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1、RZ8663 型信号与系统实验讲义 0 目 录 第一章 信号与系统综合实验概述 . 1 第一节 RZ8663 信号与系统模块组成介绍 . 1 第二节 各实验模块介绍 . 3 第三节 信号源 . 7 第二章 传统教学实验 . 9 实验 1 阶跃响应与冲激响应 . 9 实验 2 连续时间系统的模拟 . 13 实验 3 有源无源滤波器 . 18 实验 4 抽样定理与信号恢复 . 27 实验 5 二阶网络状态轨迹的显示 . 35 实验 6 一阶电路的暂态响应 . 40 实验 7 二阶电路的暂态响应 . 43 实验 8 二阶电路传输特性 . 47 实验 9 信号卷积实验 . 50 实验 10 矩形脉冲信
2、号的分解 . 55 实验 11 矩形脉冲信号的合成 . 60 实验 12 谐波幅度对波形合成的影响 . 63 实验 13 相位对波形合成的影响 . 67 实验 14 任意信号的分解 . 69 实验 15 数字滤波器 . 71 实验 16 虚拟仪表 . 72 实验 17 信号 产生实验 . 76 实验 18 数字滤波器在线设计 . 80 实验 19 信号频谱分析 . 86 RZ8663 型信号与系统实验讲义 1 第一章 信号与系统综合实验概述 第一节 RZ8663 信号与系统模块组成介绍 “ RZ8663信号与系统实验箱”是在多年 开设信号与系统实验的基础上，经过不断改进研制成功的。是专门为信号
3、与系统课程而设计的，提供了信号的频域、时域分析的实验手段。利用该实验箱可进行阶跃响应与冲激响应的时域分析；借助于技术实现信号卷积、信号频谱的分析与研究、信号的分解与合成的分析与实验；抽样定理与信号恢复的分析与研究；连续时间系统的模拟；一阶、二阶电路的暂态响应；二阶网络状态轨迹显示、各种滤波器设计与实现等内容的学习与实验。 实验箱采用了 DSP数字信号处理新技术，将模拟电路难以实现或实验结果不理想的“信号分解与合成”、“信号卷积”等实验得 以准确地演示，并能生动地验证理论结果；系统地了解并比较无源、有源、数字滤波器的性能及特性，并可学会数字滤波器设计与实现。 实验箱配有 DSP标准的 JTAG插
4、口及 DSP同主机 PC机的通信接口，可方便学生在我们提供的软件的基础上进行二次开发（可用仿真器或不用仿真器），完成一些数字信号处理、应用方面的实验。如：各种数字滤波器设计、频谱分析、卷积、转换、转换、定时器的使用、基本口使用等。该实验箱的系统分布图如图1-1所示。 图 1-1 RZ8663实验系统分布示意图 频率表 毫伏表 DDS 信号源 DSP 处 理模块 程序号 A/D 模块 D/A 模块 信号选择输出操作区 数字信号处理操作区 模拟滤波器 一阶电路 暂态响应 二阶电路 传输特性 阶跃响应与 冲激响应 信号合成 二阶网络状态轨迹 抽样定理 信号分解 基本运算单元与 连续系统的模拟 USB
5、 接口 RZ8663 型信号与系统实验讲义 2 它由以下模块组成： 1. 电源输入模块 2. 信号源模块 3. 数字滤波器模块 4. 主机接口与二次开发区 5. 数字信号处理器模块 6. CPLD编程开放模块 7. 信号分解与合成模块 8. 信号卷积实验模块 9. 一阶电路暂态响应模块 10. 二阶电路传输特性模块 11. 二阶网络状态轨迹模块 12. 阶跃响应与冲激响应模块 13. 抽样定理模块 14. 模拟滤波器模块 15. 基本运算单元与连续系统的模拟模块 16. 频率表与毫伏表 各模块的的具体作用将在第二节中介绍 。 RZ8663 型信号与系统实验讲义 3 第二节 各实验模块介绍 在本
6、节中，将分别介绍实验平台上的各个模块单元。在第一节的系统介 绍中，已介绍了本实验系统由 16个模块组成。 1. 电源输入模块 此模块位于实验平台的右上角部分，分别提供 +12v、 +5v、 -12 v、 -5 v 的电源输出。组电源对应个发光二极管，电源输出正常时对应的发光二极管亮。 2. 信号源模块 提供的波形种类有：正弦波、三角波、方波 、半波、全波 信号的频率范围： 100Hz 200KHz，可分别通过 按钮 调节信号的频率 、占空比，通过电位器旋钮信号的幅度。 有两个测量点： TP702 输出的信号波形（正弦波、三角波、方波、扫频信号 ，全波，半波 ）； TP701 点频信号输出 （用
7、于 做抽样实验） 信号插孔： P702：信号源信号输出插孔， P701：点频信号输出插孔。 3. 数字滤波器模块 完成模拟信号的模数转换（ A/D）、运算单元 DSP、滤波输出的数模（ D/A）转换 有两个测量点： TP101 A/D 前的模拟信号波形； 信号插孔： P101：模拟信号输入插孔 。 4. 主机接口与二次开发区 此模块由 USB 接口、 CPLD、 DSP的 JTAG插座等组成。程序可以来自固化在U107中的例题程序或来自机的学生开发程序。 U107 中的例题程序可由 SW102来选择 ,按下 SW102按钮 选择不同的程序号，在数码管 SMG101上将显示程序号。 SW101：
8、复位键开关。 5. 数字信号处理器模块 由 TMS320C5402和 AD、 DA等模块 组成，完成数字信号处理的各种运算。 有两个测量点： XF：指示通用 I/O口的电平 TOUT： 指示 DSP定时器定时输出信号 TOUT 三个指示灯：分别指示是否在运行；状态；状态 RZ8663 型信号与系统实验讲义 4 通过按钮和数码管指示进行程序选择，可选择 九 个运行程序，默认显示为零。 程序号为 1 9。 6. CPLD可编程模块 完成信号电平转换、 主机接口中各控制信号产生、和片选信号和控制信号产生等功能。 7. 信号分解与合成模块 此模块位于实验平台的中部，主要完成信号的分解与合成，模块的 右 上半部分为信号的分解，下半部分为信号的合成。信号的分解部分提供了 8个波形输出测量点，TP801、 TP802 TP808； TP801 TP807分别为信号的 1 7 次谐波输出波形，第 8个测量点 TP808为 8次以上谐波的合成输出波形；信号合成的部分中，把分解输出的各次谐波信号连接输入至合成部分，在合成的输出测量点上 TP809 可观察到合成后的信号波形。 此模块上还
