信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱

 一、性能要求

★1、實(shí)驗(yàn)箱應(yīng)采用模塊化的設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊均應(yīng)采用上下兩層防護(hù)罩進(jìn)行全方位保護(hù)，下殼為ABS材料，上蓋為透明外殼，方便學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)。

★2、為方便實(shí)驗(yàn)教學(xué)及模塊檢修，模塊的上下兩層保護(hù)外殼之間應(yīng)采用方便拆卸的卡口進(jìn)行連接（免螺釘安裝）；

3、實(shí)驗(yàn)箱自帶實(shí)驗(yàn)所需要的電源、信號(hào)源、掃頻儀、電壓表、頻率計(jì)的儀器功能；

4、信號(hào)源采用DDS直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，可產(chǎn)生高純度的正弦波，信號(hào)頻率范圍10Hz~2MHz，六檔步進(jìn)檔位可調(diào)，最小步進(jìn)10Hz。同時(shí)該信號(hào)源還具備方波、三角波以及頻率和占空比精確可調(diào)的脈沖信號(hào)。

5、電壓表和頻率計(jì)均采用自行設(shè)計(jì)電路，讓儀表部分充分與本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相配合，讓學(xué)生了解這兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)原理，并且可測(cè)量外部信號(hào)。

6、實(shí)驗(yàn)箱能完成傳統(tǒng)的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的全部實(shí)驗(yàn)，除此之外，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)采用數(shù)字信號(hào)處理的方法專(zhuān)門(mén)針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的一些弱點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，具體如下：

1）實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用模擬電路難以實(shí)現(xiàn)的“信號(hào)自卷積”和“信號(hào)與系統(tǒng)的卷積”等實(shí)驗(yàn)；

2）用數(shù)字濾波的方式完成“信號(hào)的分解與合成”實(shí)驗(yàn)，完全改變模擬電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的狀況；

3）將濾波器相位移動(dòng)對(duì)方波信號(hào)合成的影響等內(nèi)容加入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，讓學(xué)生清晰地理解方波信號(hào)中各次諧波的相移對(duì)信號(hào)本身的影響，能生動(dòng)地驗(yàn)證理論結(jié)果；

4）須用快速傅立葉變換實(shí)現(xiàn)信號(hào)的頻譜分析，并由模擬示波器顯示。

5）DSP部分采用實(shí)際的自舉引導(dǎo)加載的系統(tǒng)架構(gòu)，使上述實(shí)驗(yàn)都可在完全脫離PC機(jī)及仿真器的情況下進(jìn)行，讓學(xué)校可以在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中靈活配置；

★7、各模塊均應(yīng)獨(dú)立的電源開(kāi)關(guān)，方便實(shí)驗(yàn)，提升可靠性；

8、考慮到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的層次性，數(shù)字信號(hào)處理部分應(yīng)直接固化實(shí)驗(yàn)所必須的程序代碼，通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)以及單片機(jī)和HPI口，方便地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇；

9、包含調(diào)幅及頻分復(fù)用模塊，可以進(jìn)行AM、DSB幅度調(diào)制解調(diào)以及FDM頻分復(fù)用和解復(fù)用；

★10、應(yīng)配備與硬件實(shí)驗(yàn)箱配套仿真軟件，且必須滿足以下功能：

1）仿真軟件應(yīng)在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)與硬件相同的功能及操作方式，包括旋鈕、按鍵、撥碼開(kāi)關(guān)、顯示、連線等，并且集成實(shí)驗(yàn)所需的測(cè)試儀器，如示波器、信號(hào)源等；

2）仿真軟件中，示波器應(yīng)以雙通道數(shù)字示波器為原型，帶有頻譜分析功能，能對(duì)信號(hào)頻譜進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)；

3）應(yīng)支持同時(shí)調(diào)用多個(gè)虛擬示波器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且應(yīng)支持支持單次觸發(fā)功能，支持儀器操作面板按鍵及旋鈕的操作；

4）為了能穩(wěn)定地對(duì)PN序列進(jìn)行觀測(cè)，仿真軟件集成的示波器應(yīng)能支持釋抑功能；

5）仿真軟件應(yīng)支持學(xué)生任意調(diào)用模塊及隨意進(jìn)行連線和調(diào)節(jié)，當(dāng)學(xué)生操作錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)能展示與理論分析一致的錯(cuò)誤結(jié)果，真正指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析。

6）該仿真平臺(tái)應(yīng)配置虛擬二次開(kāi)發(fā)模塊，支持學(xué)生直接加載m函數(shù)，支持學(xué)生用c語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)并加載DLL文件；

7）不同的學(xué)生之間應(yīng)能在兩臺(tái)不同的PC機(jī)上通過(guò)遠(yuǎn)程配合來(lái)完成一個(gè)整體的實(shí)驗(yàn)，每個(gè)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的一部分。

8）由于實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)過(guò)Labview，為避免版權(quán)糾紛，本次采購(gòu)明確規(guī)定不采納基于Labview平臺(tái)的虛擬仿真方案；

二、技術(shù)指標(biāo)

1、信號(hào)源指標(biāo)：

1）直流信號(hào)源：兩路直流信號(hào)輸出，信號(hào)源幅度可調(diào)范圍是-5V~5V。

2）交流信號(hào)源：可產(chǎn)生三角波、方波、正弦波，頻率、幅度均可調(diào)。

     正弦波：10Hz~2MHz，Vp-p_x005f=5V；

     三角波：10Hz~100KHz，Vp-p_x001f_=5V；

     方波： 10Hz ~100KHz，Vp-p=5V。

2、掃頻信號(hào)源指標(biāo)：掃頻范圍：10Hz-2MHz。且掃頻范圍、掃頻分辨率可任意調(diào)節(jié)。

3、電壓表指標(biāo)：電壓表可測(cè)直流信號(hào)和交流信號(hào)。

測(cè)量范圍

直流信號(hào)：-10V－10Ｖ；

交流信號(hào)：0－20V。

4、頻率計(jì)指標(biāo)：測(cè)頻范圍：1Hz-99MHz。

5、電源指標(biāo)：AC 220V±10% 、DC ±12V、+5V。

三、系統(tǒng)構(gòu)成

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)K配置如下：電壓表及直流信號(hào)源模塊；信號(hào)源及頻率計(jì)模塊；抽樣定理及濾波器模塊；數(shù)字信號(hào)處理模塊；一階系統(tǒng)特性；二階系統(tǒng)特性；相平面分析及系統(tǒng)極點(diǎn)對(duì)頻響的影響模塊；調(diào)幅及頻分復(fù)用模塊；基本運(yùn)算單元及連續(xù)系統(tǒng)模擬模塊；

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