南京理工大学电路实验论文

电类综合实验实验报告（数字FM调制解调器的设计）姓名：金威学号：115110001089学院名称：自动化学院指导老师：薛文刘光祖2016年6月一、实验名称数字FM 调制解调器的设计二、实验目的1、理解FM 数字调制解调的基本原理；2、掌握FPGA 的基本结构及开发的一般流程；3、掌握Quartus Ⅱ软件的基本使用。

三、实验内容基于FPGA 开发板（DE2-115）和AD/DA 板（THDB-ADA ）设计一个数字式FM 调制解调器，并要求测试调制解调器的功能和解调性能：1、按照FM 调制的实现框图，设计一个FM 数字调制器，完成对设定波形的FM 数字调制。

并验证调制信号的正确性。

2、按照FM 解调的实现框图，选择合理方案设计一个FM 数字解调器，完成对输入已调信号的FM 数字解调，并验证其功能及性能。

四、实验要求1、基本要求（1）要求调制信号为正弦波，调制信号频率为100kHz ，最大频偏为100kHz ，载波频率为3MHz 。

（2）输入已调载波信号峰峰值幅度不超过1V ，调制信号频率不大于50kHz ，载波频率为3MHz 的正弦波。

五、FM 调制解调基本原理1、FM 信号的数学表达式FM 是一种以载波的瞬时频率变化来表示信息的调制方式，其载波的频率跟随输入信号的幅度直接成等比例变化，其数学表达式如下：若调制信号为()m x t ，其振幅()1m x t ≤，载波信号为()cos(2)c c x t A f t π= (1)其中A为振幅，cf为载波中心频率，则已调信号为()cos(22())tcm c mx t A f t fx dππττ=+∆⎰(2) 其中f∆为最大频偏，表示相对于载波的最大频率偏离量。

2、FM调制信号的时域及频域波形图图 1 已调信号时域波形图O fcΩfcΩf|A|图 2 FM已调信号幅度谱2、实现FM信号调制的两种方式有两种方法分别是直接调频和间接调频。

直接调频就是，根据FM信号的瞬时频率与调制信号幅度程线性关系这一特征，可将调制信号的电压作为压控振荡器的控制电压，使其输出频率直接受调制信号电压的控制，这样压控振荡器的中心频率就是已调信号的中心频率，而信号的瞬时频率恰好由调制信号的电压幅度决定，这种方式是最直接的频率调制实现方式。

南京理工大学EDA课程设计（一）实验报告专业：自动化班级：姓名：学号：指导老师：2013年10月摘要在老师的悉心指导下，通过实验学习和训练，我已经掌握基了于Multisim的电路系统设计和仿真方法。

在一周的时间内，熟悉了Multisim软件的使用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常见电路分析方法。

能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析，掌握EDA设计的基本方法和步骤。

实验一：单级放大电路的仿真及设计，设计一个分压偏置的单管电压放大电路，并进行测试与分析，主要测试最大不失真时的静态工作点以及上下限频率。

实验二：负反馈放大电路的设计与仿真，设计一个阻容耦合两级电压放大电路，给电路引入电压串联深度负反馈，，观察负反馈对电路的影响。

实验三：阶梯波发生器的设计与仿真，设计一个能产生周期性阶梯波的电路，对电路进行分段测试和调节，直至输出合适的阶梯波。

改变电路元器件参数，观察输出波形的变化，确定影响阶梯波电压范围和周期的元器件。

关键词：EDA设计及仿真multisim 放大电路反馈电路阶梯波发生器实验一：单级放大电路的仿真及设计一、实验要求1、设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(峰值10mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。

2、调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。

3、调节电路静态工作点(调节电位计)，使电路输出信号不失真，并且幅度最大。

在此状态下测试：（1）电路静态工作点值；（2）三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值；（3）电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；（4）电路的频率响应曲线和f L、f H值。

二、实验步骤1、设计分压偏置的单级放大电路如图1-1所示：图1-1、单级放大电路原理图2、电路饱和失真输出电压波形图调节电位器的阻值，改变静态工作点，当电阻器的阻值为0%Rw，交流电压源为10mV时，显示饱和失真的波形图如图1-2所示：图1-2、电路饱和失真输出电压波形图饱和失真时的静态工作点：Ubeq=636。

南京理工大学电工电子综合实验（II）实验报告姓名：学号：学院：专业：指导老师：目录一、实验内容 (3)二、设计原理 (3)分部原理图 (4)1.脉冲信号发生电路 (4)2.计时与显示电路 (4)3.校分电路 (5)4.清零电路 (6)5.报时电路 (7)整体原理图 (8)三、遇到的问题及解决方法 (9)四、实验体会 (9)五、附录 (10)1.元件清单 (10)2.芯片引脚图和功能表 (11)3.参考文献 (12)一、实验内容1、设计一个脉冲发生电路，为计时器提供脉冲、为报时电路提供驱动蜂鸣器的1HZ脉冲信号。

2、设计计时电路，完成 0分00秒—9分59秒的计时功能。

3、设计清零电路，具有开机自动清零功能，并且在任何时候，闭合清零开关，可以进行计时器清零。

4、设计校分电路，在任何时候，闭合校分开关，可进行快速校分。

5、设计报时电路，使数字计时器从9分53秒开始报时，每隔两秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1KHZ），9分59秒发高音（频率2KHZ）。

二、设计原理数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。

其原理框图如下：图1：数字计时器原理框图数字计时器以一个标准频率（1Hz）进行计数，实验使用了石英晶体振荡器构成脉冲发生电路以保证其准确与稳定。

为使电路更加简单，使用CD4518对计时器的秒个位和分十位进行计数，用74LS161构成模六（六进制）计数器实现对秒的十位进行计数。

利用计数器的异步清零端，通过简单的电路使电路具有开机清零功能和随时清零功能。

利用校分电路，校正分时刻的数字，并可以利用校分先于蜂鸣电路来节省时间。

分部原理图：1.脉冲信号发生电路振荡器是数字时钟的重要组成部分。

石英晶体振荡器提供的脉冲频率为32768Hz（=215Hz），而分频器CC4060的最大分频系数是214，因此两者组合最小可提供2Hz的脉冲信号，为得到秒脉冲信号，还需经过一个二分频器件（由D 触发器74LS74实现）。

南京理⼯⼤学电⼯电⼦实验1电⼯电⼦综合实验论⽂班级:学号：姓名：⾮线性电阻电路的应⽤---混沌电路⼀、摘要：蔡式电路是美国贝莱克⼤学的蔡少堂教授设计的能产⽣混沌⾏为的最为简洁的⼀种⾃治电路，该型电路并不唯⼀，在⾮线性系统及混沌研究中，占有极为重要的地位。

该电路结构简单，但却出现双涡卷奇怪引⼦和及其丰富的混沌动⼒学⾏为。

本实验研究⾮线性电阻的特性和混沌电路。

试验中利⽤两个运算放⼤器模拟⾮线性电阻，并⽤列表法测量做出其伏安特性曲线，并利⽤⽰波器观察其伏安特性曲线。

同样利⽤两个运算放⼤器，实现混沌现象，并研究其图像的规律。

⼆、关键词：⾮线性负电阻，混沌电路，三、引⾔：混沌(Chaos)是20世纪物理学的重⼤事件。

混沌研究最先起源于洛伦兹研究天⽓预报时⽤到的三个动⼒学⽅程。

后来的研究表明，⽆论时复杂的系统，如⽓象系统、太阳系，还是简单系统，如滴⽔龙头等，皆因存在着内在随机性⽽出现类似⽆轨，但实际是⾮周期有序运动，即混沌现象。

现在混沌研究涉及的领域包括数学、物理学、⽣物学、化学、天⽂学、经济学及⼯程技术的众多学科，并对这些学科的发展产⽣了重要影响，混沌包含的物理内容⾮常⼴泛，研究这些内容更需要⽐较深⼊的数学理论，如微分动⼒学⽅程、拓补学、分形⼏何学等。

⽬前混沌的研究重点已转向多维动⼒学系统中的混沌、量⼦及时空混沌、混沌的同步及控制等⽅⾯。

本实验借助⾮线性电阻电路，从实验上对这⼀现象进⾏了探索。

四、正⽂：1.实验材料与设备装置。

⽰波器，可变电阻，定值电阻，直流电源，电流表，TL082CD运算放⼤器，线性电感，电容。

2.实验过程。

（1）实验电路图。

这是由两个线性电容C1、C2，⼀个线性电感L，和⼀个可变性电阻R0，⼀个⾮线性电阻R构成。

电感和C2并联构成振荡电路，线性电阻R0的作⽤是分相，⾮线性电阻R的伏安特性I R=g(u R),是⼀个分段线性负电阻，整体呈现对称但⾮线性的趋势。

由于g 总体是⾮线性函数，所以三元⾮线性⽅程组没有解析解。

电工电子综合实验交流电路的应用设计——裂相（分相）电路南京理工大学交流电路的应用设计——裂相电路摘要本实验将通过利用RC桥式电路分相原理：㈠①将给定的220V/50Hz的单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电源，要求两相输出空载时电压有效值相等，为155×﹙1±2％﹚V;相位差为90°×﹙1±2％﹚。

②测量并作电压—负载线（两负载相等，且为电阻性）特性曲线，到输出电压150（1-10％﹚V;相位差为90°×（1-5％）为止。

③测量证明设计的电路在空载时功率最小。

㈡①将给定的220V/50Hz的单相交流电源分裂成相位差为120°的对称三相电源，要求两相输出空载时电压有效值相等，为110×﹙1±2％﹚V;相位差为120°×﹙1±2％﹚。

②测量并作电压—负载线（三负载相等，且为电阻性）特性曲线，到输出电压110（1-10％﹚V;相位差为120°×（1-5％）为止。

③测量证明设计的电路在空载时功率最小。

㈢若负载分别为感性或容性时，讨论电压—负载特性。

㈣讨论分相电路的用途，并举一例详细说明。

关键词Multisisim11.0软件仿真裂相电路单相电源两相输出负载空载功率引言在科学技术迅猛发展的今天，在科学技术迅猛发展的今天，电工技术在许多领域中都发挥着重要的作用。

挥着重要的作用。

裂相技术是一项原理较为简单的电路处理技术，在实际应用中还有很大的潜力有待开发。

在实际应用中还有很大的潜力有待开发。

本文主要是研究如何将一个单相的交流电源分裂成多相交流电源的问题。

通过实验，流电源的问题。

通过实验，研究裂相后的电源接不同性质负载时电压的变化。

主要设计了将单相交流电源分裂成两相电源。

时电压的变化。

主要设计了将单相交流电源分裂成两相电源。

将单相交流电源分裂成两相电源在裂二相实验中，我采取了《电工仪表与电路实验技术》（马在编著）页的方法方法。

电类综合实验姓名: 学号：学院(系):自动化学院专业: 电气工程题目: 直接数字频率合成器指导老师：摘要本篇论文主要讲述设计直接数字频率合成器dds。

用quartus 2 软件进行设计，模拟和仿真电路，并下载到芯片。

使电路能输出正余弦波，余弦波，三角波和锯齿波，并可以通过开关调节频率和相位。

同时还在电路中加入了显示电路，和测频电路，可以显示频率控制字，相位控制字和波形的频率。

关键词： dds quartus 2AbstractThis thesis mainly tells the design of Direct Digital Frequency Synthesizer-DDS. Quartus 2 7.1 is used to design, simulate the circuit. Then it be downloaded to the chip.The circuit can output sine cosine wave, triangle wave and saw tooth wave, and canadjust frequency and phase by the switch. The display circuit and the frequency measurement circuit are added to the circuit, which can display the frequency control word, the phase control word and the frequency of the wave form.目录1 设计基本要求 (1)2 方案设计原理 (1)2.1 概念 (1)2.2 频率预置与调节电路 (2)2.3 累加器 (2)2.4 波形存储器 (2)2.5 D/A转换器 (3)2.6 低通滤波器 (3)2.7 DDS的工作原理 (3)3 各个电路模块的设计原理 (4)3.1、分频器 (4)3.2 频率预置与调节电路 (6)3.2.1 m_32模块 (6)3.2.2 bcd码转2进制码 (6)3.2.3频率同步模块 (7)3.3 累加器 (7)3.3.1 加法器 (7)3.3.2 累加器 (7)3.4 相位预置与调节电路 (8)3.5 ROM的制作 (8)3.6 可调频调相模块 (11)3.7 测频电路 (12)3.9 lpm_mux0 (14)3.10 消颤电路 (14)3.11 总电路 (15)4 调试和仿真 (16)4.1 调试 (16)4.2 仿真 (16)4.3 下载 (18)4.3.1 管脚锁定 (18)4.3.2 重新编译 (18)4.3.3 下载 (19)5 实验结果及其分析 (19)5.1 同时输出正弦波和余弦波 (19)5.2 同时输出正弦波和三角波 (20)5.3 同时输出锯齿波和三角波 (20)5.3 数字显示管 (21)6 结论 (21)7 实验的感想 (22)参考文献 (23)1 设计基本要求基本要求：1、利用QuartusII软件和SmartSOPC实验箱实现DDS的设计；2、DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片中的RAM 实现，RAM结构配置成212×10类型；3、具体参数要求：频率控制字K取4位；基准频率fc=1MHz,由实验板上的系统时钟分频得到；4、系统具有使能功能；5、利用实验箱上的D/A转换器件将ROM输出的数字信号转换为模拟信号，能够通过示波器观察到正弦波形；6、通过开关（实验箱上的Ki）输入DDS的频率和相位控制字，并能用示波器观察加以验证；提高部分：1、通过按键（实验箱上的Si）输入DDS的频率和相位控制字，以扩大频率控制和相位控制的范围；(注意：按键后有消颤电路)2、能够同时输出正余弦两路正交信号；3、在数码管上显示生成的波形频率；4、充分考虑ROM结构及正弦函数的特点，进行合理的配置，提高计算精度；5、设计能输出多种波形（三角波、锯齿波、方波等）的多功能波形发生器；6、基于DDS的AM调制器的设计；7、自己添加其他功能。

南京理工大学研究生电类综合实验实验报告作者: 袁一超学号：514101001333学院(系):机械工程学院专业: 航天工程题目: （DDS）直接数字频率合成器设计指导者：花汉兵姜萍2015年6月电类综合实验（实验报告）中文摘要电类综合实验（实验报告）外文摘要电类综合实验（实验报告）第I 页共II 页目次1设计内容 (1)2方案论证 (1)2.1DDS 概念 (1)2.2DDS 的组成及工作原理 (1)2.3DDS 的工作流流程图 (1)2.4DDS 的总体框图 (2)3设计要求 (3)3.1设计基本要求 (3)3.2设计提高部分要求 (3)4各基本电路子模块设计原理 (3)4.1脉冲发生电路 (3)4.1.1二分频 (4)4.1.2三分频 (4)4.1.3八分频 (4)4.1.4十分频 (5)4.1.5千分频 (5)4.1.6总脉冲电路图 (5)4.2频率和相位调节电路 (5)4.2.1设计原理 (5)4.2.2频率和相位调节电路总图 (6)4.3累加器 (8)4.3.1累加器的原理 (8)4.3.2电路 (8)4.3.3波形仿真 (9)4.4加法器 (9)4.4.1设计原理 (9)4.4.2电路图 (10)4.5波形存储器（ROM） (10)4.5.1波形存储器（ROM）的原理 (10)4.5.2存储器（ROM）的设计 (11)4.6DDS电路 (15)4.6.1设计原理 (15)4.6.2电路总图 (15)4.7测频电路 (15)4.7.1设计原理 (15)4.7.2测频电路电路图 (16)4.8动态显示电路 (17)4.8.1设计原理 (17)电类综合实验（实验报告）第II 页共II 页4.8.2电路图 (17)4.9消颤电路 (18)4.9.1设计原理 (18)4.9.2电路图 (18)5整体封装图 (18)6管脚分配仿真下载 (19)6.1管脚分配 (19)6.2仿真 (19)6.3下载 (20)结论 (21)参考文献 (22)电类综合实验（实验报告）第1 页共22 页1设计内容设计一个频率及相位均可控制的具有正弦和余弦输出的直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesizer 简称DDFS或DDS）。

南京理工大学电子电工综合实验论文电子工程与光电技术学院班级：学号：姓名：裂相（分相）电路的研究一、摘要：裂相（分相）电路可以把单相交流电源分裂成具有相位差的多相电源，多相电路性能稳定，较之单相电路更加优越，且运用场合广泛。

将单相电转换为多相电可以满足在只有单相电源，而仪器设备必须使用多相电源时的问题。

本文从裂相电路出发，介绍了用Multisim10对裂相电路进行仿真，深入研究将单相交流电源（220V/50HZ）分裂成相位差对称的两相电源，并保证两相输出空载时电压有效值相等，具体实现电压为150V±2%，相位差为90°±2%。

进而在原电路基础上改变负载(电阻性)做出电压与负载特性曲线。

并讨论在负载为电容或电感时负载两端电压值与负载大小关系的特性曲线。

最后分析并证明此电路在空载时功耗最小。

二、关键词：裂相电路两相电源三相电源负载空载功率三、引言如今，随着科技的迅猛发展，电工技术在许多领域中都发挥着重要的作用。

裂相技术作为一项原理较为简单的电路处理技术，在实际应用中还有很大的潜力有待开发。

裂相电路由电阻和电容构成，它同时吸取了单相电源供电方便，以及多相整流输出平稳，谐波少，功率高等优点。

本文主要研究将一个单相的交流电源分别分裂成两相交流电源。

利用电容，电感元件两端的电压和通过它们的电流的相位差恒定为π/2，将电容和与之串联的电阻分别作为电源，同时还研究了裂相后的电源接不同性质负载时的电压、功率的变化。

实验中，通过运用Multisim10对电路进行仿真，同时测量多组数据，绘制相应曲线，并进行简单的分析，从而达到研究的目的。

四、正文1、实验要求（1）将单相交流电源(220V/50Hz)分裂成相位差为90°对称的两相电源。

①两相输出空载时电压有效值相等，为150×(1±4%)V；相位差为90°×(1±2%)。

②测量并作电压——负载（两负载相等，且为电阻性）特性曲线，到输出电压150×(1-10%)V；相位差为90°×(1-5%)为止。

电工电子综合实验论文课题名称：混沌电路姓名：庄加兴院系：自动化班级：9131102002学号：913110200234非线性电阻电路的应用——混沌电路庄加兴（南京理工大学自动化学院南京210094）摘要：应用运算放大器及电阻等元件设计出非线性电阻，对其伏安特性曲线进行测量和观察，并以此为基础研究蔡氏混沌电路，本文利用Multisim仿真软件着重对实验中的混沌电路进行了仿真，仔细记录了仿真下来的各个波形。

同时，也利用该软件，通过搭建电路，用示波器获得了有源非线性负阻的伏安特性曲线，验证了通过实验数据获得的图像。

最后对此现象进行原理上的尝试性解释说明。

关键词：非线性电阻伏安特性曲线混沌电路敏感参数混沌现象1.引言控制和利用混沌是当前自然科学基础研究的热门课题之一。

自然界中，诸如物理、化学、生物学、地学……以及技术科学学、社会科学等各种科学领域中已经发现了混沌现象的存在，有人认为这是续相对论、量子论之后的又一重大科学发现。

它揭示了自然界及人类社会中普遍存在的复杂性、有序性和无序的统一，大大拓宽了人们的视野，加深了人们对客观世界的认识。

目前混沌控制与同步的研究成果已被用来解决秘密通信、改善和提高激光器性能以及控制人类心律不齐等问题。

在混沌应用研究中,混沌保密通信研究得最多,竞争也最为激烈,它已经成为保密通信的一个新的发展方向。

蔡氏电路是美国贝克莱大学的蔡少棠教授设计的能产生混沌行为的最简的一种自治电路。

首先，何为混沌？顾名思义，混沌是指确定的非线性动力学系统中出现的貌似无规则的类随机现象。

其次，混沌理论作为一个科学理论,具有以下三个核心概念: 对初始条件的敏感性、分形、奇异吸引子。

蔡氏电路是目前众多混沌电路中最具代表性的一种,其典型的电路结构已成为理论和实验研究混沌的一个范例。

在蔡氏电路及蔡氏振荡器的分析及实验研究中，为电路建立一个精确的试验模型，从而观察混沌现象并定量的分析它，这一点十分重要。

而其中非线性电阻电路的实现是这一环节是一个关键。

题目: 电类综合实验报告院(系): 自动化学院专业年级: 控制理论与控制工程（研一）姓名: coolkid 学号: coolkid_idxx年x月x 日失真度测试实验摘要失真度表征一个信号偏离纯正弦信号的程度，是无线电信号的一个重要参数。

在无线电计量测试中,许多参数的准确测量都涉及失真度测量问题。

例如：在检定电压表、功率表和交流数字式电压表时，为了减小不同检波式仪表的波形误差、提高检定的准确度，就必须减小信号源的失真。

本次实验通过函数/任意波形发生器（EE1661）产生1MHZ的正弦波，基于FPGA开发板（DE2-115）和AD/DA板（THDB-ADA）设计数字化失真度测量仪，实现方法上采用加窗的FFT法。

在Quartus中工具栏里的signalTap观察记录相应的输出结果。

一．实验目的1.熟练掌握一种硬件描述语言，能用硬件描述语言实现较为复杂的时序逻辑电路；2.掌握失真度测量的原理，了解模拟法和数字化方法的优缺点，基于FPGA 设计数字化失真度测量仪；3.掌握EDA电路设计软化和电路仿真软件的使用，能够熟练运用FPGA的IP核来设计电路，增强时序电路的稳定性，提高设计效率。

二．实验内容本实验基于FPGA开发板（DE2-115）和AD/DA板（THDB-ADA）设计数字化失真度测量仪，实现方法上采用加窗的FFT法，其基本信号处理流程如图1所示。

被测信号AD采样加窗FFT求模找最大值对应的索引求基波功率和总功率计算失真度显示失真度图1 数字化失真度测量仪的流程图1、AD采样DE2-115提供三个50MHz时钟，利用任意一个时钟，通过PLL可以产生任意频率时钟提供给ADC作为采样时钟，AD采样得到14位偏移码，将高位取反即可得到信号的补码形式。

2、信号加窗选用汉宁窗或三角窗对AD采样信号做加权处理。

3、加窗后的信号做FFTAltera提供FFT的核，该核为串行输入串行输出，设置输入输出为自然数顺序。