CPLD可編程數(shù)字信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />     1．熟悉各種時(shí)鐘信號(hào)的特點(diǎn)及波形
2．熟悉各種數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)及波形

二、實(shí)驗(yàn)電路的工作原理
   （一）、CPLD可編程模塊二電路的功能及電路組成
圖1-1是CPLD可編程模塊的電路圖。
    CPLD可編程模塊（芯片位號(hào)：U101）用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所需要的各種時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。它由CPLD可編程器件ALTERA公司的EPM7128(或者是Xilinx公司的XC95108)、下載接口電路（J101）和一塊晶振（JZ101）組成。晶振用來(lái)產(chǎn)生16.384MHz系統(tǒng)內(nèi)的主時(shí)鐘。本實(shí)驗(yàn)要求參加實(shí)驗(yàn)者了解這些信號(hào)的產(chǎn)生方法、工作原理以及測(cè)量方法，才可通過(guò)CPLD可編程器件的二次開(kāi)發(fā)（本實(shí)驗(yàn)箱提供專門的開(kāi)發(fā)模塊）生成這些信號(hào)，理論聯(lián)系實(shí)踐，提高實(shí)際操作能力。
    （二）、各種信號(hào)的功用及波形
1．83腳輸入16.384MHz主時(shí)鐘，方波。由晶振JZ101產(chǎn)生的16.384MHz時(shí)鐘，經(jīng)電阻R111，從83腳送入U(xiǎn)101進(jìn)行整形，然后分頻、產(chǎn)生各種信號(hào)輸出。
      2．16腳，輸出2.048MHz時(shí)鐘，方波。
      3．74腳，輸出1.024MHz時(shí)鐘，方波。
      4．49腳，輸出64KHz時(shí)鐘，方波。
5．75腳，輸出32KHz時(shí)鐘，方波。
6．76腳，輸出16KHz時(shí)鐘，方波。
7. 48腳，輸出32KHz偽隨機(jī)碼。
8. 79腳，輸出2KHz偽隨機(jī)碼。
9. 50腳，輸出8KHz的窄脈沖同步信號(hào)，供PCM（一）編碼模塊用（時(shí)隙可變）。
     10．51腳，輸出8KHz的窄脈沖同步信號(hào)，供PCM（二）編碼模塊用（時(shí)隙可變）。
8KHz的窄脈沖同步信號(hào),可通過(guò)編程來(lái)改變它們的時(shí)序和脈沖寬度，學(xué)生可通過(guò)薄膜鍵盤選擇，供PCM（一）模塊、PCM（二）模塊使用
電原理示意圖見(jiàn)如圖1－1所示，由CPLD芯片U101、下載接口電路J101、一塊晶振JZ101及外圍一些電容電阻組成（有興趣的同學(xué)，可以到網(wǎng)上搜索相關(guān)原器件的詳細(xì)資料）。
注：本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中所有數(shù)字信號(hào)都是由同一個(gè)信號(hào)源JZ101分頻產(chǎn)生，所以頻率相同或者頻率成倍數(shù)關(guān)系的數(shù)字信號(hào)，都有相對(duì)固定的相位關(guān)系。



圖1-1  CPLD可編程模塊電路圖


三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 
1．熟悉CPLD可編程數(shù)字信號(hào)發(fā)生器各測(cè)量點(diǎn)信號(hào)波形。
2．查閱CPLD可編程技術(shù)的相關(guān)資料，了解這些信號(hào)產(chǎn)生的方法。

四、實(shí)驗(yàn)步驟
    1．打開(kāi)電源總開(kāi)關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)開(kāi)始工作。
2．用示波器測(cè)出下面所列各測(cè)量點(diǎn)波形，并對(duì)每一測(cè)量點(diǎn)的波形加以分析。GND為接地點(diǎn)，測(cè)量各點(diǎn)波形時(shí)示波器探頭的地線夾子應(yīng)先接地。
各測(cè)量點(diǎn)波形如圖1－2所示，具體說(shuō)明如下：
以下信號(hào)均由CPLD可編程器件EPM7128芯片編程產(chǎn)生并送往各測(cè)量點(diǎn)。
TP301：1024KHz的時(shí)鐘信號(hào)，作為PSK調(diào)制模塊中產(chǎn)生載頻信號(hào)用。
TP901：32KHz的時(shí)鐘信號(hào)，作為FSK調(diào)制模塊中產(chǎn)生載頻信號(hào)用。
TP602：方波信號(hào)，作為抽樣定理模塊中抽樣時(shí)鐘用。可由薄膜鍵盤選擇“抽樣定理模塊”中不同的抽樣時(shí)鐘信號(hào)（默認(rèn)為2KHz方波）。
TP503:  8KHz的窄脈沖同步信號(hào),可通過(guò)薄膜鍵盤選擇不同時(shí)隙。
測(cè)量時(shí)將示波器通道1的探頭放在TP509上（固定0時(shí)隙和脈沖寬度），將通道2的探頭放在TP503上，調(diào)整通道1為觸發(fā)通道，通過(guò)薄膜鍵盤選擇“PCM編譯碼模塊”中不同選項(xiàng)，對(duì)比兩路波形可以看到8KHz的窄脈沖同步信號(hào)不同的時(shí)序關(guān)系和脈沖寬度。
TP110： 15位的偽隨機(jī)序列碼，碼元速率為32Kb/S，碼型為111100010011010，可對(duì)比TP901的32KHz的時(shí)鐘信號(hào)讀出它的碼型序列。該波形用來(lái)輸岀到PSK調(diào)制等模塊單元，作為數(shù)字基帶信號(hào)。
TP905：K901開(kāi)關(guān)1-2連，15位的偽隨機(jī)序列碼，碼元速率為2Kb/S，碼型為111100010011010，可對(duì)比TP001的2KHz的時(shí)鐘信號(hào)讀出它的碼型序列。該波形用來(lái)輸岀到FSK調(diào)制模塊單元，作為FSK調(diào)制的數(shù)字基帶信號(hào)（默認(rèn)2KHz PN），也可通過(guò)薄膜鍵盤選擇2KHz方波。
本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中CPLD可編程器件EPM7128芯片產(chǎn)生的信號(hào)還有很多，學(xué)生可在以后實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐步遇到。


圖1-2  CPLD可編程模塊產(chǎn)生的部分信號(hào)波形示意圖

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
    1．分析各種時(shí)鐘信號(hào)及數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生的方法，敘述其功用。
    2．畫出各種時(shí)鐘信號(hào)及數(shù)字信號(hào)的波形
    3．了解CPLD可編程技術(shù)方面的知識(shí)。