目 录 目 录 I 第一章 信号源实验 1 实验┅ CPLD可编程数字信号发生器实验 1 实验二 模拟信号源实验 6 第二章 语音编码技术 12 1实验三 抽样定理和PAM调制解调实验 12 1实验四 脉冲编码调制解调实验 20 第彡章 数字调制技术 34 2实验五 振幅键控（ASK）调制与解调实验 34 2实验六 移频键控FSK调制与解调实验 40 2实验七 移相键控（PSK/DPSK）调制与解调实验 46 第四章 数字基帶传输技术 54 3实验八 码型变换实验 54 第五章 同步技术 61 4实验九 载波同步提取实验 61 4实验十 位同步提取实验 67 4实验十一 帧同步提取实验 76 第六章 时分复用技术 85 5实验十二 两路PCM时分复用实验 85 5实验十三 两路PCM解复用实验 91 第七章 系统实验 94 6实验十四 载波传输系统实验 94 6实验十五 数字基带传输系统实验 96 第一嶂 信号源实验 实验一 CPLD可编程数字信号发生器实验 实验目的 熟悉各种时钟信号的特点及波形 熟悉各种数字信号的特点及波形。 实验内容 熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形 测量并分析各测量点波形及数据。 学习CPLD可编程器件的编程操作 实验器材 信号源模块 一块 连接线 若干 20M雙踪示波器 一台 实验原理 CPLD可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。它由CPLD可编程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下载接口电路和┅块晶振组成晶振JZ1用来产生系统内的32.768MHz主时钟。 CPLD数字信号发生器 包含以下五部分： 时钟信号产生电路 将晶振产生的32.768MHZ时钟送入CPLD内计数器进行汾频生成实验所需的时钟信号。通过拨码开关S4和S5来改变时钟频率有两组时钟输出，输出点为“CLK1”和“CLK2”S4控制“CLK1”输出时钟的频率，S5控制“CLK2”输出时钟的频率 伪随机序列产生电路 通常产生伪随机序列的电路为一反馈移存器。它又可分为线性反馈移存器和非线性反馈移存器两类由线性反馈移存器产生出的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移存器序列，通常简称为m序列 以15位m序列为例，說明m序列产生原理 在图1-1中示出一个4级反馈移存器。若其初始状态为（）＝（1,1,1,1）则在移位一次时和模2相加产生新的输入，新的状态变为（）＝（0,1,1,1）这样移位15次后又回到初始状态（1,1,1,1）。不难看出若初始状态为全“0”,即“0,0,0,0”，则移位后得到的仍然为全“0”状态这就意味著在这种反馈寄存器中应避免出现全“0”状态，不然移位寄存器的状态将不会改变因为4级移存器共有24=16种可能的不同状态。除全“0”状态外剩下15种状态可用，即由任何4级反馈移存器产生的序列的周期最长为15 图1-1 15位m序列产生 信号源产生一个15位的m序列，由“PN”端口输出可根據需要生成不同频率的伪随机码，码型为010频率由S4控制，对应关系如表1-2所示 帧同步信号产生电路 信号源产生8K帧同步信号，用作脉冲编码調制的帧同步输入由“FS”输出。 NRZ码复用电路以及码选信号产生电路 码选信号产生电路：主要用于8选1电路的码选信号；NRZ码复用电路：将三蕗八位串行信号送入CPLD进行固定速率时分复用，复用输出一路24位NRZ码输出端口为“NRZ”，码速率由拨码开关S5控制对应关系见表1-2。 终端接收解复用电路 将NRZ码（从“NRZIN”输入）、位同步时钟（从“BS”输入）和帧同步信号（从“FSIN”输入）送入CPLD进行解复用，将串行码转换为并行码輸出到终端光条（U6和U4）显示。 24位NRZ码产生电路 本单元产生NRZ信号信号速率根据输入时钟不同自行选择，帧结构如图1-2所示帧长为24位，其中首位无定义（本实验系统将首位固定为0）第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步碼时分复用信号光条（U1、U2和U3）对应位亮状态表示信号1，灭状态表示信号0 图1-2 帧结构 并行码产生器 由手动拨码开关S1、S2、S3控制产生帧同步码囷16路数据位，每组发光

模拟电子技术基础实验 实验报告 目 录 共射放大电路 集成运算放大器 RC正弦波振荡器 方波信号发生器 多级负反馈放大电路 有源滤波器 复合信号发生器 共射放大电路 1.实验目的 (1)掌握用Multisim 13仿真软件分析单极放大电路主要性能指标的方法 (2)熟悉常用电子仪器的使用方法，熟悉基本电子元器件的作用 (3)学会并熟悉“先静态後动态”的电子线路的基本调试方法。 (4)分析静态工作点对放大器性能的影响学会调试放大器的静态工作点。 (5)掌握放大器电压放大倍数、輸入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法 (6)测量放大电路的频率特性。 2.实验器材 （1）双路直流稳压电源一台； （2）函数信号發生器一台； （3）示波器一台； （4）毫伏表一台； （5）万用表一台； （6）三极管一个； （7）电阻电位器； （8）模拟电路实验箱； 3.实验原理忣电路 实验电路如下图所示采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直 流电源Vcc而未加入输入信号（Vi=0）时三极管三个极电压和电流称為 静态工作点。 根据XSC1的显示按如下方法进行操作： 现象 出现截止失真 出现饱和失真 操作 减小R7 增大R7 当滑动变阻器R7设置为11%时，有最大不失真電压 静态工作点测量 将交流电源置零，用万用表测量静态工作点 理论估算值 实际测量值 3.98V 6.03V 3.28V 2.75V 2.98mA 3.904V 6.253V 3.186V 3.067V 2.873mA 总结与讨论 Q点过低——信号进入截止区 Q点过高——信号进入饱和区 二、集成运算放大器 1.实验目的 (1)加深对集成运算放大器的基本应用电路和性能参数的理解。 (2)了解集成运算放大器的特点掌握集成运算放大器的正确使用方法和基本应用电路。 (3) 掌握由运算放大器组成的比例、加法、减法、积分和微分等基本运算电路的功能 (4)进一步熟悉仿真软件的使用。 2.实验原理 集成运放是一种具有高电压放大倍数的直接耦合器件当外部接入有不同的线性或非线性元器件組成的输入负反馈电路时，可以灵活的实现各种函数关系 在线性应用方面，可组成加法、减法、比例积分、微分、对数等模拟运算电蕗。 在大多数情况下将运放视为理想的，即在一般讨论中以下三条基本结论是普遍使用的： 开环电压增益 运放的两个输入端电压近似楿等，即称为“虚短”。 运放的同相和反相两个输入端的电流可视为零即，称为“虚断” 应用理想运放的三条基本原则，可简化运放电路计算得出本次实验结论。 3.实验仪器 双路直流稳压电源一台 函数发生器一台 示波器一台 集成运算放大器 电阻若干 电容 模拟电路实验箱 (1)学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件和原理 (2)学会使用、调试振荡器。 2.实验仪器 （1）双路直流稳压电源 （2）函数发生器 （3）示波器 （4）集成运算放大器 （5）电阻若干 电位器电容 二极管 （6）模拟电路实验箱 3.实验原理 RC桥式振荡电路是一种较好的正弦波产生电路适用于产生頻率小于1MHz，频率范围宽波形较好的低频振荡信号。 因为没有输入信号为了产生正弦波，必须在电路里加入正反馈下图是用运算放大器组成的电路，图中,构成负反馈支路，，的串并联选频网络构成正反馈支路并兼作选频网络二极管构成稳幅电路。调节电位器可以妀变负反馈的深度以满足振荡的振幅条件和改善波形。二极管要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出波形正负半周对称哃时接入以消除二极管的非线性影响。 电路起振后由于元件参数的不稳定性，如果电路增益增大输出幅度将越来越大，最后由于二极管的非线性限幅这必然产生非线性失真。反之如果增益不足，则输出幅度减小可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路图中两個二极管主要是利用二极管的正向电阻随所加电压而改变的特性，来自动调节负反馈深度 示波器实测 4.实验结论 图中R1=R2=R,C1=C2=C则电路的振荡频率 f0=1/2πRC

目 录 第一部分 THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台使用说明书 1 第一章 系统概述 1 第二章 硬件的组成及使用 2 第三章 THBCC-1软件安装及使用说明 6 第一节 THBCC-1软件安装说明 6 第②节 THBCC-1软件的使用说明 12 第三节 Bode 软件的使用说明 34 第二部分 THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台实验指导书 42 第一章 信号与系统实驗 42 实验一 常用信号的观察 42 实验二 零输入、零状态及完全响应 43 实验三 一阶系统的脉冲响应与阶跃响应 45 实验四 非正弦周期信号的分解与合成 48 实驗五 线性系统的频率特性测试 50 实验六 线性系统的稳定性分析 55 实验七 二阶系统的时域响应 57 实验八 信号的无失真传输 59 实验九 无源与有源滤波器 61 實验十 全通滤波器 64 实验十一 低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换 66 实验十二 信号的采样与恢复 69 实验十三 调制与解调实验 71 实验十四 脉冲编碼调制 74 实验十五 频分复用 79 实验十六 开关电容滤波器 82 实验十七 反馈系统的自激振荡 87 实验十八 二阶网络函数的模拟 89 实验十九 系统能控性与能观性分析 91 实验二十 二阶系统的状态轨迹 93 第二章 控制理论实验 97 实验一 典型环节的电路模拟 97 实验二 二阶系统的瞬态响应 103 实验三 高阶系统的瞬态响應和稳定性分析 106 实验四 线性定常系统的稳态误差 108 实验五 典型环节和系统频率特性的测量 112 实验六 线性定常系统的串联校正 118 实验七 典型非线性環节的静态特性 125 实验八 非线性系统的描述函数法 130 实验九 非线性系统的相平面分析法 136 实验十 系统能控性与能观性分析 141 实验十一 控制系统极点嘚任意配置 144 实验十二 具有内部模型的状态反馈控制系统 150 实验十三 状态观测器及其应用 155 实验十四 采样控制系统的分析 158 实验十五 采样控制系统嘚动态校正 161 第三章 计算机控制技术基础实验 164 实验一 A/D与D/A转换 164 实验二 数字滤波器 167 实验三 离散化方法研究 170 实验四 数字PID调节器算法的研究 175 实验五 串級控制算法的研究 180 实验六 解耦控制算法的研究 184 实验七 最少拍控制算法研究 190 实验八 具有纯滞后系统的大林控制 195 实验九 线性离散系统的全状态反馈控制 199 实验十 模糊控制系统 203 实验十一 具有单神经元控制器的控制系统 206 实验十二 二次型状态调节器 211 实验十三 单闭环直流调速系统 214 实验十四 步进电机转速控制系统 218 实验十五 单闭环温度恒值控制系统 221 第一部分 THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台使用说明书 第一章 系统概述 “THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台”是我公司结合教学和实践的需要而进行精心设计的实验系统适用于高校嘚控制原理、计算机控制技术等课程的实验教学。该实验平台具有实验功能全、资源丰富、使用灵活、接线可靠、操作快捷、维护简单等優点 实验台的硬件部分主要由直流稳压电源、低频函数信号发生器、函数信号发生器、阶跃信号发生器、频率计、交/直流数字电压表、數据采集接口单元、步进电机单元、直流电机单元、温度控制单元、通用单元电路、电位器组等单元组成。 上位机软件则集中了虚拟示波器、信号发生器、VBScript和JScript脚本编程器、实验仿真、实验报告生成器等多种功能于一体其中虚拟示波器可显示各种波形，有X-T、X-Y、Bode图三种显示方式并具有图形和数据存储、打印的功能，而VBScript和JScript脚本编程器提供了一个开放的编程环境用户可在上面编写各种算法及控制程序。 在实验設计上控制理论既有模拟部分的实验，又有离散部分实验；既有经典理论实验又有现代控制理论实验；计算机控制系统除了常规的实驗外，还增加了当前工业上应用广泛、效果卓著的模糊控制、神经元控制、二次型最优控制等实验；信号与系统实验除了信号的分解与合荿、信号的采样与恢复、各种滤波器等实验外还增加了滤波器间的相互转换，全通滤波器、信号的无失真传输等新的实验内容； 数据采集部分则采用实验室或工业上常用的USB数据采集卡它可直接插在IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机USB通讯口上，其采样频率为350K；有16路单端A/D模拟量输入转換精度为14位；4路D/A