信號(hào)源設(shè)計(jì)開題報(bào)告范文
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篇一:通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告--信號(hào)源實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?/strong>
1.掌握頻率連續(xù)變化的各種波形的產(chǎn)生方法。
2.掌握可變NRZ碼的產(chǎn)生方法。
3.理解幀同步信號(hào)與同步信號(hào)在整個(gè)通信系統(tǒng)中的作用。
4.熟練掌握信號(hào)源模塊的使用方法。
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
1.觀察頻率連接可變信號(hào)發(fā)生器輸出的各種波形及7段數(shù)碼管的顯示。
2.觀察點(diǎn)頻方法信號(hào)的輸出。
3.觀察點(diǎn)頻正弦波信號(hào)的輸出。
4.撥動(dòng)撥碼開關(guān),觀察碼型可變NRZ碼的輸出。
三、主要儀器設(shè)備:
信號(hào)源模塊一臺(tái);20M雙蹤示波器一臺(tái);PC機(jī)一臺(tái);連接線若干。
四、實(shí)驗(yàn)原理:
信號(hào)源模塊可以大致分為模擬部分和數(shù)字部分,分別產(chǎn)生模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。
1、模擬信號(hào)源部分:
圖1-1 模擬信號(hào)源部分原理框圖
模擬信號(hào)源部分可以輸出頻率和幅度可任意改變的正弦波(頻率變化范圍100Hz~10KHz)、三角波(頻率變化范圍100Hz~1KHz)、方波(頻率變化范圍100Hz~10KHz)、鋸齒波(頻率變化范圍100Hz~1KHz)以及32KHz、64KHz、1MH
z的點(diǎn)頻正弦波(幅度可以調(diào)節(jié))
2. 數(shù)字信號(hào)源部分:
數(shù)字信號(hào)源部分可以產(chǎn)生多種頻率的點(diǎn)頻方波、NRZ碼(可通過撥碼開關(guān)SW103、SW104、SW105改變碼型)以及位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)。絕大部分電路功能由U004(EPM7128)來完成,通過撥碼開關(guān)SW101、SW102可改變整個(gè)數(shù)字信號(hào)源位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)的速率,該部分電路原理框圖如圖1-2所示。
圖1-2 數(shù)字信號(hào)源部分原理框圖
晶振出來的方波信號(hào)經(jīng)3分頻后分別送入分頻器和另外一個(gè)可預(yù)置分頻器分頻,前一分頻器分頻后可得到1MHz、256KHz、64KHz、8KHz的方波以及8KHz的窄脈沖信號(hào)?深A(yù)置分頻器的分頻比可通過撥碼開關(guān)SW101、SW102來改變,分頻比范圍是1~9999。分頻后的信號(hào)即為整個(gè)系統(tǒng)的位同步信號(hào)(從信號(hào)輸出點(diǎn)“BS”輸出)。數(shù)字信號(hào)源部分還包括一個(gè)NRZ碼產(chǎn)生電路,通過該電路可產(chǎn)生24位為一幀的周期性NRZ碼序列,該序列的碼型可通過撥碼開關(guān)SW103、SW104、SW105來改變。
五、操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟:
1、將信號(hào)源模塊小心固定在主機(jī)箱中,確保電源接觸良好。
2、插上電源線,打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān),再按下開關(guān)POWER1、POWER2,發(fā)光二極管LED001、LED002發(fā)光,按一下復(fù)位鍵,信號(hào)源模塊開始工作。
3、模擬信號(hào)源部分
、儆^察“32K正弦波”、“64K正弦波”、“1M正弦波”各點(diǎn)輸出的正弦波波形,對(duì)應(yīng)的電位器“32K幅度調(diào)節(jié)”、“64K幅度調(diào)節(jié)”、“1M幅度調(diào)節(jié)”可分別改變各正弦波的幅度。
、诎聪隆皬(fù)位”鍵使U006復(fù)位,波形指示燈“正弦波”亮,波形指示燈“三角波”、“鋸齒波”、“方波”以及發(fā)光二極管LED007滅,數(shù)碼管M001~M004顯示“2000”。
、郯匆幌隆安ㄐ芜x擇”按鍵,波形指示燈“三角波”亮(其他仍熄滅),此時(shí)信號(hào)輸出點(diǎn)“模擬輸出”的輸出波形為三角波。逐次按下“波形選擇”按鍵,四個(gè)波形報(bào)指示燈輪流發(fā)亮,此時(shí)“模擬輸出”點(diǎn)輪流輸出正弦波、三角波、鋸齒波、和方波。
、軐⒉ㄐ芜x擇為正弦波,轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)編碼器K001,改變輸出信號(hào)的頻率,觀察“模擬輸出”點(diǎn)的波形,并注意計(jì)算其頻率是否與數(shù)碼管顯示的一致。轉(zhuǎn)動(dòng)電位器“幅度調(diào)節(jié)1”可改變輸出信號(hào)的幅度,幅度最大可達(dá)3V以上。
、輰⒉ㄐ畏謩e選擇為三角波、鋸齒波、方波、重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
4.數(shù)字信號(hào)源部分
、贀艽a開關(guān)SW101、SW102的作用是改變分頻器的分頻比,得到不同頻率的位同步信號(hào)。分頻前的基頻信號(hào)為2MHz,分頻比變化范圍是1—9999,所以位同步信號(hào)頻率范圍是200Hz~2MHz。
、趯艽a開關(guān)SW101、SW102設(shè)置為00000001 00000000,SW103、SW104、SW105設(shè)置為01110010 0011001110101010,
篇二:通信原理信號(hào)源實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1、 熟悉各種時(shí)鐘信號(hào)的特點(diǎn)及波形。
2、 熟悉各種數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)及波形。
3、 熟悉各種模擬信號(hào)的產(chǎn)生方法及其用途。
4、 觀察分析各種模擬信號(hào)波形的特點(diǎn)。
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1、 熟悉CPLD可編程信號(hào)發(fā)生器各測量點(diǎn)波形。
2、 測量并分析各測量點(diǎn)波形及數(shù)據(jù)。
3、 學(xué)習(xí)CPLD可編程器件的編程操作。
4、 測量并分析各測量點(diǎn)波形及數(shù)據(jù)。
5、 熟悉幾種模擬信號(hào)的產(chǎn)生方法,了解信號(hào)的來源、變換過程和使用方法。
三、實(shí)驗(yàn)器材
1、 信號(hào)源模塊 一塊
2、 連接線若干
3、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)
四、 實(shí)驗(yàn)原理
。ㄒ唬〤PLD可編程數(shù)字信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理
CPLD可編程模塊用來產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所需要的各種時(shí)鐘信號(hào)和各種數(shù)字信號(hào)。它由CPLD可編程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下載接口電路和一塊晶振組成。晶振JZ1用來產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)的32.768MHz主時(shí)鐘。 1、 CPLD數(shù)字信號(hào)發(fā)生器 包含以下五部分:
1) 時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路
將晶振產(chǎn)生的32.768MHZ時(shí)鐘送入CPLD內(nèi)計(jì)數(shù)器進(jìn)行分頻,生成實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)鐘信號(hào)。通過撥碼開關(guān)S4和S5來改變時(shí)鐘頻率。有兩組時(shí)鐘輸出,輸出點(diǎn)為“CLK1”和“CLK2”,S4控制“CLK1”輸出時(shí)鐘的頻率,S5控制“CLK2”輸出時(shí)鐘的頻率。
2) 偽隨機(jī)序列產(chǎn)生電路
通常產(chǎn)生偽隨機(jī)序列的電路為一反饋移存器。它又可分為線性反饋移存器和非線性反饋移存器兩類。由線性反饋移存器產(chǎn)生出的周期最長的二進(jìn)制數(shù)字序列稱為最大長度線性反饋移存器序列,通常簡稱為m序列。
以15位m序列為例,說明m序列產(chǎn)生原理。
在圖1-1中示出一個(gè)4級(jí)反饋移存器。若其初始狀態(tài)為(a3,a2,a1,a0)=(1,1,1,1),則在移位一次時(shí)a1和a0模2相加產(chǎn)生新的輸入a4
110,新的狀態(tài)變?yōu)椋╝4,a3,a2,a1)
。剑0,1,1,1),這樣移位15次后又回到初始狀態(tài)(1,1,1,1)。不難看出,若初始狀態(tài)為全“0”,即“0,0,0,0”,則移位后得到的仍然為全“0”狀態(tài)。這就意味著在這種反饋寄存器中應(yīng)避免出現(xiàn)全“0”狀態(tài),不然移位寄存器的狀態(tài)將不會(huì)改變。因?yàn)?級(jí)移存器共有2=16種可能的不同狀態(tài)。除全“0”狀態(tài)外,剩下15種狀態(tài)可用,即由任何4級(jí)反饋移存器產(chǎn)生的序列的周期最長為15。
4
圖1-1 15位m序列產(chǎn)生
信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)15位的m序列,由“PN”端口輸出,可根據(jù)需要生成不同頻率的偽隨機(jī)碼,碼型為111100010011010,頻率由S4控制,對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1-2所示。
3) 幀同步信號(hào)產(chǎn)生電路
信號(hào)源產(chǎn)生8K幀同步信號(hào),用作脈沖編碼調(diào)制的幀同步輸入,由“FS”輸出。 4) NRZ碼復(fù)用電路以及碼選信號(hào)產(chǎn)生電路
碼選信號(hào)產(chǎn)生電路:主要用于8選1電路的碼選信號(hào);NRZ碼復(fù)用電路:將三路八位串行信號(hào)送入CPLD,進(jìn)行固定速率時(shí)分復(fù)用,復(fù)用輸出一路24位NRZ碼,輸出端口為“NRZ”,碼速率由撥碼開關(guān)S5控制,對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1-2。
5) 終端接收解復(fù)用電路
將NRZ碼(從“NRZIN”輸入)、位同步時(shí)鐘(從“BS”輸入)和幀同步信號(hào)(從“FSIN”輸入)送入CPLD,進(jìn)行解復(fù)用,將串行碼轉(zhuǎn)換為并行碼,輸出到終端光條(U6和U4)顯示。
2、 24位NRZ碼產(chǎn)生電路
本單元產(chǎn)生NRZ信號(hào),信號(hào)速率根據(jù)輸入時(shí)鐘不同自行選擇,幀結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。幀長為24位,其中首位無定義(本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將首位固定為0),第2位到第8位是幀同步碼(7位巴克碼1110010),另外16位為2路數(shù)據(jù)信號(hào),每路8位。此NRZ信號(hào)為集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)。光條(U1、U2和U3)對(duì)應(yīng)位亮狀態(tài)表示信號(hào)1,滅狀態(tài)表示信號(hào)0。
圖1-2 幀結(jié)構(gòu)
1) 并行碼產(chǎn)生器
由手動(dòng)撥碼開關(guān)S1、S2、S3控制產(chǎn)生幀同步碼和16路數(shù)據(jù)位,每組發(fā)光二極管的前八位對(duì)應(yīng)8個(gè)數(shù)據(jù)位。撥碼開關(guān)撥上為1,撥下為0。
2)八選一電路
采用8路數(shù)據(jù)選擇器74LS151,其管腳定義如圖1-3所示。真值表如表1-1所示。
表1-1 74LS151真值表
圖1-3 74LS151管腳定義
74LS151為互補(bǔ)輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器,數(shù)據(jù)選擇端(地址端)為C、B、A,按二進(jìn)制譯碼,從8個(gè)輸入數(shù)據(jù)D0~D7中選擇一個(gè)需要的數(shù)據(jù)。STR為選通端,低電平有效。 本信號(hào)源采用三組8選1電路,U12,U13,U15的地址信號(hào)輸入端A、B、C分別接CPLD輸出的74151_A、74151_B、74151_C信號(hào),它們的8個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D0~D7分別與
S1,S2,S3輸出的8個(gè)并行信號(hào)相連。由表1-1可以分析出U12,U13,U15輸出信號(hào)都是以8位為周期的串行信號(hào)。
。ǘ┠M信號(hào)源實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理
模擬信號(hào)源電路用來產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的各種低頻信號(hào):同步正弦波信號(hào)、非同步信號(hào)和音樂信號(hào)。
(一)同步信號(hào)源(同步正弦波發(fā)生器) 1、 功用
同步信號(hào)源用來產(chǎn)生與編碼數(shù)字信號(hào)同步的2KHz正弦波信號(hào),可用在PAM抽樣定理、增量調(diào)制、PCM編碼實(shí)驗(yàn),作為模擬輸入信號(hào)。在沒有數(shù)字存貯示波器的條件下,用它作為編碼實(shí)驗(yàn)的輸入信號(hào),可在普通示波器上觀察到穩(wěn)定的編碼數(shù)字信號(hào)波形。 2、 電路原理
圖2-1為同步正弦信號(hào)發(fā)生器的電路圖。它由2KHz方波信號(hào)產(chǎn)生器(圖中省略了)、同相放大器和低通濾波器三部分組成。
圖2-1 同步正弦波產(chǎn)生電路
2KHz的方波信號(hào)由CPLD可編程器件U8內(nèi)的邏輯電路通過編程產(chǎn)生!2K同步正弦波”為其測量點(diǎn)。U19A及周邊的電阻組成一個(gè)的同相放大電路,起到隔離和放大作用,。U19C及周邊的阻容網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)截止頻率為2K的二階低通濾波器,濾除方波信號(hào)里的.高次諧波和雜波,得到正弦波信號(hào)。調(diào)節(jié)W1改變同相放大器的放大增益,從而改變輸出正弦波的幅度(0~5V)。 (二)非同步信號(hào)源
非同步信號(hào)源利用混合信號(hào)SoC型8位單片機(jī)C8051F330,采用DDS(直接數(shù)字頻率合成)技術(shù)產(chǎn)生。通過波形選擇器S6
選擇輸出波形,對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管亮。它可產(chǎn)生頻率為
180Hz~18KHz的正弦波、180Hz~10KHz的三角波和250Hz~250KHz的方波信號(hào)。按鍵S7、S8分別可對(duì)各波形頻率進(jìn)行增減調(diào)整。
非同步信號(hào)輸出幅度為0~4V,通過調(diào)節(jié)W4改變輸出信號(hào)幅度?衫盟ㄐ缘赜^察通信話路的頻率特性,同時(shí)用作增量調(diào)制、脈沖編碼調(diào)制實(shí)驗(yàn)的模擬輸入信號(hào)。
。ㄈ┮魳沸盘(hào)產(chǎn)生電路
1、功用
音樂信號(hào)產(chǎn)生電路用來產(chǎn)生音樂信號(hào),作模擬輸入信號(hào)檢查話音信道的開通情況及通話質(zhì)量。
2、工作原理
圖2-2 非同步信號(hào)發(fā)生器電路圖
篇三:通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 各種模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/strong>
1、熟悉各種模擬信號(hào)的產(chǎn)生方法及其用途;
2、分析測量各種模擬信號(hào)觸發(fā)及幅度、頻率等調(diào)節(jié)方法。
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及電路工作原理
1、用示波器在相應(yīng)測試點(diǎn)上測量并觀察:同步正弦波信號(hào)、非同步簡易信號(hào)、電話語音輸出信號(hào)、音樂信號(hào)及話音發(fā)送與接收信號(hào)等的波形。
2、掌握同步正弦波幅度調(diào)節(jié)、非同步正弦波幅度調(diào)節(jié)與頻率調(diào)節(jié)、音樂信號(hào)觸發(fā)及用戶終端回波衰減測量。
3、模擬信號(hào)源電路用來產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的各種音頻信號(hào):同步正弦波信號(hào)、非同步簡易正弦波信號(hào)、音樂信號(hào)及話路用戶電路和音頻功放電路。
圖2-1 通信原理實(shí)驗(yàn)箱
。ㄒ唬┓讲ㄐ盘(hào)
直接使用示波器檢測方波信號(hào)的波形,并記錄
。ǘ┩叫盘(hào)源(同步正弦波發(fā)生器)
1、功用
非同步正弦波發(fā)生器電路請(qǐng)參考圖集“非同步簡易正弦波信號(hào)發(fā)生器電路”,它由U201A、U201B兩級(jí)運(yùn)算放大器和BG201三級(jí)管射隨器組成,兩級(jí)運(yùn)放構(gòu)成
3
W401:功放放大幅度調(diào)節(jié)。
。ㄒ唬┓讲ㄐ盘(hào)的檢測
在數(shù)字信號(hào)源模塊中先后選擇不同頻率的方波信號(hào)源作為示波器的通道一的輸入,將示波器探頭接地夾接地,調(diào)整示波器,使屏幕上出現(xiàn)合適波形。
。ǘ┩叫盘(hào)源的檢測(同步正弦波發(fā)生器)
將同步信號(hào)源接到示波器探頭上,探頭接地夾接地,調(diào)整示波器,使屏幕上出現(xiàn)合適波形。
。ㄈ┓峭叫盘(hào)源的檢測
將非同步信號(hào)源接到示波器探頭上,探頭接地夾接地,調(diào)整示波器,使屏幕上出現(xiàn)合適波形。
。ㄋ模┮魳沸盘(hào)產(chǎn)生電路的檢測
將音樂信號(hào)發(fā)生器的輸出端口接到功放輸入端口,同時(shí)xx用示波器檢測音樂
4
信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)。探頭接地夾接地,調(diào)整示波器,使屏幕上出現(xiàn)合適波形。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
。ㄒ唬┓讲ㄐ盘(hào)的檢測
以引腳TP102為例,檢測的是頻率為1024kHz的方波,圖3-1是其波形
。ǘ┩叫盘(hào)源的檢測(同步正弦波發(fā)生器)
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