本科学生实验报告云南师范大学教务处编印一、实验设计方案实验序号实验3实验名称频谱分析实验实验时间2014-3-28实验室云南师范大学同析3栋通信原理实验室1、实验目的1.1通过对输入模拟信号频谱的观察和分析，加深对傅里叶变换的信号频率特性的理解。1.2掌握频谱分析模块的实验方法。2、实验内容2.1将信号源输出的模拟信号输入本模块，观察其频谱。2.2将其他模块输出的模拟信号输入本模块，观察期频谱。3、实验仪器及实物图3.1信号源模块（一块），如下图；图一信号源实物图其中信号源中的主要器件有：①CPLD：ALTERMAXEPM3256ATC144-10，该器件是Altera公司的MAX3000系列CPID，其特点如下：高性能，低功耗CMOSEEPOM技术遵循IEEESTD.1149.1JOINTTESTACTIONGROUP(JTAG)增强的ISP功能高密度可编程逻辑器件，5000可用门4.5-nspintopin延时，最高频率227.3Mhz1I/O接口支持5V、3.3V和2.5V等多种电平，实物图如下：②存储器：ATMELAT28C64BATMEL(爱特梅尔)AT28C64是一种采用NMOS、CMOS工艺制成的8K×8位28引脚的可用碘擦除可编程只读存储器。其读写像SRAM操作一样，不需要外加任何元器件，读访问速度可为45ns-450ns,在写入之前自动擦除，有部分芯片具有两种写入方式，一种像28（C）17一样的字节写入方式，还有另一种页写入方式，AT28C64的也寄存器为64B。ATMEL并行节后EEPROM程序储存器芯片AT28C64采用单一电源+5V±0,1V，低功耗工作电流30mA,备用状态时只有100pA出，与TTL电平兼容。一般商业品工作温度范围为0-70℃，工业品为-40-+85℃。实物图如下：2③MCU:ATMELAT89S51AT89S51-24PC单片机，最高工作频率24M，供电电压范围4.0-5.5V，40脚DIP封装，片内4K字节的FLASH程序存储器，128字节的片内ram，2个定时器、计数器，6个中断源等。实物图如上.3.220M双综示波器（一台），如下图：33.3连接线（若干），如下图：43.3频谱分析模块，如下图：5频谱分析中的主要元件：（1）可编程逻辑器件CPLD：ALTERAMAXEPM7128SLC84-15可编程逻辑器件CPLD，同实验2.（2）数字信号处理芯片DSP：TMS32VC5402TMS32VC5402芯片是C5000系列中性价比较高的一颗芯片，独特的6总线哈佛结构，使其能够6调流水线同时工作，工作频率达到100Mhz，VC5402除了使用VC54x系列中常用的通用I/O口，还为用户提供了多个可选的GPIO，HPI-8和McBSP。TMS32VC5402是IT公司近年推出的性价比比较高的定点数字信号处理器，器主要特点有：①操作速率达100MHz；②具有先进的多总线结构（1条程序总线，3条数据总线和4条地址总线）；③40位算术逻辑运算单元（ALU），包括1个40位桶形移位寄存器和个独立的40为累加器。④17位并行乘法器与40位专用加法器相连，用于非流水线式单周期乘法、累加（MAC）运算；6⑤双地址生成器，包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术运算单元（ARAU）。⑥数据、程序寻址空间1M16bit，内存4k16bit和16K16bit双存取RAM；⑦内置可编程等待状态发生器，锁相环（PLL）时钟发生器，2个多通道缓冲串行口；1个8位并行为外部处理器通信的HPI口，2个16位定时器及6通道DMA控制器。⑧低功耗，工作电源3,3V和1,8V。（3）29LE01029LE010是12K×8BitEEProm存储器。4、实验原理、实验流程或装置示意图实验原理：在本实验箱中，模拟信号从S-IN输入，进过低通滤波器以后，通过用拨码开关SW01进行选择的通道对经预处理后的模拟信号进行AD转换，然后数字信号传送到U01进行处理，最后把处理后的信号经两片8位DA转换器进行DA转换以后分成X轴和Y轴信号输出到示波器上进行频谱观察。信号处理款图如下：一、低通滤波器7低通滤波器的作用是抗混叠，所谓混叠是指信号的最高频率超过1/2倍的采样频率时，部分频率成分互相交叠起来的现象，这是混叠的那部分频率成分的幅值就与原来情况不同，采用就造成了信息的损失，因此在采样前需要对输入信号做滤波，以去除输入信号中高于1/2倍采用频率的那部分频率成分，这种以防混叠的模拟滤波器有称为“抗混叠滤波器”。低通滤波器如下图：二、增益调节电路该电路又叫信号调理电路，没在AD转换器都有其输入的满肚电压，如果输入信号的幅度超过了这个范围，就会因为限幅而照成失真，而在...
