信号源实验

信号源实验
一、实验目的。

1.熟悉各种时钟信号的特点及波形。

2.熟悉各种数字信号的特点及波形。

3.熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。

4．观察分析各种模拟信号波形的特点。

二、实验内容。

1.熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形。

2.学习CPLD可编程器件的编程操作。

3.测量并分析各测量点波形及数据。

4.熟悉各种模拟信号的产生方法，了解信号的来源、变换过程和使用方法。

三、实验器材。

1．信号源模块。

一块
2．连接线。

若干
3.20M双踪示波器。

一台
四、实验原理。

1.CPLD可编程模块用来产生试验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。

CPLD数字信号发生器包含以下五个部分：
1）时钟信号产生电路
将晶振产生的32.768MHz时钟送入CPLD内计数器进行分频，生成实验所需的时
钟信号。

通过拨码开关S4和S5来改变时钟频率。

输出点分别为“CLK1”和“CLK2”。

2）伪随机序列产生电路
通常产生伪随机序列的电路为一反馈移存器。

它又可分为线性反馈移存器和非
线性反馈移存器两类。

3）桢同步信号产生电路
信号源产生8k桢同步信号，用作脉冲编码调制的桢同步输入，由“FS”输出。

4）NRZ码复用电路及其码选信号产生电路
码选信号产生电路：主要用于8选1电路的码选信号；NRZ码复用电路：将三
路八位串行信号送入CPLD，进行固定速率时分复用，复用输出一路24位NRZ
码，输出端口为“NRZ”，码速率由拨码开关S5控制。

5）终端接收解复用电路
将NRZ码，位同步时钟和桢同步信号送入CPLD，进行解复用，将串行码转换为
并行码，输出到终端光条显示。

2.24位NRZ码产生电路
1）并行码产生器
由手动拨码开关S1、S2、S3控制产生桢同步码和16路数据位，每组发光二极管
的前八位对应8个数据位。

2）八选一电路
采取8路数据选择器74LS151。

74LS151为互补输出的8选1数据选择器，数据
选择端为C、B、A，按二进制译码，从8个输入数据D0-D7中选择一个需要的数
据。

3.同步信号源
1）功用
同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz正选波信号，可用在PAM抽样
定理、增量调制、PCM编码实验，作为模拟输入信号。

在没有数字存储示波器的
条件下，用它作为编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的编码数
字信号波形。

2）电路原路
2KHz的方波信号由CPLD可编程器件U8内的逻辑电路通过编程产生。

2K同步正
弦波为其测试点。

U19A及周边的电阻组成一个的同相放大电路，起到隔离和放大
的作用。

U19C及周边的阻容网络组成一个截止频率为2K的二阶低通滤波器,滤除
方波信号里的高次谐波和杂波,得到正弦信号.调节W1改变同相放大器的放大增
益,从而改变输出正弦波的幅度(0-5V)。

2.非同步信号源
非同步信号源利用混合信号SoC型8位单片机C8051F330，采用DDS技术产生。

通过波形选择器S6选择输出波形，对应发光二极管亮。

它可产生频率为180Hz到18Hz 的正弦波、180Hz到10KHz的三角波和250Hz到250KHz的方波信号。

五、实验步骤。

1．打开信号源模块的电源开关POWER1，使信号源模块工作。

2．观测时钟信号输出波形。

改变S4,选取8k时钟。

改变S5,选择4.096M时钟.
3．用示波器观测桢同步信号输出波形。

信号源提供脉冲调制的桢同步信号，在点“FS”输出，一般时钟设置为2.048M，256K。

将拨码开关S4分别设置为“0100”，用示波器观测“FS”的输出波形。

4．用示波器观测伪随机信号输出波形。

5．观测NRZ码输出波形。

1）将拨码开关S1，S2，S3设置为“01110010 11001100 10101010”，S5设为“1010”，用示波器观测“NRZ”输出波形。

2）保持码型不变，改变码速率，设定S5为0111,用示波器观测“NRZ”输出波形。

3）保持码速率不变，改变码型，设定为“10001101 10010011 01010101”用示波器观测“NRZ”输出波形。

6．用示波器测量“2k同步正弦波”、“64k同步正弦波”、“128k同步正弦波”各点输出的正弦波波形，对应的电位器W1，W2，W3可分别改变各正弦波的幅度。

7．用示波器测量“非同步信号源”输出波形。

1）按键S6选择为“正弦波”，改变W4，调节信号幅度，用示波器观察输出波形。

2）保持信号幅度为2V，改变S7，S8，调节信号频率，用示波器观察输出波形。

3）将波形分别选择为三角波，方波。

重复上面两个步骤。

六、实验心得。

实验本身不难，但是前提是需要熟悉实验仪器的使用。

由于第一次使用，还是有点生疏，但一会儿就好了。

对于仪器，仪器本身似乎有些不好。

因为示波器出现的波形图不是很稳定，一直在跳动，这是在操作正确的情况下才出现的。

所以在记录波形时，需要按下”stop”使波形稳定下来才行。

总的来说，实验还有一些觉得不是很清楚，原理不是了解的很透彻。

就稀里糊涂的做了，可能实验有点仓促。

希望下次能预习好理论部分，对这些有了解之后,做起实验会更好的。