通信信号源实验.docx
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通信信号源实验.docx
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通信信号源实验
信号源实验
一、实验目的
1、了解频率连续变化的各种波形的产生方法。
2、掌握用FPGA产生伪随机编码的方法。
3、掌握码型变换NRZ码产生的方法
4、了解用FPGA进行电路设计的基本方法。
5、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
6、熟练掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容
1、观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示。
2、观察点频方波信号的输出。
3、观察点频正弦波信号的输出。
4、拨动拨码开关,观察码型可变NRZ码的输出。
5、观察位同步信号和帧同步信号的输出。
6、改变FPGA程序,扩展其他波形。
三、实验仪器
1、信号源模块;
2、20M双踪示波器一台;
3、连接线若干。
四、实验原理
信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分,分别产生模拟信号和数字信号。
1、模拟信号源部分
模拟信号源部分可以输出频率和幅度任意改变的正弦波(频率变化范围100Hz~10KHz)、三角波(频率变化范围100Hz~1KHz)、方波(频率变化范围100Hz~10KHz)、锯齿波(频率变化范围100Hz~1KHz)以及32KHz、64KHz的点频正弦波(幅度可以调节),各种波形的频率和幅度的调节方法请参考实验步骤。
该部分电路原理框图如图1-1所示。
2、数字信号源部分
数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、NRZ码(可通过拨码开关SW103、SW104、SW105改变码型)以及位同步信号和帧同步信号。
绝大部分电路功能由U01来完成,通过拨码开关SW101、SW102可改变整个数字信号源位同步信号和帧同步信号的速率,该部分电路原理框图如图1-2所示。
五、实验步骤
1、将信号源模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2、插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再按下开关POWER1、POWER2,发光二极管LED01、LED02发光,按一下复位键,信号源模块开始工作。
(注意,此处只是验证通电是否成功,在实验中均是先连线,后打开电源做实验,不要带电连线)
3、模拟信号源部分
①观察“32K正弦波”和“64K正弦波”输出的正弦波波形,调节对应的电位器的“幅度调节”可分别改变各正弦波的幅度。
②按下“复位”按键使U03复位,波形指示灯“正弦波”亮,波形指示灯“三角波”、“锯齿波”、“方波”以及发光二极管LED07灭,数码管SM01~SM04显示“2000”。
③按一下“波形选择”按键,波形指示灯“三角波”亮(其它仍熄灭),此时信号输出点“模拟输出”的输出波形为三角波。
逐次按下“波形选择”按键,四个波形指示灯轮流发亮,此时“模拟输出”点轮流输出正弦波、三角波、锯齿波和方波。
④将波形选择为正弦波时(对应发光二极管亮),转动“频率调节”的旋转编码器,可改变输出信号的频率,观察“模拟输出”点的波形,并用频率计查看其频率与数码管显示的是否一致。
转动对应电位器“幅度调节”可改变输出信号的幅度,幅度最大可达5V以上。
(注意:
发光二极管LED07熄灭,转动旋转编码器时,频率以1Hz为单位变化;按一下旋转编码器,LED07亮,此时旋转旋转编码器,频率以50Hz为单位变化;再按一下旋转编码器,LED07熄灭,频率再次以1Hz为单位变化)
⑤将波形分别选择为三角波、锯齿波、方波,重复上述实验。
⑥模拟信号放大通道:
用导线连接“模拟输出”点与“IN”点,观察“OUT”点波形,
转动电位器“幅度调节2”可改变输出信号的幅度(最大可达6V以上)。
⑦电位器SW006用来调节开关电容滤波器U06的控制电压,电位器W01用来调节D/A器转换U05的参考电压,这两个电位器在出厂时已经调好,切勿自行调节。
4、数字信号源部分
①拨码开关SW04、SW05的作用是改变分频器的分频比(以4位为一个单元,对应十进制数的1位,以BCD码分别表示分频比的千位、百位、十位和个位),得到不同频率的位同步信号。
分频前的基频信号为2MHz,分频比变化范围是1~9999,所以位同步信号频率范围是200Hz~2MHz。
例如,若想信号输出点“BS”输出的信号频率为15.625KHz,则需将基频信号进行128分频,将拨码开关SW04、SW05设置为0000000100101000,就可以得到15.625KHz的方波信号。
拨码开关SW01、SW02、SW03的作用是改变NRZ码的码型。
1位拨码开关就对应着NRZ码中的一个码元,当该位开关往上拨时,对应的码元为1,往下拨时,对应的码元为0。
②将拨码开关SW04、SW05设置为0000000100101000,SW01、SW02、SW03设置为011100100011001110101010,观察BS、2BS、FS、NRZ波形。
3改变各拨码开关的设置,重复观察以上各点波形。
4观察1024K、256K、64K、32K、8K各点波形(由于时钟信号为晶振输出的24MHz方波,所以整数倍分频后只能得到的1000K、250K、62.5K、31.25K、7.8125K信号,电路板上的标识为近似值,这一点请注意)。
6、实验结果
32KHz正弦图
64KHz正弦图
1MHz正弦图
正弦波
三角波
锯齿波
矩形波
(四)拨码开关SW04、SW05设置为0000000100101000输出的波形:
BS
2BS
FS
改变各拨码开关的设置0000000100100100观察波形
BS输出波形
2BS输出波形
FS输出波形
Z8K波形
8K
32K
64K
1024K
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