通信原理实验报告一.docx

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1、实验一 信号源实验一、实验目的1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。2、掌握信号源模块的使用方法。二、实验内容1、对应液晶屏显示，观测DDS信源输出波形。2、观测各路数字信源输出。3、观测正弦点频信源输出。4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。三、实验仪器1、信号源模块一块2、20M双踪示波器一台 四、实验原理信号源模块大致分为DDS信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。1、DDS信源DDS直接数字频率合成信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS信源 按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。正弦波输出频率范围为1Hz

2、200KHZ,幅度范围为200mV4V。三角波输出频率范围为1Hz20KHz,幅度范围为200mV4V。锯齿波输出频率范围为1Hz20KHz,幅度范围为200mV4V。方波A输出频率范围为1Hz50KHz,幅度范围为200mV4V,占空比50%不变。方波B输出频率范围为1Hz20KHz,幅度范围为200mV4V,占空比以5%步进可调。输出波形如下图1所示。正弦波：1Hz-200KHz图1-1 DDS信源信号波形2、数字信源（1）数字时钟信号24.576M：钟振输出时钟信号，频率为24.576MHz。2048K：类似方波的时钟信号输出点，频率为2048 KHz。64K：方波时钟信号输出点，频率为

3、64 KHzo32K：方波时钟信号输出点，频率为32KHzo8K：方波时钟信号输出点，频率为8KHzo输出时钟如下图1-2所示。At1t32K18K图1-2数字时钟信号波形(2)伪随机序列15位一周期循环。PN15： N=15位的m序列输出点,码型为1111 0101 1001 000,PN31： N = 31 位的 m 序列输出点，码型为 1111 1001 1010 0100 0010 1011 1011 000, 31 位一周 期循环。PN511： N=511位的m序列输出点，511位一周期循环。(3) 24位NRZ码信源24位NRZ码型由“NRZ码型选择”拨码开关SW01、SW02、S

4、W03任意设置；码速率由“码速率选择”拨码开关SW04、SW05任意设置。拨码开关SW04、SW05的作用是改变分频器的分频比。每4位对应BCD码的1位，来分别表 示分频比的千位、百位、十位、个位。用于分频的主频是768KHz, 4位BCD码最大表示为“9”，大于“9”的均认为是“9”。 例如：SW04、SW05设置为00000001 00101000,表示对768KHz主频128分频，此时测试点“BS” 输出位同步频率为6 KHz, “NRZ”码速率为6KbpsoNRZ：24位NRZ码输出点，码速率数值上等于位同步信号BS的频率，码型可通过拨码开关 SWOK SW02、SW03改变，24位一

5、周期循环。BS：2BS：FS：NRZ、24位NRZ码的位同步信号输出点，方波，频率由“码速率选择”拨码开关确定。对应2倍位同步信号频率值的方波输出点。帧同步信号输出点，窄脉冲，高电平对应24位NRZ码第一位码元的前半位。BS、2BS、FS输出如下图1-3所示。3、正弦点频信源1K正弦基波：IKHz正弦波输出点，波形关于地对称，Vp-p=lV0.3Vo2K正弦基波：2KHz正弦波输出点，波形关于地对称，调节“2K调幅”旋转电位器P03,幅度 范围：200mV200mV5V1V。192K正弦载波：192KHz正弦波输出点，波形关于地对称，Vp-p=3.6V0.4Vo384K正弦载波：384KHz正

6、弦波输出点，波形关于地对称，调节“384K调幅”旋转电位器P04, 幅度范围：200mV200mV5VlV。4、模拟语音信源话筒语音信号先进入音频放大电路，然后从“TOUT”测试点输出。接收到的语音信号从“RIN”测试点输入，经音频放大电路送入耳机中接听。两个旋转电位器“T音量调节”和“R音量调节”调节两个音频放大电路的放大倍数。五、实验步骤1、将模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下信号源模块中的电源开关，对应的发光二 极管灯亮，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）3

7、、DDS信源(1)按键“波形选择”，“DDS OUT”测试点输出波形种类在正弦波、三角波、锯齿波、方 波A、方波B间循环切换。(2)按键“步进选择”，“DDS OUT”测试点输出波形频率步进值在IKHz、lOKHz、1Hz、 50Hz间循环切换。(3)按键“ + 1”或“一1”，“DDS OUT”测试点输出波形频率增加或减少相应的步进值。(4)当输出波形选择“方波B”时，按键“功能切换”，此时液晶屏显示“步进”切换为“占 空比”。再按键“ + 1”或“一1”，方波B占空比由0%开始，每次增加或减少5%。再次按 键“功能切换”，此时液晶屏显示“占空比”切换回“步进”。(5)按键“复位”，“DDS

8、”测试点输出波形2KHz正弦波，频率步进值为IKHz。说明：按“复位”键后，设置的方波B的占空比信息仍保存；若断电后再开电，方波B的占空 比还原为0%。(6) “DDS OUT”的波形信息应与液晶屏显示对应。(7) “DDS OUT”测试点输出波形幅度可由“DDS调幅”旋转电位器P05调节，波谷值为0, 波峰值在200mV4V间变化。(8)对应液晶屏显示，示波器观测“DDSOUT”测试点波形，掌握DDS信源的使用方法。4、数字信源(1)示波器观测各路数字时钟信号。(2)示波器观测各路伪随机序列。(3)任意设置“NRZ码型选择”拨码开关和“码速率选择”拨码开关，示波器观测24位NRZ 码信源信号

9、。5、正弦点频信源调节两个“调幅”旋转电位器，示波器观测四路正弦点频信源信号波形。6、模拟语音信源连接测试点“TOUT”与“R -IN”，将耳机和话筒插入相应的音频插座，一边说话一边调节 两个“音量调节”旋转电位器P01、P02,直至耳机能听到清晰的说话声音。六、课后扩展题什么是“DDS直接数字频率合成信源”？它的基本原理是什么？有兴趣的同学可以查阅相关资料，搭建硬件电路，编写软件程序，自主开发，实现一个简单的 DDS信源。或在实验箱配套的CPLD二次开发模块、DSP二次开发模块的硬件平台上，完成“直接数字频 率合成实验”。直接数字频率合成是采用数字化技术，通过控制相位的变化速度，直接产生各种

10、不同频率信号 的一种频率合成方法。DDS的基本结构如图1所示，它主要由相位累加器、正弦ROM表、D/A 转 换 器 和 低 通 滤 波 器 构 成。 参考时钟fr由一个稳定的晶体振荡器产生。相位累加器由N位加法器与N位相位寄存器级联构 成，类似于一个简单的加法器。每来一个时钟脉冲，加法器将频率控制数据与相位寄存器输出 的累积相位数据相加，把相加后的结果送至相位寄存器的数据输入端。相位寄存器将加法器在 上一个时钟作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个时钟的作 用下继续与频率控制数据相加。这样，相位累加器在参考时钟的作用下，进行线性相位累加， 当相位累加器累积满量时就会产

11、生一次溢出，完成一个周期性的动作，这个周期就是DDS合成 信号的一个频率周期，累加器的溢出频率就是DDS输出的信号频率。 在参考时钟fr的控制下，频率控制字由累加器累加以得到相应的相位数据，把此数据作为取样 地址，来寻址正弦ROM表进行相位一幅度变换，即可在给定的时间上确定输出的波形幅值。 DAC将数字量形式的波形幅值转换成所要求合成频率的模拟量形式信号，低通滤波器用于滤除 不需要的取样分量，这样即可得到由频率控制字决定的连续变化的输出正弦波。 DDS的输出频率fO和参考时钟fr、相位累加器长度N以及频率控制字FSW的关系为：；DDS 的频率分辨率为：；由于DDS的输出最大频率受奈奎斯特抽样定理限制，所以DDS的最高 输出频率为fr/2,但在实际设计的DDS系统中，由于输出滤波器的非理想性，一般输出信号的 最大频率只能达到参考时钟频率fr的40%左右。