【正文】 ?波形仿真圖像 圖 111 正弦波和三 角波 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 37 頁 共 37 頁 圖 112 正弦波和方波 圖 113 正弦波和鋸齒波 。 clc； clear； k=[0： 1： 4095] A=round(k/4)511； 矩陣 A 中存的就是鋸齒波形數(shù)據(jù)。 m=[2048:1:4095]。 矩陣 X中存的就是三角波的數(shù)據(jù)。 C=round(n/2)2048。 A=round(k/2)。 m=[1024:1:3071]。 ?波形數(shù)據(jù) (無符號）產(chǎn)生的 Matlab程序 1. 余弦波 clc； clear； k=[0： 1： 4095] A=round(cos(2*pi*k/4096)/2*1023)； 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 36 頁 共 37 頁 矩陣 A 中存的就是余弦波形數(shù)據(jù)。 A=1023+kk； B=0+kk； X=[A B]； 矩陣 X中存的就是方波的數(shù)據(jù)。 clc； clear； k=[0:1:2047]。 X=[A B C]。 B=1024round(m/2)+512。 n=[3072:1:4095]。 2. 三角波 clc； clear； k=[0:1:1023]。同時，預(yù)習(xí)要認(rèn)真仔細(xì)，不可只知道一個大概情況，而忽略細(xì)節(jié)。其次，在做 AM 調(diào)制的時候，我仍然用的是前面的ROM 表，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在示波器上的不是調(diào)制波形，而是 一些噪聲干擾波形，我一開始只埋頭檢查我的其他電路，檢查好久，都沒有檢查出任何問題，好在當(dāng)時旁邊有一個學(xué)長，他告訴我做 AM 調(diào)制中 ROM 表內(nèi)的數(shù)據(jù)要用有符號的數(shù)，于是我用重新用 matlab 產(chǎn)生各種波形的有符號數(shù)的 ROM 表，隨后經(jīng)過一些調(diào)試，終于在示波器上看到了調(diào)制波形。于是在做試驗的時候，我按照我預(yù)習(xí)報告的思路，逐個電路進(jìn)行搭建，最后終于完成了實驗的要求并且還設(shè)計了一些附加電路。 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 34 頁 共 37 頁 回到這次試驗，這次試驗要求我們設(shè)計的時直接數(shù)字頻率合成器，首先，剛開始見到這個題目的時候，我頓時蒙了，因為我以前從來沒有這個概念，它不像上次數(shù)字鐘那樣，很容易上手，雖然老師在課堂上給我們講了相關(guān)的原理，但是仍然對原理不是很了解。 AM調(diào)制電路搭好了，但是下載到試驗箱上，未能看到調(diào)制波形，我?guī)缀鯔z查了我所有的電路，都未能找出任何錯誤，最后，我請教了一個學(xué)長，他檢查了我的電路，也未查找出任何問題，最后他問我 ROM 表的數(shù)據(jù)是不是有符號數(shù)，隨后，我將 ROM 表內(nèi)的數(shù)據(jù)改成了有符號的，問題得到解決。 調(diào)制的原理我在大二時，老師上信號與系統(tǒng)的時候，就有和我們講過，這學(xué)期學(xué)的高頻電路也有相關(guān)的內(nèi)容，我對其原理也有初步的了解， 但是在搭電路的時候，我遇到了個問題，輸入到加法器電路的量化值是什么。 七、 實驗中遇到的問題及解決方法 節(jié)省 ROM 空間的電路 ，我在設(shè)計的時候， ROM表的建立沒有太大的問題，主要是正弦波由 1/4 周期的波形數(shù)據(jù)計算出另外的 3/4 周期的波形的時候，一剛開始，我在分析的時候，知道何時地址要取反，何時數(shù)值要通過減法器，但是我在設(shè)計電路圖的時候，不知道怎么來表示這一現(xiàn)象，即我未能想到用相位控制電路的輸出最高兩位的狀態(tài)作為地址碼。對于相位寄存器的 12 位輸出地址，只需將低 10 位分別與最高位 做 一個異或運(yùn)算，所得的數(shù)輸出即可。只要輸出地址的低 10 位即可。方波可以說是最簡單的了，其值只有兩個，全 1 和全 0，而這，我 們可以認(rèn)為的加上，只需相位控制電路的地址碼的最高位為 0，使輸出的值為 1111111111（ 1023），相位控制電路的地址碼的最高位為 1，使輸出的值為0000000000（ 0） .故一個數(shù)據(jù)選擇器就可實現(xiàn)。但是這與老師的要求有點不一樣，老師是叫我們只存儲正弦波的 1/4 周期的波形，據(jù)此我分析了其他波形的特點，得到了其他波形的計算方法。具體的電路在上面已經(jīng)介紹，故不再重述。 從軟件中可以構(gòu)造出這三個器件如圖所示： 圖 551 乘法器 和加法器 最后的 15*10 的乘法器的輸出有 25 位，選取其中的高 10 位作為輸出，與 D/A轉(zhuǎn)換芯片相連。 加法器與乘法器 根據(jù)圖 511 AM 調(diào)制電路結(jié)構(gòu)圖，有 2 個乘法電路和 1個加法電路。建立的 ROM 表如圖所示： 圖 531 AM調(diào)制的 ROM表 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 30 頁 共 37 頁 上圖依次為 AM 調(diào)制中正弦波、方波、鋸齒波、三角波和余弦波的 ROM 表，本實驗一余弦波作為載波信號，其他四種波作為調(diào)制信號，依次做出其 AM 調(diào)制波形。 其封裝： 圖 527 載波信號的加法器 封裝 為簡化后面的電路，現(xiàn)在將載波信號和調(diào)制信號的地址碼做成一個模塊： 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 29 頁 共 37 頁 圖 528 載波信號的地址碼電路 圖 529 調(diào)制信號的地址碼電路 圖 5210 上述兩 種地址碼電路封裝 （ ROM表）設(shè)計 對于 AM調(diào)制，參加運(yùn)算的必須為有符號數(shù)，故前面建立的 ROM 表不在適用，需要重新建立 ROM 表，對于 ROM 表中的數(shù)據(jù)，仍然采用 matlab 程序來實現(xiàn)。 對其用軟件盡心仿真，得到仿真波形如下圖： 圖 524 模 256仿真波形的截圖 上述電路， 74163 計數(shù)器的數(shù)值作為頻率字，輸入 DDS 電路， BCD 碼轉(zhuǎn)換的數(shù)值用作譯碼顯示。 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 26 頁 共 37 頁 圖 521 BCD碼轉(zhuǎn)換電路 BCD碼轉(zhuǎn)換電路是由三片 74185實現(xiàn)的，目的是實現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)與 BCD碼間的轉(zhuǎn)換。 分析可知只需將原來 DDS 電路中頻率字產(chǎn)生電路的模 16 計數(shù)器改為模 256計數(shù)器即可。則標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波信號為： 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 25 頁 共 37 頁 ? ?ttmVttVVttvVvcAcmcmcmcfcmAM???c o s)c o s1(c o s)c o s(c o s)(????????? 其中 cmmA VVm /?? ，被稱為調(diào)幅波，是調(diào)幅信號的一個重要參數(shù)，一般小于 1，當(dāng) 其 大于 1時會出現(xiàn)過調(diào)幅。AM 即標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制信號，除了來自消息的基帶信號外，還包含了直流信號，它是調(diào)制后輸出信號既含載波分量又含有邊帶分量的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號。相對于前面的思路，采用這種方法大大的節(jié)省了 ROM 空間。同樣，對于輸出，也一次為參照，做一個 數(shù)據(jù)選擇器，使對應(yīng)波的波形選通輸出。 圖 451 方波計算 電路 四種計算波形合并 圖 461 節(jié)省空間的四種波形電路的組合 上圖所示的電路中，首先要考慮總電路地址碼的情況，通過以上四種波形的 分析，只到正弦波和三角波的地址輸出類似，而鋸齒波與方波的地址類似，決定 輸出何種波形是我們?nèi)藶橥ㄟ^開關(guān)來設(shè)定的， 00— 正弦， 01— 三角波， 10— 鋸齒 波， 11— 方波。 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 21 頁 共 37 頁 圖 441 10位加法器 封裝 圖 442 10位加法器的封裝 根據(jù)以上分析， 可以做出如下的鋸齒波生成電路： 圖 443鋸齒波的計算電路 上述電路， uu[9..0]表示的十進(jìn)制數(shù) 255， vv[9..0]表示的十進(jìn)制數(shù) 256. 和正弦波一樣，此時仍然需要借助相位累加器的高兩位來決定輸出，對應(yīng)圖中的 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 22 頁 共 37 頁 4 選 1 的數(shù)據(jù)選擇器，其地址碼為相位累加器的高兩位，根據(jù)地址碼的的變化， 使得 4 個 1/4 周期的波形一次輪流輸出，形成完整的正弦波。 根據(jù)鋸齒波的波形特點，不難得到 鋸齒波的 計算方案： 第二個 1/4 周期波形 可再第一個 1/4 周期波形的基礎(chǔ)上加 255 第二個 1/4 周期波形可在第一個 1/4 周期波形的基礎(chǔ)上加 511，第四個 1/4 周期波 形 在第一個 1/4 周期波形上加 767。 三角波計算 考慮到 三角波的 波形 和正弦波的 波形的形狀類似，因此其 計算 和正弦波 一樣 ， 在此不作重復(fù)的計算。也 就是說，地址和取反的地址需要經(jīng)過一個二選一的數(shù)據(jù)選擇器，其可以用次高位作為地址碼，不需要被 1023減數(shù)值和需要 1023減的數(shù)值也要經(jīng)過一個二選一的數(shù)據(jù)選擇器，其可以用最高位作為地址碼。 （ 3） 正弦波產(chǎn)生的總電路。（注意：此時低 4位的 C0 端接高電平） 電子線路課程設(shè)計實驗報告 第 19 頁 共 37 頁 圖 422 減法電路 封裝： 圖 423 減法電路的封裝 圖中 a[9..0]接高電平， 全 1， 表示 的數(shù)為 1023， b[9..0] 接 ROM 表的取反數(shù)值，數(shù)值