实验电路采用Multisim12.0软件仿真。
2 设计方案
干涉条纹移动计数器的设计系统流程如图1所示:
图1-设计系统流程
2.1 光电检测模块
由于干涉条纹移动时,接收屏同一点处的光强大小成周期性变化,因此我们可以利用这一特性对光干涉条纹进行计数。光电检测模块的作用是把其接收的光信号转换成电信号。干涉条纹移动时,条纹的光强是周期性变化的,其接收曲线类似Y正半轴上正弦信号的波形,实验设计可以利用信号发生器发出正弦信号来模拟光电检测模块发出的电信号。光电检测模块可以选用光电二极管或光敏电阻。
2.2 放大电路模块
因为干涉条纹照射光电检测模块发出的电信号很微弱,不能满足后面的实验电压要求,因此需连接一放大电路,对转换的光电信号进行放大。放大电路必须注意抑制信号中的噪声信号,低失真,增益要高。
2.3 模数转换模块
通过放大器接收的电信号是一类似正弦波的模拟信号,而通过计数电路,则需要脉冲信号,之间需要模数转换,才能计数。且转换成脉冲信号,可达到易于识别和抗干扰的作用。
2.4 计数器模块
计数模块这是整个设计的关键部分。采用计数器,它不仅接收前面的脉冲信号,而且还需要能够输出一定大小的二进制数,因该数值决定了显示部分的最大数值。实验设计只需显示100内的数值。电路设计通过控制计数器,来达到控制电路的显示,数字的清零等功能。
2.5 译码与显示模块
译码器:将计数模块输出的二进制数转译成显示电路能够接受的七段显示码信号。并且译码器需与计数器相配套使用。
显示器电路:因只需显示数字,为方便可以选用七段数码管。其接收来自译码器的七段显示码信号,通过七段数码管配合组合来显示出0~9的数字。实验设计需用两组七段数码管,从而显示100以内的数值。