水杯仙子
范文一：1.通信原理信号源实验
实验一 信号源实验
一、实验目的
1． 了解频率连续变化的各种波形的产生方法。
2． 掌握FPGA产生伪随机码的方法
3． 掌握码型可变NRZ码的产生方法
4． 了解用FPGA进行电路设计的基本方法
5． 理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
6． 熟练掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容
1． 观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示。
2． 观察点频方波信号的输出。
3． 观察点频正弦波信号的输出。
4． 拨动拨码开关，观察码型可变NRZ码的输出。
5． 观察位同步信号和帧同步信号的输出。
6． 改变FPGA程序，扩展其他波形
三、实验器材
1． 信号源模块
2． 20M双踪示波器 一台
3． 频率计（可选） 一台
4． PC机（可选） 一台
5． 连接线 若干
四、实验原理
信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分，分别产生模拟信号和数字信号。
1．模拟信号源部分
图1-1 模拟信号源部分原理框图
模拟信号源部分可以输出频率和幅度可任意改变的正弦波（频率变化范围100Hz～10KHz）、三角波（频率变化范围100Hz～1KHz）、方波（频率变化范围100Hz～10KHz）、锯齿波（频率变化范围100Hz～1KHz）以及32KHz、64KHz、1MHz的点频正弦波（幅度可以调节），各种波形的频率和幅度的调节方法请参考实验步骤。该部分电路原理框图如图1-1所示。
在实验前，我们已经将各种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并存放在固定的地址中。当单片机U006（89C51）检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后，一方面通过预置分频器调整U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类，通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间，输出相应的数字信号。该数字信号经过D/A转换器U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需模拟信号。
2． 数字信号源部分
数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、NRZ码（可通过拨码开关SW103、SW104、SW105改变码型）以及位同步信号和帧同步信号。绝大部分电路功能由U004（EPM7128）来完成，通过拨码开关SW101、SW102可改变整个数字信号源位同步信号和帧同步信号的速率，该部分电路原理框图如图1-2所示。
图1-2 数字信号源部分原理框图
晶振出来的方波信号经3分频后分别送入分频器和另外一个可预置分频器分频，前一分频器分频后可得到1MHz、256KHz、64KHz、8KHz的方波以及8KHz的窄脉冲信号。可预置分频器的分频比可通过拨码开关SW101、SW102来改变，分频比范围是1~9999。分频后的信号即为整个系统的位同步信号（从信号输出点“BS”输出）。数字信号源部分还包括一个NRZ码产生电路，通过该电路可产生以24位为一帧的周期性NRZ码序列，该序列的码型可通过拨码开关SW103、SW104、SW105来改变。在后继的码型变换、时分复用、CDMA等实验中，NRZ码将起到十分重要的作用。
五、实验步骤
1． 将信号源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，再按下开关POWER1、POWER2，发光二
极管LED001、LED002发光，按一下复位键，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． 模拟信号源部分
① 观察“32K正弦波”、“64K正弦波”、“1M正弦波”各点输出的正弦波波形，对应
的电位器“32K幅度调节”、“64K幅度调节”、“1M幅度调节”可分别改变各正弦波的幅度。
② 按下“复位”按键使U006复位，波形指示灯“正弦波”亮，波形指示灯“三角波”、
“锯齿波”、“方波”以及发光二极管LED007灭，数码管M001~M004显示“2000”。 ③ 按一下“波形选择”按键，波形指示灯“三角波”亮（其他仍熄灭），此时信号输
出点“模拟输出”的输出波形为三角波。逐次按下“波形选择”按键，四个波形指示灯轮流发亮，此时“模拟输出”点轮流输出正弦波、三角波、锯齿波和方波。 ④ 将波形选择为正弦波时（对应发光二极管亮），转动旋转编码器K001，改变输出信
号的频率（顺时针转增大，逆时针转减小），观察“模拟输出”点的波形，并用频率计查看其频率与数码管显示的是否一致。转动电位器“幅度调节1”可改变输出信号的幅度，幅度最大可达3V以上。（注意:发光二极管LED007熄灭，转动旋转编码器K001时，频率以1Hz为单位变化；按一下K001，LED007亮，此时旋转K001，频率以50Hz为单位变化；再按一下K001，LED007熄灭，频率再次以1Hz为单位变化）
⑤ 将波形分别选择为三角波、锯齿波、方波，重复上述实验。
⑥ 模拟信号放大通道：用导线连接“模拟输出”点与“IN”点，观察“OUT”点波
形，转动电位器“幅度调节2”可改变输出信号的幅度（最大可达6V以上）。 ⑦ 电位器W006用来调节开关电容滤波器U008的控制电压，电位器W007用来调节
D/A转换器U007的参考电压，这两个电位器在出厂时已经调好，切勿自行调节。
4． 数字信号源部分
① 拨码开关SW101、SW102的作用是改变分频器的分频比（以4位为一个单元，对
应十进制数的1位，以BCD码分别表示分频比的千位、百位、十位和个位），得到不同频率的位同步信号。分频前的基频信号为2MHz，分频比变化范围是1～9999，所以位同步信号频率范围是200Hz～2MHz。例如，若想信号输出点“BS”输出的信号频率为15.625KHz，则需将基频信号进行128分频，将拨码开关SW101、SW102设置为00000001 00101000，就可以得到15.625KHz的方波信号。拨码开关SW103、SW104、SW105的作用是改变NRZ码的码型。1位拨码开关就对应着NRZ码中的一个码元，当该位开关往上拨时，对应的码元为1，往下拨时，对应的码元为0。
② 将拨码开关SW101、SW102设置为00000001 00000000，SW103、SW104、SW105
设置为01110010 00110011 10101010，观察BS、2BS、FS、NRZ波形。
③ 改变各拨码开关的设置，重复观察以上各点波形。
④ 观察1024K、256K、64K、32K、8K、Z8K各点波形（由于时钟信号为晶振输出的
24MHz方波，所以整数倍分频后只能得到的1000K、250K、62.5K、31.25K、7.8125K信号，电路板上的标识为近似值，这一点请注意）。
六、输入、输出点参考说明
1． 输入点说明
IN：模拟信号放大器输入点。
2． 输出点说明
模拟输出：波形种类、幅度、频率均可调节。
各种波形的频率变化范围如下：
正弦波：100Hz～10KHz
三角波：100Hz～1KHz
锯齿波：100Hz～1KHz
方 波：100Hz～10KHz
32KHz正弦波： 31.25KHz正弦波输出点。（幅度最大可达4V以上）
64KHz正弦波： 62.5KHz正弦波输出点。（幅度最大可达4V以上）
1MHz正弦波： 1MHz正弦波输出点。（幅度最大可达4V以上）
OUT： 模拟信号放大器输出点。（放大倍数最大为2倍）
数字输出：
Z8K： 7.8125KHz窄脉冲输出点。
8K： 7.8125KHz方波输出点。
32K： 31.25KHz方波输出点。
64K： 62.5KHz方波输出点。
256K： 250KHz方波输出点。
1024K： 1000KHz方波输出点。
BS： 位同步信号输出点。（方波，频率可通过拨码开关SW101、SW102改变） 2BS： 2倍位同步信号频率方波输出点。
FS： 帧同步信号输出点。（窄脉冲，频率是位同步信号频率的二十四分之一） NRZ： 24位NRZ码输出点。（码型可通过拨码开关SW103、SW104、SW105改变，
码速率和位同步信号频率相同）
7PN、15PN、31PN： 预留端口输出点。
七、实验记录
32k正弦波
64k正弦波
1M正弦波
正弦波
三角波
锯齿波
方波
15.625kHz方波
1000kHz
250KHz
62.5kHz
31.25kHz
7.8125kHz
八
范文二：通信原理 实验一 信号源实验
实验一 信号发生器系统实验
一、实验目的
1、了解频率连续变化的各种波形的产生方法。
2、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
3、熟练掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容
1、观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及 7段数码管的显示。
2、观察点频方波信号的输出。
3、观察点频正弦波信号的输出。
4、拨动拨码开关,观察码型可变 NRZ 码的输出。
5、观察位同步信号和帧同步信号的输出。
三、实验仪器
1、信号源模块
2、 20M 双踪示波器 一台
3、连接线 若干
四、实验原理
信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分,分别产生模拟信号和数字信号。
1、模拟信号源部分
图 1 模拟信号源部分原理框图
模拟信号源部分可以输出频率和幅度可任意改变的正弦波(频率变化范围 100Hz ~10KHz ) 、三角波(频 率变化范围 100Hz ~1KHz ) 、方波(频率变化范围 100Hz ~10KHz ) 、锯齿波(频率变化范围 100Hz ~1KHz )以 及 32KHz 、 64KHz 的点频正弦波(幅度可以调节) ,各种波形的频率和幅度的调节方法请参考实验步骤。该部 分电路原理框图如图 1所示。
在实验前,我们已经将各种波形在不同频段的数据写入了数据存储器 U04, 并存放在固定的地址中。当单 片机 U03检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后,一方面通过预置分频器调整 U01中分频器的分 频比 (分频后的信号频率由数码管 SM01~SM04显示 ) ; 另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类, 通 过地址选择器选中数据存储器 U04中对应地址的区间, 输出相应的数字信号。 该数字信号经过 D/A转换器 U05和开关电容滤波器 U06后得到所需模拟信号。
2、数字信号源部分
数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、 NRZ 码(可通过拨码开关 SW01、 SW02、 SW03改变码型) 以及位同步信号和帧同步信号。绝大部分电路功能由 U01来完成,通过拨码开关 SW04、 SW05可改变整个数字
信号源位同步信号和帧同步信号的速率,该部分电路原理框图如图 2所示。
图 2 数字信号源部分原理框图
晶振出来的方波信号经 3分频后分别送入分频器和另外一个可预置分频器分频,前一分频器分频后可得 到 1024KHz 、 256KHz 、 64KHz 、 32KHz 、 8KHz 的方波以及 8KHz 的窄脉冲信号。可预置分频器的分频值可通过拨 码开关 SW04、 SW05来改变,分频比范围是 1~9999。分频后的信号即为整个系统的位同步信号(从信号输出 点 “ BS ” 输出) 。 数字信号源部分还包括一个 NRZ 码产生电路, 通过该电路可产生以 24位为一帧的周期性 NRZ 码序列,该序列的码型可通过拨码开关 SW01、 SW02、 SW03来改变。在后继的码型变换、时分复用、 CDMA 等 实验中, NRZ 码将起到十分重要的作用。
五、实验步骤
1、将信号源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,再按下开关 POWER1、 POWER2,发光二极管 LED01、 LED02发光,按一下复位键,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、模拟信号源部分
① 观察“ 32K 正弦波”和“ 64K 正弦波”输出的正弦波波形,调节对应的电位器的“幅度调节”可分别 改变各正弦波的幅度。
② 按下“复位”按键使 U03复位,波形指示灯“正弦波”亮,波形指示灯“三角波” 、 “锯齿波” 、 “方 波”以及发光二极管 LED07灭,数码管 SM01~SM04显示“ 2000” 。
③ 按一下“波形选择”按键,波形指示灯“三角波”亮(其它仍熄灭) ,此时信号输出点“模拟输出” 的输出波形为三角波。逐次按下“波形选择”按键,四个波形指示灯轮流发亮,此时“模拟输出” 点轮流输出正弦波、三角波、锯齿波和方波。
④ 将波形选择为正弦波时(对应发光二极管亮) ,转动“频率调节”的旋转编码器,可改变输出信号的 频率,观察“模拟输出”点的波形,并用频率计查看其频率与数码管显示的是否一致。转动对应电 位器“幅度调节”可改变输出信号的幅度,幅度最大可达 5V 以上。 (注意 :发光二极管 LED07熄灭, 转动旋转编码器时,频率以 1Hz 为单位变化;按一下旋转编码器, LED07亮,此时旋转旋转编码器, 频率以 50Hz 为单位变化;再按一下旋转编码器, LED07熄灭,频率再次以 1Hz 为单位变化)
⑤ 将波形分别选择为三角波、锯齿波、方波,重复上述实验。
⑥ 电位器 W02用来调节开关电容滤波器 U06的控制电压,电位器 W01用来调节 D/A转换器 U05的参考 电压,这两个电位器在出厂时已经调好,切勿自行调节。
4、数字信号源部分
① 拨码开关 SW04、 SW05的作用是改变分频器的分频比(以 4位为一个单元,对应十进制数的 1位,以 BCD 码分别表示分频比的千位、百位、十位和个位) ,得到不同频率的位同步信号。分频前的基频信 号为 2MHz ,分频比变化范围是 1~9999,所以位同步信号频率范围是 200Hz ~2MHz 。例如,若想信 号输出点“ BS ”输出的信号频率为 15.625KHz ,则需将基频信号进行 128分频,将拨码开关 SW04、
SW05设置为 00000001 00101000,就可以得到 15.625KHz 的方波信号。拨码开关 SW01、 SW02、 SW03的作用是改变 NRZ 码的码型。 1位拨码开关就对应着 NRZ 码中的一个码元,当该位开关往上拨时, 对应的码元为 1,往下拨时,对应的码元为 0。
② 将拨码开关 SW04、 SW05设置为 00000001 00000000, SW01、 SW02、 SW03设置为 01110010 00110011 10101010,观察 BS 、 2BS 、 FS 、 NRZ 波形。
③ 改变各拨码开关的设置,重复观察以上各点波形。
④ 观察 1024K 、 256K 、 64K 、 32K 、 8K 各点波形(由于时钟信号为晶振输出的 24MHz 方波,所以整数倍分 频后只能得到的 1000K 、 250K 、 62.5K 、 31.25K 、 7.8125K 信号,电路板上的标识为近似值,这一点请 注意) 。
六、输入、输出点参考说明
1、输出点说明
模拟输出:波形种类、幅度、频率均可调节。
各种波形的频率变化范围如下:
正弦波:100Hz ~10KHz ,幅度最大可达 4V ;
三角波:100Hz ~1KHz ,幅度最大可达 4V ;
锯齿波:100Hz ~1KHz ,幅度最大可达 4V ;
方 波:100Hz ~10KHz ,幅度最大可达 4V ;
32KHz 正弦波:31.25KHz 正弦波输出点。 (幅度最大可达 4V )
64KHz 正弦波:62.5KHz 正弦波输出点。 (幅度最大可达 4V )
数字输出:
方波占空比:50%
8K : 7.8125KHz方波输出点。
32K :31.25KHz 方波输出点。
64K : 62.5KHz方波输出点。
256K :250KHz 方波输出点。
1024K :1000KHz 方波输出点。
BS :位同步信号输出点。 (方波,频率可通过拨码开关 SW04、 SW05改变)
2BS : 2倍位同步信号频率方波输出点。
FS :帧同步信号输出点。 (窄脉冲,频率是位同步信号频率的二十四分之一)
NRZ :24位 NRZ 码输出点。 (码型可通过拨码开关 SW01、 SW02、 SW03改变,码速率和位同步信号 频率相同)
PN15: N=24-1=15的 m 序列输出点。
PN31: N=25-1=31的 m 序列输出点。
PN511: N=29-1=511的 m 序列输出点。
七、实验报告要求
1、分析实验电路的工作原理,叙述其工作过程。
2、根据实验测试记录,在坐标纸上画出各测量点的波形图,并分析实验现象。
范文三：通信原理实验报告--信号源实验
课程名称：
实验项目：
实验地点：
专业班级：
学生姓名：指导教师：
本科实验报告
通信原理 信号源实验 学号：
2012 年 6 月 16 日
一、实验目的和要求：
1.掌握频率连续变化的各种波形的产生方法。 2.掌握可变NRZ码的产生方法。
3.理解帧同步信号与同步信号在整个通信系统中的作用。 4.熟练掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容：
1.观察频率连接可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示。
2.观察点频方法信号的输出。 3.观察点频正弦波信号的输出。
4.拨动拨码开关，观察码型可变NRZ码的输出。
三、主要仪器设备：
信号源模块一台；20M双踪示波器一台；PC机一台；连接线若干。
四、实验原理：
信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分，分别产生模拟信号和数字信号。 1、模拟信号源部分：
图1-1 模拟信号源部分原理框图
模拟信号源部分可以输出频率和幅度可任意改变的正弦波（频率变化范围100Hz～10KHz）、三角波（频率变化范围100Hz～1KHz）、方波（频率变化范围100Hz～10KHz）、锯齿波（频率变化范围100Hz～1KHz）以及32KHz、64KHz、1MHz的点频正弦波（幅度可以调节） 2. 数字信号源部分：
数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、NRZ码（可通过拨码开关SW103、SW104、SW105改变码型）以及位同步信号和帧同步信号。绝大部分电路功能由U004（EPM7128）来完成，通过拨码开关SW101、SW102可改变整个数字信号源位同步信号和帧同步信号的速率，该部分电路原理框图如图1-2所示。
图1-2 数字信号源部分原理框图
晶振出来的方波信号经3分频后分别送入分频器和另外一个可预置分频器分频，前一分频器分频后可得到1MHz、256KHz、64KHz、8KHz的方波以及8KHz的窄脉冲信号。可预置分频器的分频比可通过拨码开关SW101、SW102来改变，分频比范围是1~9999。分频后的信号即为整个系统的位同步信号（从信号输出点“BS”输出）。数字信号源部分还包括一个NRZ码产生电路，通过该电路可产生24位为一帧的周期性NRZ码序列，该序列的码型可通过拨码开关SW103、SW104、SW105来改变。
五、操作方法与实验步骤：
1、将信号源模块小心固定在主机箱中，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，再按下开关POWER1、POWER2，发光二极管LED001、LED002发光，按一下复位键，信号源模块开始工作。
3、模拟信号源部分
①观察“32K正弦波”、“64K正弦波”、“1M正弦波”各点输出的正弦波波形，对应的电位器“32K幅度调节”、“64K幅度调节”、“1M幅度调节”可分别改变各正弦波的幅度。
②按下“复位”键使U006复位，波形指示灯“正弦波”亮，波形指示灯“三角波”、“锯齿波”、“方波”以及发光二极管LED007灭，数码管M001~M004显示“2000”。
③按一下“波形选择”按键，波形指示灯“三角波”亮（其他仍熄灭），此时信号输出点“模拟输出”的输出波形为三角波。逐次按下“波形选择”按键，四个波形报指示灯轮流发亮，此时“模拟输出”点轮流输出正弦波、三角波、锯齿波、和方波。
④将波形选择为正弦波，转动旋转编码器K001，改变输出信号的频率，观察“模拟输出”点的波形，并注意计算其频率是否与数码管显示的一致。转动电位器“幅度调节1”可改变输出信号的幅度，幅度最大可达3V以上。
⑤将波形分别选择为三角波、锯齿波、方波、重复上述实验。 4.数字信号源部分
①拨码开关SW101、SW102的作用是改变分频器的分频比，得到不同频率的位同步信号。分频前的基频信号为2MHz，分频比变化范围是1—9999，所以位同步信号频率范围是200Hz~2MHz。
②将拨码开关SW101、SW102设置为00000001 00000000，SW103、SW104、SW105设置为01110010 00110011 10101010，
观察BS、2BS、FS、NRZ波形。
③改变各拨码开关的设置，重复观察以上各点波形。 ④观察1024K、256K、64K、32K、8K、Z8K各点波形。
六、实验数据记录和处理：
模拟信号源部分： 1. 32K正弦波
2. 64K正弦波
3. 1M正弦波
4.方波
5. 锯齿波
6.三角波
数字信号源部分
1. 15.625KHz的方波信号
方波
2. BS波形
3. 2BS波
4. FS波
5． NRZ波形
6．1024波
7. 256K波
8. 64K波
9. 32K波
10. 8K波
11. Z8K波
范文四：通信原理信号源实验报告
通信原理信号源实验报告
信号源实验实验报告
(本实验包括CPLD可编程数字信号发生器实验和模拟信号源实验，共两个实验。)
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、 测量并分析各测量点波形及数据。
3、 学习CPLD可编程器件的编程操作。
4、 测量并分析各测量点波形及数据。
5、 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
(一)CPLD可编程数字信号发生器实验实验原理
CPLD可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。它由CPLD可编程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下载接口电路和一块晶振组成。晶振JZ1用来产生系统内的32.768MHz主时钟。
1、 CPLD数字信号发生器
包含以下五部分:
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。有两组时钟输出，输出点为“CLK1”和“CLK2”，S4控制“CLK1”输出时钟的频率，S5控制“CLK2”输出时钟的频率。
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。由线性反馈移存器产生出的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移存器序列，通常简称为m序列。
以15位m序列为例，说明m序列产生原理。
在图1-1中示出一个4级反馈移存器。若其初始状态为(a3,a2,a1,a0),(1,1,1,1)，则在移位一次时a1和a0模2相加产生新的输入a4?1?1?0，新的状态变为(a4,a3,a2,a1),(0,1,1,1)，这样移位15次后又回到初始
状态(1,1,1,1)。不难看出，若初始状态为全“0”,即“0,0,0,0”，则移位后得到的仍然为全“0”状态。这就意味着在这种反馈寄存器中应避免出现全“0”状态，不然移位寄存器的状态将不会改变。因为4级移存器共有2=16种可能的不同状态。除全“0”状态外，剩下15种状态可用，即由任何4级反馈移存器产生的序列的周期最长为15。
4
图1-1 15位m序列产生
信号源产生一个15位的m序列，由“PN”端口输出，可根据需要生成不同频率的伪随机码，码型为111100010011010，频率由S4控制，对应关系如表1-2所示。
3) 帧同步信号产生电路
信号源产生8K帧同步信号，用作脉冲编码调制的帧同步输入，由“FS”输出。
4) NRZ码复用电路以及码选信号产生电路
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，对应关系见表1-2。
5) 终端接收解复用电路
将NRZ码(从“NRZIN”输入)、位同步时钟(从“BS”输入)和帧同步信号(从“FSIN”输入)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(U6和U4)显示。
2、 24位NRZ码产生电路
本单元产生NRZ信号，信号速率根据输入时钟不同自行选择，帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无定义(本实验系统将首位固定为0)，第2位到第8位是帧同步码(7位巴克码1110010)，另外16位为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。光条(U1、U2和U3)对应位亮状态表示信号1，灭状态表示信号0。
图1-2 帧结构
1) 并行码产生器
由手动拨码开关S1、S2、S3控制产生帧同步码和16路数据位，每组发光二极管的前八位对应8个数据位。拨码开关拨上为1，拨下为0。
2)八选一电路
采用8路数据选择器74LS151，其管脚定义如图1-3所示。真值表如表1-1所示。
表1-1 74LS151真值表
图1-3 74LS151管脚定义
74LS151为互补输出的8选1数据选择器，数据选择端(地址端)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。STR为选通端，低电平有效。 本信号源采用三组8选1电路，U12，U13，U15的地址信号输入端A、B、C分别接CPLD输出的74151_A、74151_B、74151_C信号，它们的8个数据信号输入端D0,D7分别与
S1,S2,S3输出的8个并行信号相连。由表1-1可以分析出U12，U13，U15输出信号都是以8位为周期的串行信号。
(二)模拟信号源实验实验原理
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、非同步信号和音乐信号。
(一)同步信号源(同步正弦波发生器)
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。在没有数字存贮示波器的条件下，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)、同相放大器和低通滤波器三部分组成。
图2-1 同步正弦波产生电路
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)。
(二)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。
(三)音乐信号产生电路
1、功用
音乐信号产生电路用来产生音乐信号，作模拟输入信号检查话音信道的开通情况及通话质量。
2、工作原理 图2-2 非同步信号发生器电路图
图2-3 音乐信号产生电路
音乐信号产生电路见图2-3。音乐信号由U21音乐片厚膜集成电路产生。该片的1脚为电源端，2脚为控制端，3脚为输出端，4脚为公共地端。VCC经R34、D4向U21的1脚提供3.3V电源电压，当2脚通过K1输入控制电压+3.3V时，音乐片即有音乐信号从第3脚输出，经低通滤波器输出，输出端口为“音乐输出”
(四)载波产生电路
1、功用
载波产生电路用来产生数字调制所需的正弦波信号，频率有64KHz和128KHz两种。
2、工作原理
64K载波产生电路如图2-4所示，128K载波产生电路如图2-5所示
64KHz(128KHz)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。“64K同步正弦波”(“64K”同步正弦波)为其测量点。U17A(U18A)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。U17D(U18D)及周边的阻容网络组成一个截止频率为64K(128KHz)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W2(W3)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)。
图2-4 64K载波产生电路
图2-5 128K载波产生电路
五、 实验结果
1. 观测时钟信号输出波形。
根据上面表格进行测量:
2. 用示波器观测帧同步信号输出波形
3. 用示波器观测伪随机信号输出波形
4. 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(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。
1、 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。
2、 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(调节范围为0,4V)，用示波
器观察输出波形。
2) 保持信号幅度为3V，改变S7、S8，调节信号频率(调节范围为180Hz~18KHz)，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。
3、 将控制开关K1设为“ON”，令音乐片加上控制信号，产生音乐信号输出，用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。
范文五：通信原理实验1-信号源1
通信原理实验报告
一、 实验目的
1． 了解频率连续变化的各种波形的产生方法。
2． 理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
3． 熟练掌握信号源模块的使用方法。
二、 实验器材
1． 信号源模块
2． PAM 模块
3． 60M 双踪示波器 一台
4． 频率计（可选）一台
5． PC 机（可选）一台
6． 连接线若干
三、 实验内容
1． 观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及 7 段数码管的显示。
2． 观察点频方波信号的输出。
3． 观察点频正弦波信号的输出。
4． 拨动拨码开关，观察码型可变 NRZ 码的输出。
5． 观察位同步信号和帧同步信号的输出。
四、 实验原理
信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分，分别产生模拟信号和数字信号。
1．模拟信号源部分
图 1-1 模拟信号源部分原理框图
模拟信号源部分可以输出频率和幅度可任意改变的正弦波（频率变化范围100Hz～ 10KHz）、三角波（频率变化范围100Hz～1KHz）、方波（频率变化范围100Hz～10KHz）、 锯齿波（频率变化范围100Hz～1KHz）以及32KHz、64KHz、1MHz 的点频正弦波（幅度
可以调节），各种波形的频率和幅度的调节方法请参考实验步骤。该部分电路原理框图如图 1-1 所示。
在实验前，我们已经将各种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并 存放在固定的地址中。当单片机U006（89C51）检测到波形选择开关和频率调节开关送入 的信息后，一方面通过预置分频器调整U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信 号频率由数码管M001~M004 显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类， 通过地址选择器选中数据存储器U005 中对应地址的区间，输出相应的数字信号。该数字 信号经过D/A 转换器U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需 模拟信号。
2． 信号源部分
数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、NRZ 码（可通过拨码开关SW103、 SW104、SW105 改变码型）以及位同步信号和帧同步信号。绝大部分电路功能由U004 （EPM7128）来完成，通过拨码开关SW101、SW102 可改变整个数字信号源位同步信号 和帧同步信号的速率，该部分电路原理框图如图1-2 所示。
图 1-2 数字信号源部分原理框图
晶振出来的方波信号经 3 分频后分别送入分频器和另外一个可预置分频器分频，前一 分频器分频后可得到1MHz、256KHz、64KHz、8KHz 的方波以及8KHz 的窄脉冲信号。 可预置分频器的分频比可通过拨码开关SW101、SW102 来改变，分频比范围是1~9999。 分频后的信号即为整个系统的位同步信号（从信号输出点“BS”输出）。数字信号源部分 还包括一个NRZ 码产生电路，通过该电路可产生以24 位为一帧的周期性NRZ 码序列，该 序列的码型可通过拨码开关SW103、SW104、SW105 来改变。在后继的码型变换、时分复 用、CDMA 等实验中，NRZ 码将起到十分重要的作用。
五、 实验步骤
1． 将信号源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，再按下开关 POWER1、POWER2，发光 二极管LED001、LED002 发光，按一下复位键，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． 模拟信号源部分
① 观察“32K 正弦波”、“64K 正弦波”、“1M 正弦波”各点输出的正弦波波形，对 应的电位器“32K 幅度调节”、“64K 幅度调节”、“1M 幅度调节”可分别改变各 正弦波的幅度。
② 按下“复位”按键使 U006 复位，波形指示灯“正弦波”亮，波形指示灯“三角 波”、“锯齿波”、“方波”以及发光二极管LED007 灭，数码管M001~M004 显示 “2000”。
③ 按一下“波形选择”按键，波形指示灯“三角波”亮（其它仍熄灭），此时信号输 出点“模拟输出”的输出波形为三角波。逐次按下“波形选择”按键，四个波形 指示灯轮流发亮，此时“模拟输出”点轮流输出正弦波、三角波、锯齿波和方波。 ④ 将波形选择为正弦波时（对应发光二极管亮），转动旋转编码器K001，改变输出 信号的频率（顺时针转增大，逆时针转减小），观察“模拟输出”点的波形，并用 频率计查看其频率与数码管显示的是否一致。转动电位器“幅度调节1”可改变 输出信号的幅度，幅度最大可达3V 以上。（注意:发光二极管LED007 熄灭，转 动旋转编码器K001 时，频率以1Hz 为单位变化；按一下K001，LED007 亮，此 时旋转K001，频率以50Hz 为单位变化；再按一下K001，LED007 熄灭，频率再 次以1Hz 为单位变化）
⑤ 将波形分别选择为三角波、锯齿波、方波，重复上述实验。
⑥ 模拟信号放大通道：用导线连接“模拟输出”点与“IN”点，观察“OUT”点波 形，转动电位器“幅度调节2”可改变输出信号的幅度（最大可达6V 以上）。
⑦ 电位器 W006 用来调节开关电容滤波器U008 的控制电压，电位器W007 用来调 节D/A 转换器U007 的参考电压，这两个电位器在出厂时已经调好，切勿自行调 节。
4． 数字信号源部分
① 拨码开关 SW101、SW102 的作用是改变分频器的分频比（以4 位为一个单元，对 应十进制数的1 位，以BCD 码分别表示分频比的千位、百位、十位和个位），得 到不同频率的位同步信号。分频前的基频信号为2MHz，分频比变化范围是1～ 9999，所以位同步信号频率范围是200Hz～2MHz。例如，若想信号输出点“BS” 输出的信号频率为15.625KHz，则需将基频信号进行128 分频，将拨码开关
SW101、SW102 设置为00000001 00101000，就可以得到15.625KHz 的方波信号。 拨码开关SW103、SW104、SW105 的作用是改变NRZ 码的码型。1 位拨码开关 就对应着NRZ 码中的一个码元，当该位开关往上拨时，对应的码元为1，往下拨 时，对应的码元为0。
② 将拨码开关 SW101、SW102 设置为00000001 00000000，SW103、SW104、SW105 设置为01110010 00110011 10101010，观察BS、2BS、FS、NRZ 波形。
③ 改变各拨码开关的设置，重复观察以上各点波形。
④ 观察 1024K、256K、64K、32K、8K、Z8K 各点波形（由于时钟信号为晶振输出 的24MHz 方波，所以整数倍分频后只能得到的1000K、250K、62.5K、31.25K、 8
7.8125K 信号，电路板上的标识为近似值，这一点请注意）。
六、 实验数据记录
BS&2BS的波形
BS&FS的波形
NRZ&FS波形
1024K的波形输出
256K的波形输出
64K的波形输出
32K的波形输出
8K的波形输出
Z8K 的波形输出
七、 实验分析与小节
通过本次试验了解到了实验箱上模拟信号以及数字信号如何调节输出,同时观察示波器中各种输出波形,对于两种信号的特点与区别有了更进一步的理解.同时认识到了帧的概念以及帧同步信号与位同步信号的区别以及各自的作用.
八、 实验思考题
1． 位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用? ⑴位同步
位同步的目的是确定数字通信中的个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接受端得到一连串的码元序列，这一连串的码元列代表一定的信息。位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提。位同步的基本含义是收、发两端机的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。因此,接收端必须提供一个确定抽样判决时刻的定时脉冲序列.
⑵ 帧同步
在传输时把若干个码元组成一个个的码组，即一个个的字或句，通常称为群或帧。群同步又称帧同步。帧同步的主要任务是把字或句和码区分出来。在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送。每一个帧中包含多路。接收端为了把各路信号区分开来，也需要帧同步系统。帧同步是为了保证收、发各对应的话路在时间上保持一致，这样接收端就能正确接收发送端送来的每一个话路信号，当然这必须是在位同步的前提下实现。
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