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）T_S的关系是τ=0.5T_S。

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.