1、實驗一 信號源實驗一、實驗目的 1、了解頻率連續變化的各種波形的產生方法。 2、理解幀同步信號與位同步信號在整個通信系統中的作用。 3、熟練掌握信號源模塊的使用方法。 二、實驗內容 1、觀察頻率連續可變信號發生器輸出的各種波形及7段數碼管的顯示。 2、觀察點頻方波信號的輸出。 3、觀察點頻正弦波信號的輸出。 4、撥動撥碼開關，觀察碼型可變NRZ碼的輸出。 5、觀察位同步信號和幀同步信號的輸出。 三、實驗儀器 1、信號源模塊 2、20M雙蹤示波器 一臺 3、頻率計（可選） 一臺 4、PC機（可選） 一臺 5、連接線 若干 四、實驗原理 信號源模塊可以大致分為模擬部分和數字部分，分別產生模擬信號和

2、數字信號。 1、模擬信號源部分 圖1-1 模擬信號源部分原理框圖模擬信號源部分可以輸出頻率和幅度可任意改變的正弦波（頻率變化范圍100Hz10KHz）、三角波（頻率變化范圍100Hz1KHz）、方波（頻率變化范圍100Hz10KHz）、鋸齒波（頻率變化范圍100Hz1KHz）以及32KHz、64KHz的點頻正弦波（幅度可以調節），各種波形的頻率和幅度的調節方法請參考實驗步驟。該部分電路原理框圖如圖1-1所示。 在實驗前，我們已經將各種波形在不同頻段的數據寫入了數據存儲器U04,并存放在固定的地址中。當單片機U03檢測到波形選擇開關和頻率調節開關送入的信息后，一方面通過預置分頻器調整U01中分頻

3、器的分頻比(分頻后的信號頻率由數碼管SM01SM04顯示)；另一方面根據分頻器輸出的頻率和所選波形的種類，通過地址選擇器選中數據存儲器U04中對應地址的區間，輸出相應的數字信號。該數字信號經過D/A轉換器U05和開關電容濾波器U06后得到所需模擬信號。 2、數字信號源部分 數字信號源部分可以產生多種頻率的點頻方波、NRZ碼（可通過撥碼開關SW01、SW02、SW03改變碼型）以及位同步信號和幀同步信號。絕大部分電路功能由U01來完成，通過撥碼開關SW04、SW05可改變整個數字信號源位同步信號和幀同步信號的速率，該部分電路原理框圖如圖1-2所示。 圖1-2 數字信號源部分原理框圖 晶振出來的方

4、波信號經3分頻后分別送入分頻器和另外一個可預置分頻器分頻，前一分頻器分頻后可得到1024KHz、256KHz、64KHz、32KHz、8KHz的方波以及8KHz的窄脈沖信號。可預置分頻器的分頻值可通過撥碼開關SW04、SW05來改變，分頻比范圍是19999。分頻后的信號即為整個系統的位同步信號（從信號輸出點“BS”輸出）。數字信號源部分還包括一個NRZ碼產生電路，通過該電路可產生以24位為一幀的周期性NRZ碼序列，該序列的碼型可通過撥碼開關SW01、SW02、SW03來改變。在后繼的碼型變換、時分復用、CDMA等實驗中，NRZ碼將起到十分重要的作用。五、實驗步驟 1、將信號源模塊小心地固定在主

5、機箱中，確保電源接觸良好。 2、插上電源線，打開主機箱右側的交流開關，再按下開關POWER1、POWER2，發光二極管LED01、LED02發光，按一下復位鍵，信號源模塊開始工作。（注意，此處只是驗證通電是否成功，在實驗中均是先連線，后打開電源做實驗，不要帶電連線） 3、模擬信號源部分 觀察“32K正弦波”和“64K正弦波”輸出的正弦波波形，調節對應的電位器的“幅度調節”可分別改變各正弦波的幅度。 32k正弦波 64k正弦波1M 按下“復位”按鍵使U03復位，波形指示燈“正弦波”亮，波形指示燈“三角波”、“鋸齒波”、“方波”以及發光二極管LED07滅，數碼管SM01SM04顯示“2000”。

6、正弦波 鋸齒波 三角波 方波 按一下“波形選擇”按鍵，波形指示燈“三角波”亮（其它仍熄滅），此時信號輸出點“模擬輸出”的輸出波形為三角波。逐次按下“波形選擇”按鍵，四個波形指示燈輪流發亮，此時“模擬輸出”點輪流輸出正弦波、三角波、鋸齒波和方波。 將波形選擇為正弦波時（對應發光二極管亮），轉動“頻率調節”的旋轉編碼器，可改變輸出信號的頻率，觀察“模擬輸出”點的波形，并用頻率計查看其頻率與數碼管顯示的是否一致。轉動對應電位器“幅度調節”可改變輸出信號的幅度，幅度最大可達5V以上。（注意:發光二極管LED07熄滅，轉動旋轉編碼器時，頻率以1Hz為單位變化；按一下旋轉編碼器，LED07亮，此時旋轉旋轉

7、編碼器，頻率以50Hz為單位變化；再按一下旋轉編碼器，LED07熄滅，頻率再次以1Hz為單位變化） 將波形分別選擇為三角波、鋸齒波、方波，重復上述實驗。 電位器W02用來調節開關電容濾波器U06的控制電壓，電位器W01用來調節D/A轉換器U05的參考電壓，這兩個電位器在出廠時已經調好，切勿自行調節。三角波 鋸齒波方波4、數字信號源部分 撥碼開關SW04、SW05的作用是改變分頻器的分頻比（以4位為一個單元，對應十進制數的1位，以BCD碼分別表示分頻比的千位、百位、十位和個位），得到不同頻率的位同步信號。分頻前的基頻信號為2MHz，分頻比變化范圍是19999，所以位同步信號頻率范圍是200Hz2

8、MHz。例如，若想信號輸出點“BS”輸出的信號頻率為15.625KHz，則需將基頻信號進行128分頻，將撥碼開關SW04、SW05設置為00000001 00101000，就可以得到15.625KHz的方波信號。撥碼開關SW01、SW02、SW03的作用是改變NRZ碼的碼型。1位撥碼開關就對應著NRZ碼中的一個碼元，當該位開關往上撥時，對應的碼元為1，往下撥時，對應的碼元為0。 將撥碼開關SW04、SW05設置為00000001 00000000，SW01、SW02、SW03設置為01110010 00110011 10101010，觀察BS、2BS、FS、NRZ波形。BS 2BSFS NRZ 改變各撥碼開關的設置，重復觀察以上各點波形。 觀察1024K、256K、64K、32K、8K、Z8K各點波形（由于時鐘信號為晶振輸出的24MHz方波，所以整數倍分頻后只能得到的1000K、250K、62.5K、31.25K、7.8125K信號，電路板上的標識為近似值，這一點請注意）。1024K 256K64K 32K8K Z8K六、思考題:問：位同步信號和幀同步信號在整個通信原理系統中起什么作用?答：以串行通信為例：一般的波特率設置為9600b/s。