DDS信号源使用、数字基带信号产生.doc

武汉大学教学实验报告电子信息学院 * 专业 2016 年 11 月 * 日 实验名称 DDS信号源使用、数字基带信号产生 指导教师 *姓名 * 年级 14级 学号 20143012* 成绩 一、 预习部分1. 实验目的2. 实验基本原理3. 主要仪器设备（含必要的元器件、工具）1.实验目的1、了解DDS信号源的工作原理；2、掌握RZ9681实验平台DDS信号源使用方法；3、理解DDS信号源各种输出信号的特性；4、配合示波器完成系统测试。5、了解ALTERA公司的FPGA可编程器件EP4CE6；6、了解本模块在实验系统中的作用及使用方法；7、掌握本模块中数字信号的产生方法。2实验基本原理（1）实验一：1、DDS信号产生原理直接数字频率合成(DDSDigital Direct Frequency Synthesis)，是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字，频率分辨率取决于累加器位数，相位分辨率取决于ROM的地址线位数，幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。DDS信号源产生原理2、DDS信号操作设置主控模块可以提供两路DDS信号源（低频和高频），可以生成各种类型的信号，提供可调的频率，幅度。信号源可以单独设置使用，也可在实验时结合实验内容进行操作设置。在本节主要了解两路DDS信号源的使用方法。打开实验箱电源，等待系统启动，启动完成后，选择“DDS信号源”功能，进入信号源设置页面，如下图所示。 DDS信号源操作界面在信号源设置页面上，标注了各个区域的基本功能，下面对每个功能做简单的介绍。 A、信号源切换：点击切换，选择当前设置的为DDS1或DDS2的输出类型；B、信号波形选择：单击选择当前DDS信号的输出类型；DDS信号源可以输出以下类型： 正弦波、方波、三角波、半波、全波、复杂信号、扫频信号、调幅（组合）、调频（组合）、双边带（组合）、音乐信号（仅DDS1）注：有些信号需要DDS1和DDS2组合输出，有些信号仅仅DDS1输出。C、信号源信息显示：显示当前信号的参数显示：波形，频率，幅度；D、信号调节设置：两个白色旋钮中上方的为设置信号频率旋钮，结合频率档位可以调节信号频率；调节时，将鼠标移动到频率选择旋钮上，通过鼠标滚轮上下滚动调节频率。信号频率也可以通过主控模块上的旋钮1进行调节；下方的为幅度设置旋钮，设置信号的幅度。调节时，将鼠标移动到幅度选择旋钮上，通过鼠标滚轮上下滚动调节幅度。信号幅度也可以通过主控模块上的旋钮2进行调节；E、频率档显示：鼠标单击“频率设置”旋钮，可以切换频率的调节档位，档位在10k/1k/100hz切换。F、频率、幅度显示：记录当先信号源下的频率和幅度值3、DDS信号输出及说明DDS信号源通过主控模块的铆孔输出，下面对各个铆孔的功能进行说明：DDS1:输出DDS1的设置信号；DDS2:输出DDS2的设置信号；旋钮1：调节DDS信号的输出频率；旋钮2：调节DDS信号的输出幅度；（2）实验二：RZ9681实验平台中所有基带信号均由“基带信号产生与码型变换”模块（A2）产生，A2模块通过系统总线和主控模块通信，学生用鼠标在液晶界面上选择基带信号的类型（PN码码型、设置数据）、基带速率，确认后所选基带信号即从A2模块的相应接口输出。描述（应用）一个基带信号需有基带数据和对应的时钟两个信号，我们可以用双踪示波器同时观测这两个信号来读出基带信号数据。 基带模块产生随机码的原理框图*测量点说明：模块加电后，基带信号输出的码型、码速等参数需通过液晶设置。 2P1（2TP1）：基带信号输出；2P3（2TP3）：基带信号时钟输出；3.主要仪器设备1、DDS信号源（位置参见实验1平台介绍）2、100M双踪示波器1台3、基带信号产生与码型变换模块A24、100M双踪示波器1台二、 实验操作部分1. 实验步骤2. 实验数据及现象3. 实验结论1.实验步骤：（1）实验一：1、加电打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。2、信号输出类型调节通过DDS信号源设置页面，调节DDS1的输出类型，使其分别输出 正弦波、三角波、方波、扫频信号、调幅信号、双边带信号、调频信号等。3、信号频率调节旋转复合式按键旋纽SS01，在“抽样”、“正弦波”、“三角波”、“方波”等输出状态时，可步进式调节输出信号的频率，顺时针旋转频率每步增加100HZ，逆时针减小100HZ；在其它DDS信号源序号，旋转复合式按键旋纽SS01无操作。4、输出信号幅度调节调节调幅旋钮W01，可改变DDS1，DDS2输出的各种信号幅度。5、用示波器观察DDS信号源产生的信号，并记录波形。备注：1、对于调幅、双边带、调频信号，载波频率固定为20KHz,内部产生调制信号频率固定为2KHz，由外部“调制输入”的调制信号频率由外部输入信号决定。2、扫频信号的扫频范围是300Hz50KHz。（2）实验二：1、确认模块在位情况确认“基带信号产生与码型变换模块”即A2模块在实验平台左上角位置；2、加电打开系统电源开关，A2模块右上角红色电源指示灯亮，几秒后A2模块左上角绿色运行指示灯开始闪烁，说明模块工作正常。若两个指示灯工作不正常，需关电查找原因。3、基带数据设置：用鼠标在液晶上选择“基带传输实验”中“码型变换”，点击基带设置：图2-3-2 基带信号选择界面l 基带数据可通过上图界面设置，基带输出类型：15位、31位、511位随机码和16比特设置数据；l基带时钟从：2Kb/s到1024Kb/s可选；l 码型与码速选择完后，需按“设置”按钮确认；4、基带数据测量l 设置并测试：码型为码长31位、速率为128K的随机码；示波器一个通道测2TP2基带时钟，并用作同步；另一个通道测2TP1基带数据；l 设置并测试：码型为16位开关量、速率为32K的开关量；5、关机拆线实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验附件。2.实验数据及现象（1）实验一： （a）正弦波 （b）三角波 （c）方波 （d）扫频信号 （e）调幅信号 （f）双边带信号（g）调频信号（2）实验二： （a） 码型为码长31位、速率为128K的随机码 （b）码型为16位开关量、速率为32K的开关量3.实验结论（1）实验一：通过在DDS信号源操作界面上进行设置，我们可以输出不同参数的不同种类的波形。（2）实验二：通过在“基带信号产生与码型变换”模块A2上选择合适的基带信号的类型、基带速率，即可从A2模块的相应接口得到输出。三、 实验效果分析（包括仪器设备等使用效果）（1）DDS信号产生原理：在系统时钟的激励下，按照输出频率的要求，对相位增量进行累加，以预设的相位为初始地址码，以累加相位值作为地址码，读取存放在存储器内的波形数据或者直接计算当前的波形数据。只要累加器的位数足够多就可以得到很小的频率步进、相位差设定。输出再经过后级调理之后就可以得到波形质量好的所需要频率、相位的信号。（2）说明DDS信号源各种输出信号波形的幅度、频率等调节方法。两个白色旋钮中上方的为设置信号频率旋钮，结合频率档位可