通信原理实验报告资料

CPLD可编程数字信号发生器实验

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。

二、实验内容

1、熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形。

2、测量并分析各测量点波形及数据。

三、实验仪器

1、通信原理 0 号模块一块

2、示波器一台

四、实验原理

1、CPLD数字信号发生器，包括以下五个部分：

①时钟信号产生电路；

②伪随机码产生电路；

③帧同步信号产生电路；

④ NRZ码复用电路及码选信号产生电路；

⑤终端接收解复用电路。

2、24位NRZ码产生电路

本单元产生NRZ信号，信号速率可根据输入时钟不同自行选择，帧结构如下图所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16路为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。LED亮状态表示1码，熄状态表示0码。

五、实验框图

六、实验步骤

1、观测时钟信号输出波形。

信号源输出两组时钟信号，对应输出点为“CLK1”和“CLK2”，拨码开关S4的作用是改变第一组时钟“CLK1”的输出频率，拨码开关S5的作用是改变第二组时钟“CLK2”的输出频率。拨码开关拨上为1，拨下为0，拨码开关和时钟的对应关系如下表所示

按如下方式连接示波器和测试点：

启动仿真开关，开启各模块的电源开关。

1）根据表1-2改变S4，用示波器观测第一组时钟信号“CLK1”的输出波形；2）根据表1-2改变S5，用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形。

2、用示波器观测帧同步信号输出波形。

信号源提供脉冲编码调制的帧同步信号，在点“FS”输出，一般时钟设置为2.048M、256K，在后面的实验中有用到。

按如下方式连接示波器和测试点：

启动仿真开关，开启各模块的电源开关。

将拨码开关S4分别设置为“0100”、“0111”或别的数字，用示波器观测“FS”的输出波形。

3、用示波器观测伪随机信号输出波形

伪随机信号码型为111100010011010，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。

按如下方式连接示波器和测试点：

4、观测NRZ码输出波形

信号源提供24位NRZ码，码型由拨码开关S1，S2，S3控制，码速率和第二组时钟速率相同，由S5控制。

按如下方式连接示波器和测试点：

示波器通道目标测试点说明

通道１PN PN序列

启动仿真开关，开启各模块的电源开关。

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（改变S5设置值），用示波器观测“NRZ”输出波形。

3）保持码速率不变，改变码型（改变S1、S2、S3设置值），用示波器观测“NRZ”输出波形。

七、实验结果

1．（1）

CLK1 0000 CLK1 0001

CLK1 0010 CLK1 0011

CLK1 0100 CLK1 0101

（2）

CLK2 0000 CLK2 0001

CLK2 0010

随着时钟频率的变小，即周期逐渐变大

2、

S4 0100 S4 0111

频率越小产生的脉冲就越多，存在整数倍的关系，与位数有关系。2.048MHZ 是256HZ的8倍，即2的3次方，波形是其三倍。

3、

S4 0000

S4 改为0001

一定时间之后图形出现循环，每个周期内0和1出现的概率相等。

4、（1）

（2）S5 改为0001

（3）

模拟信号源实验

一、实验目的

1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。

2、观察分析各种模拟信号波形的特点。

二、实验内容

1、测量并分析各测量点波形及数据。

2、熟悉几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、实验仪器

1、通信原理 0 号模块一块

2、示波器一台

四、实验原理

滤波器三部分组成。

模拟信号源电路用来产生实验所需的各种低频信号：同步正弦波信号、非同步信号、音乐信号和载波信号。

1、同步正弦波信号

1）功用

同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz正弦波信号，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。

2）电路原理

图2-1为同步正弦信号发生器的电路图。它由2KHz方波信号产生器（图中省略了）、同相放大器和低通

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”为其测量点。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，得到正弦波信号。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(直接数字频率合成)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~18KHz的正弦波、180Hz~10KHz的三角波和250Hz~250KHz 的方波信号。按键S7、S8分别可对各波形频率进行增减调整。

非同步信号输出幅度为0~4V，通过调节W4改变输出信号幅度。可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用作增量调制、脉冲编码调制实验的模拟输入信号。

图2-2 非同步信号发生器电路