信号源实验报告

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，篇二：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篇三：实验1 信号源实验报告格式

现代通信原理实验报告

实验室名称：通信原理实验室实验日期：年月日

篇四：信号源实验2 通信原理实验报告

学生姓名

指导老师

专业班级 11通信工程1班

学号 1106052133 实验时间

实验成绩

信号源实验

一、实验目的

1、了解几种常用的数字基带信号

2、掌握常用数字基带传输码型的编码规则

3、掌握常用cpld实现码型变换的方法二、

实验内容

1、观察nrz码、rz码、ami码、hdb3码、cmi码、bph码的波形。

2、观察全0码hdb3

码波形。

3、观察rz码、aim码、hdb3码、cim码、bph码经过码型反变换后的输出波形。三、

实验器材

1、信号源模块

2、6号模块

3、7号模块

4、20m双踪示波器

5、连接线四、实验原

理（一）基本原理

在通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。

该结构由信道信号器、信道、接收滤波器以及抽样判决器组成。这里信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号，信道可以是允许基带信号通过的媒介；接收滤波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。

若一个变换器把数字基带信号变换成适合于基带信号传输的基带信号，则称此变换器为数字基带调制器；相反，把信道基带信号变换成原始数字基带信号的变换器，称之为基带解调器。

基带信号是代码的一种电表示形式。在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。对传输用的基带信号的主要要求有两点：（1）对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；（2）对所选码型的电波形要求，期望电波形适宜于在信道中传输。（二）编码规则 1、nrz码

nrz码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平分别表示二进制信息“１”和“０”，在整个码元期间保持不变。 2、rz码

rz码的全称是单极性归零码，与ｎｒｚ码不同的是，发送“１”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。 3、ami码

ami码的全称是传号交替反转码。代码的０礽变换为传输码的０，而把代码中的１交替地变换为传输码的＋１，－１，＋１，－１．．．．．．。

由于ami的传号交替反转，故由于它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而０电位保持不变的规律。这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，而且它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。

ami码还有编译码电路简单以及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，在高密度信息得数据传输中，得到广泛采用。但是，ami码有一个重要的缺点，即当它用来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。 4、hdb3码

hdb3码是对ami码的一种改进码，它的全称是三级高级双极性码。其编码规则如下：当出现4个或4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一非0符合统计性的符合，用v表示，使附加v符合后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性，还必须保证相邻v符号也应极性交替。当两个相邻v符号之间有奇数个非0符号时，用取代节“000v”取代4个连0信息码；当两个相邻v符号间有偶数个非0符号时，用取代节“b000”取代4连0信息码。hdb3码的特点是明显的，它除了保持ami码的优点外，还增加了使连0串减少到至多3个的优点，而不管信息源的统计特性如何。这对于定时信号的恢复是十分有利的。hdb3码是ccitt推荐使用是码型之一。 5、cmi码

cmi码是传号反转码的简称，其编码规则为：“1”码交替用“11”和“00”表示；“0”码用“01”表示。这种码型由较多的电平越变，因此含有丰富的定时信息。该码已被ccitt 推荐为pcm四次群的接口码型。在电缆传输系统中有时也用作线路传输码型。 6、pbh码

pbh码的全称是数字在双相码，又称manchester码。它是对每个二进制码分别利用了两个具有2个不同相位的二进制新码去取代的码，编码规则之一是：0变01；1变10。双相码的特点是只使用两个电平，这种码既能提供足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程简单。但这种码的带宽要宽些。

（三）电路原理

将信号源产生的nrz码和为同步信号bs送入 u1进行变换，可以直接得到各种单极性码和各种双极性码的正、负极性编码信号，如dhb3码的正、负极性编码信号送入u2的选通控制端，控制模拟开关轮流选通正、负电平，从而得到完整的hdb3码。解码也同样需要将双极性的hdb3码交换成分别代表正极性和负极性的两路信号，在送入cpld进行解码，的到nrz

码。其他双极性码的编译、解码过程相同。

五、实验步骤

1、cmi,rz,phb码编解码电路观测

1）将信号源模块和模块6、7固定在主机箱上，将螺丝拧紧，确保电源接触良好。 2）

通过模块6上的拨码开工s1选择码型为cmi码，即“00100000” 3）信号源模块上s4、

s5都拨到“1100”，s1、s2、s3分别设为“01110010”“01010101”“00110011”

5）将模块7的s2设为“0111”，即时钟频率为256k 7）以“nrzin”为内触发源，用双踪示波器同时观测“nrzin”与编码输出“nrz-out”

波形。如图二黄色的为nrzin的图片，蓝色的为nrz-out的图形

。

8)拨码开关s1选择码型为rz码

（00010000）以“nrzin”为内触发电源，用双踪

示波器同时观测“nrzin”与编码输出“dout1”波形。如图三

以“nrzin”为内触发电源，用双踪示波器同时观测“nrzin”与编码输出“nrz-out”波

形。如图四

9）将拨码开关s1选择码型为bph码以“nrzin”为内触发电源，用双踪示

波器同时观测“nrzin”与编码输出“dout1”波形。如图五

以“nrzin”为内触发源，用双踪示波器同时观测“nrzin”与编码输出“nrz-out”波形。

如图六

篇五：北邮实用信号源实验报告

实用信号源的设计和制作

学院：专业：班级：姓名：学号：

目录

一、

实验要

求 .............................................................................

2

1. 任

务： ...........................................................................

..... 2 2. 技术指

标： ......................................................................... 2 3.

要

求： ...........................................................................

..... 3 4. 主要参考元

件： ................................................................. 3 二、

设计方

案 .............................................................................

4

1. 设计思

路 .............................................................................

4 2. 参数计

算 .............................................................................

5 1) 2) 3) 三、

信号发生电路 ................................................................

5 放大电

路 ....................................................................... 6 计

数显示电路 ................................................................ 7 电

路测试与遇到的问题 (8)

1. 信号频率及失真的调节 .....................................................

8 2. 功率放大电

路 ..................................................................... 9 3. 计

数显示电路 .....................................................................

9 4. 连接全部电

路 ................................................................... 10 四、五、试验总结...........................................................................

10 总体电路

图 (13)

一、实验要求

1. 任务：

在给定15v电源电压条件下, 设计并制作一个信号源。

2. 技术指标：

【要求1】：

(1) 正弦波信号源（20hz~10khz）

a、信号频率：20hz~10khz连续可调；

b、频率稳定度：优于10 ?4

c、非线性失真系数：?3?；

(2) 脉冲波信号源（20hz~10khz）

a、信号频率：20hz~10khz连续可调，

b、上升和下降时间：?1us；

c、平顶斜降：?

5?。

d、脉冲占空比：2?到98?连续可调。 (3) 上述两个信号源公共要求

a、频率可预置，

b、在负载为600?时，输出幅度为3v，

c、完成5位频率的数字

显示

d、在信号频率：20hz~10khz连续可调时，占空比不变，波形对称不失真。

【要求2】

(1) (2)

正弦波和脉冲波频率可连续调整。

正弦波和脉冲波幅度可调整，调整范围可分为3档，

（100mv～1v， 1v～2v, 2v～3v），在负载为600?时。（峰-峰值6v） (3) 降低正弦波非

线性失真系数。

3. 要求：

设计与总结报告：有方案设计与论证，理论分析与计算，完整的电路原理图，测试方法

与数据，结果分析。要有特色与创新。

4. 主要参考元件：

icl8038, cd4026, ne556或ne555, cd4001或cd4004,lf356 或lm318,等

注：1不采用单片机控制， 2请不要选用icm7216芯片

二、设计方案

1. 设计思路

按照将复杂问题拆分成简单问题的思路，我将电路分为了三个部分：信号发生电路、功率放大电路、计数显示电路。将电路分为三个模块可以让思路清晰，并且在实际搭建电路的时候，可以逐级实现，方便电路错误的查找。

如图所示，信号发生电路应用8038芯片，该芯片具有生成方波三角波和正弦波的功能，并且波形的频率及占空比都可调；功率放大电路采用通用的lm318芯片；计数显示电路采用cd4026芯片cd4001芯片和ne555芯片，其中4026实现对输入波形的技术以及对数码管控制两种功能，cd4001为多个或非门，起滤波的作用，ne555实现周期震荡，为4026提供使能信号。