随机实验实验报告

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随机实验实验报告
实验名称:码元速率为39.0625KHz的2ASK 调制信号的实现与性能分析
完成时间:2013-11-5
目录
一、摘要--------------------------------------------第1页
二、前期学习--------------------------------------第1页
三、实验--------------------------------------------第2页
1、实现原理及框图--------------------------------------第2页
2、设计任务与要求--------------------------------------第3页
3、测试------------------------------------------------------第4页
4、示波器观察到的波形--------------------------------第5页
四、问题及解决方法-----------------------------第7页
五、总结--------------------------------------------第8页
一、摘要
随机信号分析实验设计的目的:使初学者通过随机信号分析实验对随机信号的产生方法、统计特性、数字特征及其应用有较全面地了解,使初学者通过随机信号分析实验来检验理论并能够有效的将理论与实践相结合。

为此,本实验通过学习Quartus Ⅱ软件来进行随机实验设计。

通过分析实验原理图及所学知识来进行实验仿真电路的设计,再经过一系列的调试和调整的过程,最后通过硬件电路版的观测与测试来检验实验的成功与否。

二、前期学习
即对Quartus Ⅱ软件进行学习与实践的过程。

依据实验指导书的示例依次进行基本操作,反复练习,从而达到熟练掌握基本操作的目的。

而后,我们自己动手去完成指导书后面的习题,进一步加强对软件的熟悉度。

在充分熟悉Quartus Ⅱ软件后,我们自己便可以尝试去设计一些简单、初级的基本电路,熟悉实验步骤与过程,充分了解各元器件的功能与使用方法。

三、实验
1、实现原理及框图
实验要求波形:
图2 2ASK 调制原理与波形
2.本小组设计原理:
clk
start
分频器
计数器
Rom 载波
m 序列
开关
clk
2ask

3 2ASK 调制器电路
1. 首先设计 m 序列信号:设计一个周期为15的小M 序列作为基带信号(信源)。

已知实验板提供的时钟信号为20MHZ ,我们的码率为39.0625khz ,为了得到这个码元速率,我们需要分频,分频值为20MHZ/39.0625KHZ=512
2. 产生正弦波:正弦波需要一个rom 和一个计数器来产生,因为需要在一个码元里产生四个周期的正弦波,因此正弦波的频率
是码元速率的4倍
3.正弦波的采样:由于老师要求采样32个点,所以在一个正弦
周期内要采样32个点,所以采样频率要是正弦频率的32倍,也就是码元速率的32*4=128倍,因为实验板提供的是同一时钟,所以载波所需要的分频器的分频值是512/128=4.
4. 开关电路:由基带信号来控制它的输出。

使用编程或Quartus
Ⅱ中的lpm_latch器件实现。

当M序列输出为“1”时输出“f”,为“0”时输出“0“。

3、测试
按系统方框图,模块化设计,在顶层文件中调用各模块,最终完成一个2ASK调制器。

实现此系统可分3步完成:
①电路设计或程序设计。

QuartusⅡ软件仿真。

在FPGA实验板中下载并用示波器观察2ASK调制信号。

4.仿真波形和分析:

4、示波器观察到的波形
分析:仿真波形和实验要求的波形基本一致,一个码元有四个
正弦周期但是有一个问题,按照常理是正弦波从中间过渡到另
一个,而仿真时却是从底部开始。

再看仪器显示的图,波形也
是从最顶端到最顶端,经过分析是因为波形在采样时出现了问
题,也就是采样值的设置顺序出现了问题。

码元速率也一致,
整体没有出现大问题,但性能不是很好,波形也不是很完美,
主要原因是实验板A/D转换端有12 个采样输出端,而我的设
计输出口是8个,所以还是有很差池的。

四、问题及解决方法
在实验过程中遇到的问题及解决方法:在实验时主要遇到两个问题,第一个是文件名的匹配问题,在quartus的软件里工程名和其他的子程序名字都要一、一致,要不然执行时总会找不到。

举个例子:在配置rom的.mif文件时,器件名要和.mif文件一致,要不然会出错。

第二问题就是分频器的设计,一开始不知道怎么分频和设计分频器。

后来通过询问老师和自己分析明白了分频的原因和分频器的设计
五、总结
通过此次实验,不仅使我们对于实验设计的一般步骤与流程有了进一步的体会,而且让我们收获颇丰。

首先,在进行实验设计时,我们要根据应用系统的要求,初步掌握总体结构的方法和构思;
其次,根据应用系统结构规模的要求,掌握电子系统硬件设计和软件设计的基本过程:例如硬件接口的设计,正确合理选用所需元器件,绘制应用系统连接的电路图等项工作;
再者,依据给出的实验原理图,将每部分进行分割,然后依次进行部分设计,遵循由上而下,从左向右的设计理念,画出程序总体流程图,然后进行各控制模块程序的设计、编写系统程序。

最后,我们也掌握了如何应用仿真器来开发应用系统及仿真调试的过程。

例如先进行各模块调试,然后进行各程序模块的联调,最后与硬件一起进行联调,反复检测和修改直至开发结束。

在其它方面,我们也学到了不少:有了一定的学习文件检索和查找数据手册的能力、学习并熟悉了QuratusII软件的基本操作、以及加强了我们整理和总结设计文档报告的能力等。