云南师范大学通信原理实验01信号源.docx

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云南师范大学通信原理实验01信号源

本科学生实验报告

师大学教务处编印

一、实验设计方案

实验序号

实验1

实验名称

信号源

实验时间

2014-3-14

实验室

师大学同析3栋通信原理实验室

1、实验目的

1.1了解频率连接变化的各种波形的产生方法;

1.2了解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用;

1.3熟练掌握信号源模块的使用方法。

2、实验容

2.1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；

2.2观察点频方波信号的输出；

2.3观察点频正弦波信号的输出；

2.4波动拨码开关，观察码型可变NRZ码的输出；

2.5观察位同步信号的帧同步信号的输出；

3、实验仪器及实物图

3.1信号源模块（一块），如下图；

图一信号源实物图

其号源中的主要器件有：

1CPLD：

ALTERMAXEPM3256ATC144-10，该器件是Altera公司的MAX3000系列CPID，其特点如下：

●高性能，低功耗CMOSEEPOM技术

●遵循IEEESTD.1149.1JOINTTESTACTIONGROUP（JTAG）增强的ISP功能

●高密度可编程逻辑器件，5000可用门

●4.5-nspintopin延时，最高频率227.3Mhz

●I/O接口支持5V、3.3V和2.5V等多种电平，实物图如下：

2存储器：

ATMELAT28C64B

●ATMEL（爱特梅尔）AT28C64是一种采用NMOS、CMOS工艺制成的8K×8位28引脚的可用碘擦除可编程只读存储器。

●其读写像SRAM操作一样，不需要外加任何元器件，读访问速度可为45ns-450ns,在写入之前自动擦除，有部分芯片具有两种写入方式，一种像28（C）17一样的字节写入方式，还有另一种页写入方式，AT28C64的也寄存器为64B。

●ATMEL并行节后EEPROM程序储存器芯片AT28C64采用单一电源+5V±0,1V，低功耗工作电流30mA,备用状态时只有100pA出，与TTL电平兼容。

●一般商业品工作温度围为0-70℃，工业品为-40-+85℃。

实物图如下：

3MCU:

ATMELAT89S51

AT89S51-24PC单片机，最高工作频率24M，供电电压围4.0-5.5V，40脚DIP封装，片4K字节的FLASH程序存储器，128字节的片ram，2个定时器、计数器，6个中断源等。

实物图如上：

3.220M双综示波器（一台），如下图：

3.3连接线（若干），如下图：

4、实验原理、实验流程或装置示意图

实验原理：

一、数字部分

数字部分为实验箱提供的以2M为基频、分频比为1-9999的BS、2BS、FS信号及24位的NRZ码，井提供lM、256K、64K、32K、8K的方波信号。

信号源数字部分的信号是直接由CPLD分频得到的。

（1）首先将24M的有源晶振进行三分频得到8M的时钟信号。

（2）然后通过可预置的分频电略（分频比1-9999）.由于经可预置分频器出来的信号是窄脉冲，因此通过D触发器二分频将其变为占空比是50%的信号，因此从CPLD（复杂可编程逻辑器件）得到的BS信号频率足咀2M为基频进行1-9999分频的信号。

（3）BS信号经过一个24分频的电路得到一个窄脉冲，即是FS信号。

（4）WRZ码产生器通过对FS信号和BS信号的触发得到同外部码型调节一样的NRZ码。

（5）8M的信号连用于产生lM、256K、64K.32K、8K的信号。

（6）DO-D7为预目端口。

二模拟部分

模拟信号源部分可以输出频率和幅度可任意改变的正弦渡（频率变化围100Hz-10KHz）、三角波（频率变化围100Hz-1KHz）、方波（频率变化围100Hz-10KHz）、锯齿波（频率变化围100Hz-1KHz），出及提供的32K、64K止弦波的载波信号。

正弦波、方波、锯齿波、三角波一个周期的点数据被以不同的地址存入波形数据存储器中，单片机根据波形进择开关和频率调节器送入的信息，一方面发控制信号给CPLD调制CPLD中分频器的分频比，并将分频后的频率通过驱动数码管显7J7出来，另一方面通过控制CPLD使其输出与波形选择及分频比输出的频率相对应的地址信号送到波形数据存储器中，然后输出的波形的数字信号依次通过D/A转换器、滤波器、放人器得到所需要的模拟信号。

4、实验设备及材料

信号源模块（前面已介绍）；

20M双综示波器；

5、实验方法步骤及注意事项

将信号源模块小心地同定在主机箱中，确保电源接触良好。

插上电源线，打开主机箱右侧的交流开戈，再按下开关POWERl、POWER2，发光一极管LEDOl、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）。

一、模拟部分

①观察“32K正弦波”和“64K正弦波”输出的正弦波波彤，调节对应的电位器的“幅度调节”可分别改变备正弦波的幅度。

2按下“复位”按键使U03复位，波形指7F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SNW1-SNW4昱示”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。

4将波形选择为正弦波时（对应技光二报管亮），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：

发光二板管LED07熄灭，转动旋转编码器时，频率以IHz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IHz为单位变化）

其中，旋转旋转编码器实物图为：

。

5将波形分别选择为三角波、锯齿波、方波，重复上述实验。

6电位器W02用来调节开关电容滤波器U06的控制电压，电位器WO1用来调节D/A转换器L05的参考电压，这两个电位器在出长时已经调好，切勿自行调节。

二、数字信号游部分

①拨码开关SW04、sw05的作用是改变分频器的分频比（以4位为个单元，对应十进制数的l位，以BCD码分别表示分频比的千位、白位、十位和个位），得到不同频率的位同步信号。

分频前的频频信号为2Mhz，分频比变换围为0-9999，所以位同步信号频率围是200Hz-2MHz。

例如，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，将拨码升关SW04、sw05设置为0000000l00101000，就可得到15625KHz的方被信号。

拨码开关SWOI、SW02、SW03的作用是改变NRZ码的码型。

l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l，往下拨时，对应的码元为O。

②将拨码丌关SW04、sw05设置为0000000l00101000．SWOI、SW02、sw03设置为0110010、00110011和10101010，观察BS、2BS、FS、NRZ波形。

3改变各拨码开关的设置，反复观察以上各点波形。

4察1024K、256K、64K、32X、8K并画波形（由于时钟信号晶振输出的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，电路板上的标坦为近似值，这点请注意）。

二．实验过程

1、实验现象及结果

原始波形，24MHZ输出：

2KHZ正弦波：

其号源板上数码管显示的为：

三角波：

锯齿波：

方波：

62.5K的正弦波：

31.25K的正弦波：

31.25K的方波：

1Mhz的方波：

250KHZ的方波：

62.5KHZ的方波：

31.25K的方波：

8K的方波：

BS波形：

2BS波形：

FS波形：

NRZ波形：

课后总结及思考：

1、什么是D/A、A/D转换器？

答：

D/A转换器是数字量转换为模拟量的电子器件。

A/D转换器是模拟量转换为数字量的电子器件。

在工业控制过程中，他占是控制系统与微机之问不可缺少的接口方式。

要实现自动控制，就要检测有关参数，AD转换器，把检测到的电压或电流信号（模拟量）转换成计算机能够识别的等效数字量，这些数字量经过计算机处理后输出结果，通过D/A转换器变为电压或电流信号，送到执行机构，达到控制某种过程的目的。

2、什么是单片机，简述本实验通过单片产生出正弦波、方波、锯齿渡、三角波信号的过程？

答：

单片机又称微控制器（MicrocontrolUnit，简写为MCU），指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。

本实验通过单片机可产生各种频率的数字正弦波、方波、锯齿波、三角波信号，然后再通过CPLD分频器和滤波器得出需要的频率的波形，在通过DA转换后在示波器上进行观察。

通过对基本信号波形的输出实验，进一步熟悉了实验板的基本组成部分及实验板上的芯片功能，为接下来的实验打下基础。

教师评语及评分：

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