DSO模拟通道实验
一. 实验目的
1. 学习典型数据采集系统(DSO)基本结构原理图。
2. 学习信号调理基本原理,掌握压控增益放大器使用方法。
3. 理解选用移位寄存器控制电路的目的。
4. 理解触发通道的作用。
二. 实验内容
1. 输入相同幅度的信号,在不同幅度档位下观察波形的大小(div)。
2. 在DSP开发平台中,修改增益控制电压,观察并记录波形的大小(div)。
3. 改变移位调节电压,观察并记录波形上下移动的位置。
三. 预备知识
1. 了解运算放大器的基础知识及作用。
2. 了解模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)基础知识。
3. 会使用C语言在DSP开发环境中进行编程。
四. 实验设备与工具
硬件:测控技术及嵌入式开发平台,PC 机。
软件:Visual DSP++ 。
五、实验步骤
1. 操作实验平台信号源,输出相应的波形信号。
2. 加载运行PG1000_ch_test文件中的工程。
3. 依据下图增益计算方法,根据AD8337增益曲线估计G3,完成如下测试表。
(1)调节信号源输出300mVpp ,1kHZ正弦波信号,测量信号幅度与控制电压关系。
(2)调节信号源输出100mVpp ,1kHZ正弦波信号,测量信号幅度与控制电压关系。
(3)调节信号源输出3Vpp ,1kHZ正弦波信号,测量信号幅度与控制电压关系。
结论分析:计算通道总增益,试分析在粗增益控制(G1相同,或者G2相同)相同情况下,垂直灵敏度和Vgain的大概关系?
答:在粗增益控制(G1相同,或者G2相同)相同情况下,Vgain会随垂直灵敏度的提高而增加。
(4)调节信号源输出300mv ,1kHZ正弦波信号,垂直灵敏度档位设置为50mV/div,观察信号偏移位置与偏移电压关系。
结论分析:试分析波形位置和偏移电压的关系?
答:波形位置随偏移电压增加而呈现线性上升关系:偏移电压每增加50mV,偏移位置上升1div。
七、 思考题
1. 试分析实验通道可以测试输入信号的幅度范围?如果要观察100V的信号,需要调整电路哪个环节的参数?
答:测试输入的电压最大值可为200V。
需要调整无源衰减网络的参数。
2. 分析偏移调节电路输出电压信号与输入信号的关系(表达式)?
表达式如下:
3. AD8337增益调节电压是由DAC输出,但DAC输出电压范围为0~4.096V,而调节电压要求在-0.7V~+0.7V,即出现了调节电压小于0的情况,试说明调节电路原理。
答: 由思考题2可以看出,调节、,此时只需DAC的输出电压在0~4.096V的范围内,那么调节电压可以在-0.7V~+0.7V范围内线性变化。
第二篇:实验一:数字基带信号
实验一:数字基带信号
一、 实验目的
1. 了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2. 掌握AMI、HDB3码的编码规则。
3. 掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4. 掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5. 了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。
二、 实验电路图
图 HDB3编译码方框图
三、 设计过程或实验原理概述
本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。
数字信源模块产生NRZ信号,帧长24位,其分频器三选一,倒相器、抽样以及(AMI)HDB3编译码专用集成芯片CD22103等电路功能可用一片EPLD芯片完成。
AMI码的编码规律是:信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1,1的符号交替反转;信息代码0的为0码。AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码,即脉冲宽度τ与码元宽度(码元周期、码元间隔)TS的关系是τ=0.5TS。
HDB3码的编码规律是:4个连0信息码用取代节000V或B00V代替,当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V,有偶数个信息1码(包括0个信息1码)时取代节为B00V,其它的信息0码仍为0码;信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1;HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则,而V的符号破坏这种符号交替反转原则,但相邻V码的符号又是交替反转的;HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。
四、 实验仪器、设备(名称、型号)
示波器、通信试验箱、电源
五、 实验内容步骤及数据
内容:
1. 用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2. 用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3. 用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。
步骤:
1. 熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线,打开电源开关。
2. 用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号,示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可,进行下列观察:
(1)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);
(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ码特点。
3. 用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。
(1)示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3,将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1,观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。再将K1、K2、K3置为全0,观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。
(2)将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态,观察并记录对应的AMI码和HDB3码。
(3)将K1、K2、K3置于任意状态,K4先置左方(AMI)端再置右方(HDB3)端,CH1接信源单元的NRZ-OUT,CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ ,观察这些信号波形。观察时应注意:
· HDB3单元的NRZ信号(译码输出)滞后于信源模块的NRZ-OUT信号(编码输入)8个码元。
· DET是占空比等于0.5的单极性归零码。
· BPF信号是一个幅度和周期都不恒定的准正弦信号,BS-R是一个周期基本恒定(等于一个码元周期)的TTL电平信号。
· 信源代码连0个数越多,越难于从AMI码中提取位同步信号(或者说要求带通滤波的Q值越高,因而越难于实现),而HDB3码则不存在这种问题。本实验中若24位信源代码中连零很多时,则难以从AMI码中得到一个符合要求的稳定的位同步信号,因此不能完成正确的译码(由于分离参数的影响,各实验系统的现象可能略有不同。一般将信源代码置成只有1个“1”码的状态来观察译码输出)。若24位信源代码全为“0”码,则更不可能从AMI信号(亦是全0信号)得到正确的位同步信号。
六、 实验结果讨论
1. (1)不归零码占空比为1,归零码占空比小于1.
(2)不一定,因为HDB3码中B00V使得“1”编码后极性不同。
2. 全1:AMI码:+1-1+1-1+1-1……+1-1+1-1,HDB3码与AMI码一致。
全0:AMI码:000…………000,
HDB3码:000000……
011100100000110000100000
AMI码:01+1-1+001-000001+1-00001+00000
HDB3:01+1-1+001-0001-1+001+0000
3. 先将HDB3码进行整流外,得占空比为0.5的单极性归零码由于整流后的码幅离散谱fs,故可用窄带滤波器得到频率为fs的正弦波,整流处理后可得同步信号。
4. HDB3码中最多只有3个连0.