备内部，那就是速度2。关键程序：SPD X0K1000 D3；每1秒将X0输入脉冲的数目給予D3。另外复位计数器在运行到复位开关（长开）时复位。

旋转编码器是一种光电旋转测量装置它直接将测量的角位移转换成数字信號（高速脉冲信号）。因此旋转编码器的输出脉冲信号可直接输入PLC，脉冲信号由PLC的高速计数器计数并使用三菱PLC获得测量结果。它不同類型的旋转编码器输出脉冲的相位数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲有的只有A、B相，最简单的只有一个相位

编码器的脉沖怎么在三菱plc程序中转换

你把编码器分辨率1000放在寄存器里面（例如D10），把工件旋转一周500mm也放在寄存器里面（例如D20）那么对应2个脉冲是1mm把結果放在寄存里面（例如D30），D10/D20=D30

；然后在触摸屏画面里做一个数据显示器（显示地址是D30）就可以了。

请教三菱plc如何读取旋转编码器脉冲程序要怎么写

将旋转编码器的A相或B相的输出信号连接至X0~X5，（使用不同的计数器接不同的输入点）然后用高速计数器对编码器的脉冲信号進行计数。以C235为例只进行加计数，脉冲编码器的A相或B相需要接入PLC的X0当设备带动编码器旋转，则X0就有信号输入C235就会进行计数。使用很簡单

三菱PLC，如果X0X1口接编码器脉冲，那PLC接收脉冲信号的梯形图怎么编

直接调用计数器即可，如C251等看你要用到什么方式，有单相有AB相囿加减型有复位型等 C235~C255范围有不同的用法，详细请参考编号手册

也就是用X0、X1检测到高速脉冲，经两相输出计数器C251计算到100时C251导通驱动Y1输絀。

当然如果是检测数值的那么那么C251的参数设为最高，将C251的数据传送到寄存器以备使用

请教三菱plc中怎么用旋转编码器的脉冲信号来控淛步进电机的启停，编码转电机也转梯形图怎么写

步进电机的脉冲需要取PLC内置脉冲输出，三菱小型PLC都要集成的Q，L系统的要加脉冲输出模块FX3G晶体管的就有两组脉冲输出，用PLSY,PLSR等指令进行输出步进电机的控制编码器由于电机转动带动脉冲输入到PLC，如果你说用这个本电机脉沖来控制本电机的运行那么我觉得你是来找碴的，当然你是A电机带编码器通过A电机的编码器脉冲来带B电机（步进电机）运动到是可以，脉冲只能检测成频率再通过放大或缩小给PLS指令里修改输出频繁，如果你怕编码器脱落而用这个故障来停掉电机到是可以的，具体指囹应该是很容易的！

如何用三菱plc采集编码器脉冲

将旋转编码器的A相或B相的输出信号连接至X0~X5（使用不同的计数器，接不同的输入点）然后鼡高速计数器对编码器的脉冲信号进行计数

以C235为例，只进行加计数脉冲编码器的A相或B相需要接入PLC的X0，当设备带动编码器旋转则X0就有信号输入，C235就会进行计数使用很简单。

请教三菱plc中怎么用旋转编码器的脉冲信号来控制步进电机的启停编码转电机也转，梯形图怎么寫、三菱plc中怎么实现编码器信号转换为脉冲信号就介绍到这里啦！感谢大家的阅读！希望能够对大家有所帮助！