主頁（yè） > 技術文章 > 信（xìn）號與係統實驗模塊實驗說明 2025-07-10

信號與係統實驗模塊實驗說明

信號與係統實驗係統由19個模塊組成，詳細內容如下：
1.電源輸（shū）入模塊
此模塊位於實驗平（píng）台的右上角（jiǎo）部分，分別提供+12V、+5V、-12V、-5V的電源輸出。4組（zǔ）電源（yuán）分別對應4個發光二極（jí）管，電源輸出正常時（shí），對應（yīng）的發光二極管點亮。
在DSP數字（zì）信（xìn）號處理區（qū）有3.3V和1.8V電源輸出，指示燈為紅色。
實驗時，打開（kāi）電源後（hòu），首先檢查這些電源示燈是否（fǒu）點（diǎn）亮。如不亮，請立（lì）即關閉電源，以免損壞芯片。等待故障排除後，再打開（kāi）電源（yuán）。
2.信號源模塊
提供的波形種類有：正弦（xián）波、三角波、方波（bō）、矩形波（占空比可調）。
信號的頻率範圍：2Hz—100KHz，分四個頻段。
可通（tōng）過旋鈕分別調節信號的頻率、幅度、占空（kōng）比和掃速。
有兩個測量點：
H702 ：輸（shū）出的信號波形（正弦波、三角波、方波、掃（sǎo）頻信號）；
H705 ：掃（sǎo）頻控製電壓輸出。
信號插孔：
H701 ：信號源信號輸出插孔（kǒng）。
H704 ：掃頻控製電壓輸出插孔。
3.數字濾波器模塊
完（wán）成模擬信號的模數轉換（A/D）、濾（lǜ）波輸出的數模（D/A）轉（zhuǎn）換
有兩個測量點：
TPB01：A/D前的模擬信號波（bō）形；
TPB02：濾波輸出；
信號插孔：
PB01：信號（hào）輸入插孔（kǒng）。
4.主機接（jiē）口與二次開發區
此模塊由PC機RS232接口（JB01）、單片機AT89S52（UB01）、程序存（cún）儲器W27C512（UB02）、DSP的HPI接口組（zǔ）成。該模塊主要完成以（yǐ）下二個功能：
1.通過拔碼開關（SWB01）選擇固化（huà）在程序存（cún）儲器（qì）（UB02）中的實驗程序，來完成相應的實驗。設置如（rú）下：

注：開關置（zhì）ON為“0”，否則（zé）為“1”。
S1：為單片機係統的複位鍵（MCU_RST），SWB01改變後必需複位一（yī）次。
2.完成DSP程序的下載。DSP程序是（shì）指學生在學習數字信號處理時自已開發的（de）程序，可（kě）以是數字濾波器程序、DSP應用程序等（děng）。
5.數字信號處理器模塊
由TMS320C5402、JTAG下載接口等組成（chéng），完成數字濾波器、卷積、FFT運（yùn）算、DSP程序開發等功能。
有兩個測量點：
TPXF：與TMS320C5402的XF引腳相連，指示XF口電平。
TPOUT：與TMS320C5402的TOUT0引腳相連，指示定時器0的輸（shū）出信號。
三個指示（shì）燈（dēng）：RUN、XF、TOUT分別指示DSP是否在運行；XF引腳狀態；TOUT0引腳狀態。
6.CPLD可編程開放模塊（kuài）
主要用來完成信號的電平轉換、主機接口中各種控製信號的產生、A/D和D/A片選信號（hào）和控製信號的產生等功能。
7.信號分解與合成模塊（kuài）
此（cǐ）模塊位於實驗平台的中（zhōng）部，主（zhǔ）要完成信號的（de）分解與合成，模塊的上半部分為信號的（de）分解，下半部（bù）分為信號的合成。信號（hào）的分解部分提供了8個波形輸出測量點，TPA01、TPA02……TPA08；TPA01—TPA07分別為信號的1—7次（cì）諧波輸出波形，第8個測量點TPA08為8次以上諧波的合成輸出波形；在信號（hào）合成部分中，把分解輸出的各次（cì）諧波信號連接輸入至合成部分，在（zài）合成的輸出（chū）測量點（diǎn）上可觀（guān）察到合成後的信號波形。
8.信號卷積實驗模塊（kuài）
此模塊在信（xìn）號分（fèn）解與合成（chéng）模塊下方，結構非常簡單，隻須三個測量點，分別為兩個觀察卷積的輸入信號（TP901、TP902），一個用於觀察卷積後（hòu）的輸（shū）出（chū）信號（TP903）。輸入的（de）信號為經（jīng）過A/D轉換的數字信號。P903為卷積信號輸出插孔。
9.一階電路（lù）暫（zàn）態響應模（mó）塊
此（cǐ）模塊可根據自己的需要搭接一階電路，觀測（cè）各點的信號波形。
有6個測量點：
TP601、TP607：輸入信號波形測（cè）量點；
TP604、TP605：一階RC電路輸出信號波形測量點（diǎn）；
TP609、TP610：一階RL電路（lù）輸出信號波形測量點。
信號插孔：
P601、P607：信號輸入插孔；
P602、P603、P604、P605、P606、P609、P610：電路連接插孔。
10.二階電路的傳輸（shū）特性模塊
此模塊亦可根（gēn）據需要搭接二階（jiē）電路，觀察各測量點的信（xìn）號波形。
有兩個測量點：
TP801：二階RC電路傳輸（shū）特性測量點；
TP807：二階RL電路傳輸特（tè）性測量點。
信號插孔：
P801，P803：信號輸（shū）入（rù）插孔。
11.二階網絡狀態軌跡（jì）模塊
此模塊除了完成（chéng）二階網絡狀態軌跡觀察的實驗外，還可完成二（èr）階電路暫態響應觀（guān）察（chá）實驗。
有三個測量點：
TP501：輸入信號（hào）波形觀測（cè）點；
TP502、TP503：輸出信號波形觀察點。
信（xìn）號插孔：
P501：信號輸入插孔（kǒng）。
12.階躍響應與衝激響應（yīng）模塊
接入適當的輸入（rù）信號，可觀測輸入信號的階躍響應與衝激響應。
有四個（gè）測量點：
TP101：進行衝激響應實驗時的輸入信號波形的測量（liàng）點；
TP103：進行階躍響應實驗時的（de）輸入信號波（bō）形的測量點；
TP102：衝激信號觀（guān）測點；
TP104：衝激響應，階躍響應信號輸出觀測點。
信號插孔：
P101、P103：信（xìn）號輸入插孔；
P102：電路連接插孔。
13.抽樣定（dìng）理模塊（kuài）
通過本（běn）模塊可觀測到抽樣過程中各個（gè）階段的信號（hào）波形。
有四個（gè）測量點：
TP401：輸入信（xìn）號波（bō）形觀測點；
TP402：開（kāi）關信號觀測點；
TP403：輸入（rù）信號經采樣後的信號波形觀測點；
F(t) ：抽樣信號（hào）經低通濾（lǜ）波器恢複後的信號（hào）波形觀測點。
信（xìn）號插（chā）孔：
P401：信號輸入插孔（kǒng）；
P403：抽樣信號輸出插孔；
F(t)：經低通濾波（bō）器恢複的信號輸出插孔；
其它：元器件選擇插孔。
14.模擬濾波器模塊
提供了多（duō）種有源、無（wú）源濾波器，包括低通無源濾波器、低通有源濾波器、高通無源濾波器、高通有源濾波器（qì）、帶通無源濾波器、帶通有（yǒu）源濾波器（qì）、帶阻無（wú）源濾波器和帶阻有源濾波器。根據自（zì）己的需要進行實驗。
有（yǒu）8個測量點：
TP302：信號（hào）經低通無源濾波器後的（de）輸出信（xìn）號波形觀測點；
TP304：信號經低通有源濾（lǜ）波器後的輸出信號波形觀測點；
TP306：信號經高（gāo）通無源濾波器後的輸出信號波形觀測點；
TP308：信號經高通有源濾波器後的輸出信號波形觀測點；
TP310：信號經帶通無源濾波器後的輸出信號波形觀測點；
TP312：信（xìn）號經帶通有源濾波器後的（de）輸出信號波形觀測點；
TP314：信號經帶阻無源濾波器（qì）後的輸出信號波形觀測點；
TP316：信號經帶阻有源濾波器後的輸出信號波形觀測點；
信號插孔：
信號輸入插孔：P301、P303、P305、P307、P309、P311、P313、P315；
信號輸出插孔：P302、P304、P306、P308、P310、P312、P314、P316。
15.二次開發（fā）區
本模塊提供了很（hěn）多開（kāi）放的電阻、電容、電位器、運放單元、阻容元件插（chā）件（可插上二次開發區未提供的阻容元件），可根據需要搭接不同的（de）電路，進行各種測試。可完成基本運算單元實驗，如加法器、比例放大器、積分器等，及一階係統的模擬、連（lián）續係統的模擬等實驗（yàn）。如下圖2-1所示：

二次開發區布（bù）局（jú）圖

在布局（jú）圖中：提供了電位（wèi）器（qì）3個，運（yùn）放單元4個，固定電阻18個、固定電容12個、固定電感3個，及R-L-C插件6個，可根據（jù）需要插上不同的電阻、電容或電感。
運放單元：
INx+、INx-：運算放（fàng）大器的正相、反相輸入信號（hào）插孔；
OUTx：運算放大器的輸出信（xìn）號插孔；
16.頻率表與（yǔ）毫伏（fú）表
頻率表：顯示信號源輸出的信號的頻率值，指（zhǐ）示的頻率範圍為0～100KHz;
毫伏表：顯示信號源輸出信號的幅度的平均值，指示範圍為0～10V。開（kāi）關SW706用於選（xuǎn）擇所（suǒ）測的波形信號。
17.無失真傳輸係統
可完成信號的（de）無失真傳輸（shū）實驗。
一個測量（liàng）點：
TPE01：輸入信號測量點（diǎn）；
信號插孔：
HE01：輸入（rù）信號插孔；
HE02：輸出信號插孔。
18.AM調製與（yǔ）解調
該模塊包括載波1（VC1）、載波2（VC2）、調製波1（VS1）、調製波2（VS2），調製器1、調製器2、解調器1、解調器2、檢波器1、檢波器2共10個單元。可同時（shí）進行兩路信號的調製與解調（diào）。
其中：
1.載波1（VC1）、載波2（VC2）、調製波1（VS1）、調製波2（VS2）四個單元用來產生實驗所需的信號。它們產生的都是固定頻率的正弦信號（hào），其中載波1的頻率約16KHz，載波2的頻率（lǜ）約32KHz，調製波1的頻率約160Hz，調製波2的頻率約800Hz。電位器RWD2、RWD4、RWD6、RWD8用來調節輸（shū）出信號的（de）幅度。
2.調製器1、調製器（qì）2：這兩個單元用來完成AM調製，隻要將載波1、調製波1和載波2、調製波2所（suǒ）產生的信號分別加（jiā）到調製器1、與調製（zhì）器2相對應的輸入（rù）端，就可產生兩路AM調（diào）製信號UAM1、UAM2。電（diàn）位器RWC3、RWC4用來調整調幅波（bō）的上下對稱性；電位器RWC1、RWC2用來調整（zhěng）調製度。
3.解調器1、解調器2：這兩個單元（yuán）用來將AM調製（zhì）信（xìn）號進（jìn）行解調，它們是同步檢波（bō）方式。
4.檢波器1、檢波器2：這兩個單（dān）元也用來對AM調製信號進行解調。它們是非相幹解調方式。
19.FDM頻（pín）分複用模塊
該模塊包括（kuò）AM調製與解調模塊的所有單元，及有源加法器單元、八階巴特沃斯高通濾波器單元、八階巴（bā）特沃斯低通（tōng）濾（lǜ）波器單元。
1.有源加法器：在做FDM頻分（fèn）複用實驗時，對兩路AM調製信號進行代（dài）數運（yùn）算，生成複用信號。
2.八階巴（bā）特沃斯（sī）高通濾（lǜ）波器，截止頻率為30KHz，用來將載波頻率高（gāo）的一（yī）路AM調製信（xìn）號分離（lí）出來。
3.八階巴特沃斯低（dī）通濾波器：截止頻率為20KHz，用來將載波頻率低（dī）的一路AM調（diào）製信號分離出來。

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