课程设计报告

中北大学

课程设计说明书

学生姓名：学

学院：信息与通信工程学院

专业：电子信息工程

题目：信息处理信息实践:

信号的产生与带通滤波器的设计

指导教师：职称:

2016 年 1 月 4 日

中北大学

课程设计任务书

15/16 学年第一学期

学院：信息与通信工程学院

专业：电子信息工程

学生姓名：学号：

学生姓名：学号：

学生姓名：学号：

课程设计题目：信息处理信息实践:

信号的产生与带通滤波器的设计

起迄日期：2016年1月4日～2016年1月22日课程设计地点：学院楼201实验室

指导教师：王玉

下达任务书日期: 2016 年1月 4 日

目录

一基于PCI总线A/D卡的报告 (1)

1.特性 (1)

2.布局图 (2)

3.出厂设置 (2)

4.关于零点、满度调节 (12)

5.寄存器定义 (12)

二设计内容 (13)

三设计原理 (13)

四 MATLAB软件介绍 (15)

五设计过程 (16)

1.信号的产生 (16)

2.对连续输入信号进行采样，进行频谱分析 (18)

3.IIR带通滤波器 (20)

4.对信号进行滤波 (22)

六结果分析 (23)

七心得体会及总结 (24)

参考文献 (25)

附录：总程序代码 (25)

1.基于PCI总线A/D卡的报告

以北京中泰研创科技有限公司的PCI8335A为例进行说明

1.1 特性

模入部分：

输入通道数：单端32路，双端16路

输入电压范围（跳线选择）：4V，5V，10V，±3.33V，±5V，±10V 增益范围（程控）：1，2，4，8（可定制其他增益范围）

输入精度：16Bit

最大采样频率：250KHz

缓冲区（FIFO）：8K

启动转换方式：软件启动/定时/外触发启动

模出部分：

输出通道数：单端4路

输出电压范围：5V，±5V（可定制其他电压范围）

输出精度：12Bit

输出电压建立时间：10uS到0.012%

开关量部分：

电平方式：TTL

输入通道数：16路

输出通道数：16路

计数器部分：

使用芯片：82C54兼容器件

输入通道数：3路

电源功耗: +5V@500mA

使用环境要求:

工作温度: 0℃～50℃

相对湿度:40%～80%

存贮温度:-40℃～+120℃

外形尺寸:长×高=175.6mm X 98.3mm

1.2 布局图（阴影部分是跳线出厂设置）

1.3.1 J1（模拟量输入和模拟量输出接口）D型头

注：ADx表示模拟量输入的第x通道，括号外的为单端定义，括号内的是双端定义

AGND指模拟地，单端使用时为信号地

为防止引入现场干扰，不应该使AD输入信号引脚悬空，可以将不使用的信号引脚与模拟地短路

DAx表示模拟量输出的第x个通道

1.3.2 J2（开关量输入输出和计数器输入接口40PIN）

注：DIx表示开关量输入的第x通道

DOx表示开关量输出的第x通道

CLKx表示计数器输入的第x通道

OUTx表示计数器输出的第x通道

DGND指开关量信号地

为了用户接线方便，我们随卡提供一根转接线，把卡上的J2(40PIN)转换为DB37(37芯D型头)，引到计算机机箱外部。DB37的引脚与开关量等信号的对照关系见下表：

注：DIx表示开关量输入的第x通道

DOx表示开关量输出的第x通道

CLKx表示计数器输入的第x通道

DGND指开关量信号地

1.3.3 JP4、JP5、JP6、JP7(模拟量输入范围选择跳线) 对应关系如图所示：

1.3.4 JP3（模拟量输入单双端选择跳线）

对应关系如图所示：

1.3.5 JP2（模拟量输出单双极性跳线）

对应关系如图所示：

1.3.6 JP1（计数器配置跳线）

用户可以使用此跳线组合进行如下功能：

发出步进电机控制脉冲，频率测量，外触发信号输入。此跳线管脚对应关系如下：

功能对照表如下：

注意：管脚1、管脚4、管脚7是通过逻辑器件7414连接到CLK0、CLK1、CLK2，所以测量用户输入脉冲时将使用下降沿计数。

82C54的输出也是通过7414连接到最终的输出，所以最终J2上的计数

器输出与82C54手册中的输出有一个反相的关系。

1.4 关于零点、满度调节

AD输入部分：使用程控电位器软件调节

DA输出部分：使用电位器调节

WZx：对应通道的零点调节，x为通道号

WFx：对应通道的满度调节，x为通道号

出厂时已经按照单极性调好，一般不需要调整，如果用户使用双极性信号输入，认为双极性零点、满度无法满足要求，可以调节WZx、WFx以满足使用要求。1.5 寄存器定义

2.设计内容

产生三种不同频率的正弦信号并叠加，通过FFT变换得到频域图；并设计在200-300Hz的带通滤波器，并进行频谱分析；再对合成信号进行滤波，对滤波前后信号进行对比；

3.设计原理

理论上信号的采样要符合奈奎斯特采样定律，就是采样频率要高一点，一般为被采信号最高频率的2倍，只有这样，才能保证频域不混叠，也就是采样出来数字信号中包含了被采信号的所有信息，而且没有引入干扰。这就是信号的时域采样。