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1、信号发生器系统实验,一、 实验目的 1、了解时钟信号的产生方法； 2、掌握用数字电路产生伪随机序列码的实现方法； 3、了解PCM编码的收/发帧同步信号的产生过程； 4、了解几种常见的数字基带信号。 二、实验内容 1、用内时钟信号源产生的信号作为总时钟输入，分别分析各级电路，并测出各测量点波形； 2、分析伪随机码发生器的工作原理； 3、掌握数字基带各种信号的定义与产生方法，观察各点波形； 4、熟悉时分复用信号的产生与帧同步信号集中插入的方法，观察各点波形； 5、掌握用函数发生器产生正弦波和三角波的方法，观察并调节8038的输出波形。,三、 实验原理,信号发生器分为三个独立的部分： 以4.096M
2、Hz晶振为中心的时钟信号产生部分 以4.433MHz晶振为中心的数字信号产生部分 以8038函数发生器为中心的模拟信号产生部分 1、时钟信号产生部分 该部分的作用是产生不同频率的方波、伪随机序列及其他脉冲信号，其原理框图及其电路原理图分别如图1-1、图1-2所示。,（1）时钟信号源：内时钟信号源电路由晶振CRY002(4.096MHz)、电阻R014(1K)和R015(1K)、电容C023(0.01uF)、非门U023:A(74LS04)和U023:B(74LS04)组成。加电后，在U023:A的输出端输出一个较为理想的方波信号，其振荡频率为4.096MHz，经过D触发器U018:B(74LS
3、74)二分频后，输出2.048MHz的方波信号，送到分频电路U019:74LS161的第2脚。,4.096MHz,2.048MHz,分频器,128KHz,分频器,分频器,二分频,3级反馈移位寄存器,时钟,PN码输出,保证不出现Q2Q1Q0=000状态,PN码输出,7位长PN码,跳线开关,系统中伪随机码发生器的电原理图中三个触发器U018A、U015A、U025B(74LS74)构成三级移位寄存器，模二加法器由异或门U027A:74LS86构成。为防止全零状态出现，将三级D触发器的Q端分别连到与非门U024:A(74LS10)的三个输入端，与非门的输出端连到D触发器U025:A(74LS74)的
4、第四端（该端为置“1”端）。这样，一旦出现三级D触发器的输出端为全零状态时，与非门的输出端立即输出低电平，使D触发器的Q端输出置“1”，电路回复正常工作，即电路不可能处于Q2Q1Q0=000的状态，从而保证了状态转移图在7个非“0”状态下循环。 该电路的工作时钟有32KHz、2KHz两种方式可供选择，由跳线开关K001进行控制，从而输出不同速率的伪随机码序列。,2、数字信号产生部分 本模块产生6种数字基带信号NRZ、RZ、BNRZ、BRZ、BPH、AMI。信号码速率为170.5Kb/s，帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（1110010），另外16位为每路8位的两路数据信号
5、，该信号作为集中插入帧同步码时分复用信号，发光二极管亮状态表示1码，暗状态表示0码。,NRZ_单极性非归零码 RZ_单极性归零码 BNRZ_双极性码 BRZ_双极性归零码 BPH_ AMI_传号交替反转码,（3） 3选1：3选1点路原理同8选1电路原理，U004：0160的14和15脚的输出信号分别输入到U008：512的地址端A和B，U005、U006、U007输出的3路串行信号分别输入到U008的数据端X3、X2、X1，通过U008输出码速率为170.5Kb/s的2路时分复用信号，该信号为单极性非归零信号（NRZ）。,（1）分频器：U002：74LS161A进行13分频，输出信号频率为34
6、KHz，74LS161A是一个四位二进制加计数器，预置在3状态。U003：74LS193完成2、4、8、16运算，TP011输出频率为170.5KHz的位同步信号。U004：40160是一个二十进制加减计数器，预置值为7，完成3运算。 （2） 8选1：采用数据选择器4512，它内含了8路数据传输开关、地址译码器和三态驱动器，U005、U006和U007的地址信号输入端A 、B、C并连在一起并分别接74LS193的2、6、7脚，它们的8个数据信号输入端X0X7分别与SW001、SW002、SW003输出的8个并行信号连接。,3、模拟信号产生部分 ICL8038是单片集成函数发生器，它由恒流源I1
7、和I2、电压比较器A和B、触发器、缓冲器及三角波变正弦波电路组成。,接通电源开关，按下开关K1、K2使信号源部分工作。 1、时钟信号产生部分：用TP006作为示波器外同步信号（测量TP007伪随机码时，采用自同步），进行以下测量： （1）将K001接1、2脚，观察TP002TP007的波形，记录下来； （2）将K001接2、3脚，观察TP007的波形。 2、数字信号产生部分：测量帧同步信号TP012，然后用TP012作为示波器的外同步信号，进行以下测量： （1）将SW001、SW002、SW003设置为11100000、11001010、11111000，观察TP011、TP018各处波形；
8、（2）改变3个拨码开关的值,观察TP013-TP018处波形的变化情况。 3、模拟信号产生部分 （1）用短路器连接J003，调节W002，使TP010输出方波占空比50%，再观察TP008输出的正弦波，反复调节W003、W004，使正弦波不产生明显失真； （2）调节W001，使输出信号频率从小到大变化，记录8038的电位并测量正弦波的频率； （3）改变8038的外接电容，观察输出正弦波的波形。,四、实验步骤,五、各测量点参考波形,TP001：4.433MHz，占空比50%的方波；TP002：2.048MHz，占空比50%的方波； TP003：128KHz脉冲； TP004：8KHz脉冲 TP0
9、06：占空比50%的方波，K001接1、2脚，为2KHz；接3、2脚，为32KHz； TP007：伪随机码，7位，码元速率2KHz或32KHz； TP008：频率、失真度可调的正弦波（W001调频率，W002、W003、W004调失真度）； TP011：170.5KHz，占空比50%的方波（作位同步信号）； TP012：7.1KHz，占空比50%的方波（作帧同步信号）； TP013：NRZ，单极性非归零码； TP015：RZ，单极性归零码； TP016：BRZ，双极性归零码； TP017：BNRZ，双极性非归零码； TP018：AMI，传号交替反转码。,B,双极性归零码,双极性非归零码,单极性归零码,单极性非归零码,实实验报告要求 1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程； 2、实验测试数据，画出各测量点的波形图。 验思考题 1、能否用其他形式电路产生时钟； 2、时钟分频电路能否用其他形式； 3、试用其它方法产生正弦波测试信号。,
