信号发生器系统实验.
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信号发生器系统实验
一、 实验目的 1、了解时钟信号的产生方法； 2、掌握用数字电路产生伪随机序列码的实现方法； 3、了解PCM编码的收/发帧同步信号的产生过程； 4、了解几种常见的数字基带信号。 二、实验内容 1、用内时钟信号源产生的信号作为总时钟输入，分别分析各级 电路，并测出各测量点波形； 2、分析伪随机码发生器的工作原理； 3、掌握数字基带各种信号的定义与产生方法，观察各点波形； 4、熟悉时分复用信号的产生与帧同步信号集中插入的方法，观 察各点波形； 5、掌握用函数发生器产生正弦波和三角波的方法，观察并调节 8038的输出波形。
三、 实验原理
信号发生器分为三个独立的部分： ①以4.096MHz晶振为中心的时钟信号产生部分 ②以4.433MHz晶振为中心的数字信号产生部分 ③以8038函数发生器为中心的模拟信号产生部分
1、时钟信号产生部分 该部分的作用是产生不同频率的方波、伪随机序列及其他脉 冲信号，其原理框图及其电路原理图分别如图1-1、图1-2所示。
U0 25 B 9
U0 23 E
10
1 6K U0 21 3 2K 6 5 4 3 10 7 1 2 9 VCC P4 P3 P2 P1 TE PE CL R CL K LD 11 12 13 14 13 U0 22 F 12
7 4F04 U0 23 D 8
分 频 器
Q4 Q3 Q2 Q1
11 12 13 14
1 28 K 2 56 K 5 12 K 1 02 4K
CO
15
128KHz
P4 P3 P2 P1 TE PE CL R CL K LD
分 频 器
Q4 Q3 Q2 Q1
7 4F04 5 U0 23 C 6
分 频 器
Q4 Q3 Q2 Q1
1K
7 4F04 13 U0 23 F 7 4F04 12
2K
6 4K
CO
15 T P00 4
7 4F04
CO
15
T P00 6
10
4.096MHz
D CL K
PRE
Q
U0 18 B 9
2 3
D CL K
PRE
Q
U0 25 A 5
VCC 12 11 D CL K CL R PRE Q
4
U0 18 A 5
伪随机码
11
2.048MHz
Q 8 7 4F74
CL R VCC
Q
6 7 4F74 VCC
CL R
U0 24 A 12 7 4F10
内时钟源 4.096MHz
1.024MHz 32KHz
伪随机码
产生电路
伪随机码
时
512KHz 256KHz 128KHz
时
2KHz
钟
分 2分频 频
钟
分 频 分帧同步
帧同步信号
信号产生
11 8K U0 20 U0 19 6 5 4 T P00 2 3 10 7 1 2 2 04 8K 9 VCC P4 P3 P2 P1 TE PE CL R CL K LD 6 5 4 3 10 7 1 2 9 VCC T P00 3 11 12 13 14 9
VCC 4 7 4F04 3 U0 23 B
二分频
13 2 1
3级反馈移位寄存器
U0 27 A 3 7 4F86 2 1
P N 码 输 出
13
1
（ 1 ） 时 钟 信 号 源 ： 内 时 钟 信 号 源 电 路 由 晶 振 CRY002(4.096MHz)、电阻R014(1K)和R015(1K)、电容C023(0.01uF)、 非门U023:A(74LS04)和U023:B(74LS04)组成。加电后，在U023:A的 输出端输出一个较为理想的方波信号，其振荡频率为4.096MHz，经 过D触发器U018:B(74LS74)二分频后，输出2.048MHz的方波信号， 送到分频电路U019:74LS161的第2脚。
7 4F16 1A
时钟
3 2K 2K
7 4F16 1A
7 4F16 1A
P8K
K0 01
来自百度文库
10
VCC
T P00 7 U0 25 B 9 VCC 2 3 Q 7 4F74 8 CL R VCC 7 4F74 D CL K Q 6 PRE Q
4
U0 23 A 7 4F04 1 R0 14 C0 23 1 03 R0 15 1K CRY0 02 4 . 09 6M Hz 2 12 1K
13
1
（2）三级基准信号分频电路及PCM编码调制收发帧同步信号产生 电路：该电路的输入时钟信号为2.048MHz的方波，即测试点TP002端， 三级基准信号分频电路及 PCM编码调制同步信号由三级可预置四位二 进制计数器（带直接清零）组成，逐次分频变成8KHz窄脉冲。 U019、U020、U021(74LS161)的第二引脚为各级时钟输入端，输入时 钟分别为2048KHz、128KHz、8KHz。预置数据输入端P3、P2、P1、P0 均接地,为低电平,这样每次均从零开始计数,计数到16个脉冲后,其15脚 为进位输出端输出一个16分频的128KHz、8KHz窄脉冲信号。每级的 Q0、Q1、Q2、Q3输出均为2分频输出波形。由第1级分频电路U019产生 的128KHz窄脉冲和由第2级分频电路U020产生的8KHz窄脉冲经处理后 输出PCM编译码器中的收、发帧同步信号,同时产生256KHz、64KHz、 32KHz、16KHz、2KHz、1KHz方波信号。 （3）伪随机码发生电路：显著特点是 (A)随机特性(B)预先可确定 性 (C)可重复实现。采用带有两个反馈抽头的 3 级反馈移位寄存器来产 生7位伪随机序列。设初始状态为111（Q2Q1Q0=111）,则在时钟的作用 下移位一次后，由Q1与Q0模二加后产生新的输入Q2=Q0Q1=11=0，新状 态变为 Q2Q1Q0=011 。移位两次时，由 Q1 与 Q0 模二加后产生新的输入 Q2=Q0Q1=11=0 ，则新状态变为 Q2Q1Q0=001 ，依次类推，移位 7 次后， 新状态变为111，即回到初始状态。
时钟 输出
110 Q2 Q1 Q0 101 010
111 011 001 100
T P00 6
1110010
7位长PN码
+
保证不出现Q2Q1Q0=000状态
10 4
跳线开关
3 2K 2K T P00 7
K0 01
2 3
D CL K
PR E
Q
U0 25 A 5
VC C 12 11 D CL K CL R Q PR E Q
一、 实验目的 1、了解时钟信号的产生方法； 2、掌握用数字电路产生伪随机序列码的实现方法； 3、了解PCM编码的收/发帧同步信号的产生过程； 4、了解几种常见的数字基带信号。 二、实验内容 1、用内时钟信号源产生的信号作为总时钟输入，分别分析各级 电路，并测出各测量点波形； 2、分析伪随机码发生器的工作原理； 3、掌握数字基带各种信号的定义与产生方法，观察各点波形； 4、熟悉时分复用信号的产生与帧同步信号集中插入的方法，观 察各点波形； 5、掌握用函数发生器产生正弦波和三角波的方法，观察并调节 8038的输出波形。
三、 实验原理
信号发生器分为三个独立的部分： ①以4.096MHz晶振为中心的时钟信号产生部分 ②以4.433MHz晶振为中心的数字信号产生部分 ③以8038函数发生器为中心的模拟信号产生部分
1、时钟信号产生部分 该部分的作用是产生不同频率的方波、伪随机序列及其他脉 冲信号，其原理框图及其电路原理图分别如图1-1、图1-2所示。
U0 25 B 9
U0 23 E
10
1 6K U0 21 3 2K 6 5 4 3 10 7 1 2 9 VCC P4 P3 P2 P1 TE PE CL R CL K LD 11 12 13 14 13 U0 22 F 12
7 4F04 U0 23 D 8
分 频 器
Q4 Q3 Q2 Q1
11 12 13 14
1 28 K 2 56 K 5 12 K 1 02 4K
CO
15
128KHz
P4 P3 P2 P1 TE PE CL R CL K LD
分 频 器
Q4 Q3 Q2 Q1
7 4F04 5 U0 23 C 6
分 频 器
Q4 Q3 Q2 Q1
1K
7 4F04 13 U0 23 F 7 4F04 12
2K
6 4K
CO
15 T P00 4
7 4F04
CO
15
T P00 6
10
4.096MHz
D CL K
PRE
Q
U0 18 B 9
2 3
D CL K
PRE
Q
U0 25 A 5
VCC 12 11 D CL K CL R PRE Q
4
U0 18 A 5
伪随机码
11
2.048MHz
Q 8 7 4F74
CL R VCC
Q
6 7 4F74 VCC
CL R
U0 24 A 12 7 4F10
内时钟源 4.096MHz
1.024MHz 32KHz
伪随机码
产生电路
伪随机码
时
512KHz 256KHz 128KHz
时
2KHz
钟
分 2分频 频
钟
分 频 分帧同步
帧同步信号
信号产生
11 8K U0 20 U0 19 6 5 4 T P00 2 3 10 7 1 2 2 04 8K 9 VCC P4 P3 P2 P1 TE PE CL R CL K LD 6 5 4 3 10 7 1 2 9 VCC T P00 3 11 12 13 14 9
VCC 4 7 4F04 3 U0 23 B
二分频
13 2 1
3级反馈移位寄存器
U0 27 A 3 7 4F86 2 1
P N 码 输 出
13
1
（ 1 ） 时 钟 信 号 源 ： 内 时 钟 信 号 源 电 路 由 晶 振 CRY002(4.096MHz)、电阻R014(1K)和R015(1K)、电容C023(0.01uF)、 非门U023:A(74LS04)和U023:B(74LS04)组成。加电后，在U023:A的 输出端输出一个较为理想的方波信号，其振荡频率为4.096MHz，经 过D触发器U018:B(74LS74)二分频后，输出2.048MHz的方波信号， 送到分频电路U019:74LS161的第2脚。
7 4F16 1A
时钟
3 2K 2K
7 4F16 1A
7 4F16 1A
P8K
K0 01
来自百度文库
10
VCC
T P00 7 U0 25 B 9 VCC 2 3 Q 7 4F74 8 CL R VCC 7 4F74 D CL K Q 6 PRE Q
4
U0 23 A 7 4F04 1 R0 14 C0 23 1 03 R0 15 1K CRY0 02 4 . 09 6M Hz 2 12 1K
13
1
（2）三级基准信号分频电路及PCM编码调制收发帧同步信号产生 电路：该电路的输入时钟信号为2.048MHz的方波，即测试点TP002端， 三级基准信号分频电路及 PCM编码调制同步信号由三级可预置四位二 进制计数器（带直接清零）组成，逐次分频变成8KHz窄脉冲。 U019、U020、U021(74LS161)的第二引脚为各级时钟输入端，输入时 钟分别为2048KHz、128KHz、8KHz。预置数据输入端P3、P2、P1、P0 均接地,为低电平,这样每次均从零开始计数,计数到16个脉冲后,其15脚 为进位输出端输出一个16分频的128KHz、8KHz窄脉冲信号。每级的 Q0、Q1、Q2、Q3输出均为2分频输出波形。由第1级分频电路U019产生 的128KHz窄脉冲和由第2级分频电路U020产生的8KHz窄脉冲经处理后 输出PCM编译码器中的收、发帧同步信号,同时产生256KHz、64KHz、 32KHz、16KHz、2KHz、1KHz方波信号。 （3）伪随机码发生电路：显著特点是 (A)随机特性(B)预先可确定 性 (C)可重复实现。采用带有两个反馈抽头的 3 级反馈移位寄存器来产 生7位伪随机序列。设初始状态为111（Q2Q1Q0=111）,则在时钟的作用 下移位一次后，由Q1与Q0模二加后产生新的输入Q2=Q0Q1=11=0，新状 态变为 Q2Q1Q0=011 。移位两次时，由 Q1 与 Q0 模二加后产生新的输入 Q2=Q0Q1=11=0 ，则新状态变为 Q2Q1Q0=001 ，依次类推，移位 7 次后， 新状态变为111，即回到初始状态。
时钟 输出
110 Q2 Q1 Q0 101 010
111 011 001 100
T P00 6
1110010
7位长PN码
+
保证不出现Q2Q1Q0=000状态
10 4
跳线开关
3 2K 2K T P00 7
K0 01
2 3
D CL K
PR E
Q
U0 25 A 5
VC C 12 11 D CL K CL R Q PR E Q