本發(fā)明涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種多通道低頻信號(hào)產(chǎn)生與調(diào)理教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路及方法。

背景技術(shù)：

在高校電子與信息工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，為提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的興趣和教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果，加深學(xué)生對(duì)調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，使學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握AM、FM、脈沖調(diào)制及其組合調(diào)制原理與技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和工程應(yīng)用能力，需要開(kāi)展AM、FM、脈沖調(diào)制及其組合調(diào)制實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)有技術(shù)方案中，單一的幅度調(diào)制、頻率調(diào)制及脈沖調(diào)制可以通過(guò)單通道基帶信號(hào)發(fā)生技術(shù)及調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但組合調(diào)制的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)多個(gè)基帶信號(hào)發(fā)生器同時(shí)施加在調(diào)制器上與載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的，具有以下缺點(diǎn)：

1、需要設(shè)計(jì)多個(gè)基帶信號(hào)發(fā)生器電路。

2、采用多種基帶信號(hào)發(fā)生電路，由于電路本身差異，性能參數(shù)的一致性較差。

3、為實(shí)現(xiàn)每個(gè)基帶信號(hào)的頻率、波形可變及幅度可調(diào)，電路非常復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種多通道低頻信號(hào)產(chǎn)生與調(diào)理教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路及方法，同時(shí)產(chǎn)生多路頻率可調(diào)、波形可選、幅度可控的基帶信號(hào)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多通道低頻信號(hào)產(chǎn)生與調(diào)理教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路，包括多通道任意波形發(fā)生器，所述多通道任意波形發(fā)生器的輸出端連接調(diào)理電路，所述多通道任意波形發(fā)生器的第一路輸出串聯(lián)三極管和反相器后；所述多通道任意波形發(fā)生器的其他路輸出每路都依次串聯(lián)衰減器、可變?cè)鲆娣糯笃骷盀V波器；，所述多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器與上位機(jī)連接；多通道任意波形發(fā)生器的時(shí)鐘輸入端連接晶振。

所述反相器的輸入端連接至三極管的集電極，對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行反相并整形。

所述三極管的基極連接所述多通道任意波形發(fā)生器的第一路輸出端，發(fā)射極接地。

所述濾波器為低通濾波器。

采用所述一種多通道低頻信號(hào)產(chǎn)生與調(diào)理教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路的方法，包括晶振產(chǎn)生的信號(hào)作為時(shí)鐘提供給多通道任意波形發(fā)生器，上位機(jī)發(fā)送命令給多通道任意波形發(fā)生器以設(shè)置其工作模式和參數(shù)，多通道任意波形發(fā)生器同時(shí)產(chǎn)生多路頻率可調(diào)、波形可選的基帶信號(hào)；通過(guò)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)多通道任意波形發(fā)生器產(chǎn)生的多路基帶信號(hào)幅度的控制。

多通道任意波形發(fā)生器的第一路基帶信號(hào)用于脈沖調(diào)制，作為脈沖調(diào)制信號(hào)使用；其他路基帶信號(hào)作為AM或FM調(diào)制信號(hào)使用。

第一路基帶信號(hào)使用三極管進(jìn)行電平變換，電平變換后脈沖信號(hào)的高電平達(dá)到調(diào)制器的判斷門(mén)限，并且三極管對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行了反相；采用反相器進(jìn)行反相以恢復(fù)脈沖的初始邏輯電平；同時(shí)反相器對(duì)脈沖信號(hào)具有整形作用。

多通道任意波形發(fā)生器產(chǎn)生的其他路基帶信號(hào)先經(jīng)過(guò)衰減器進(jìn)行設(shè)定的衰減，衰減后的基帶信號(hào)通過(guò)可變?cè)鲆娣糯笃鬟M(jìn)行放大，其增益由多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供的模擬控制電壓決定；放大后的基帶信號(hào)分別進(jìn)入濾波器進(jìn)行濾波以濾除高頻雜波分量；濾波后的各路基帶信號(hào)用于AM、FM及其組合調(diào)制實(shí)驗(yàn)。

衰減器的衰減量由可變?cè)鲆娣糯笃鞯淖畲笤鲆?、多通道任意波形發(fā)生器產(chǎn)生的初始基帶信號(hào)幅度和可變?cè)鲆娣糯笃鞯?dB壓縮點(diǎn)共同決定。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用一種多通道信號(hào)產(chǎn)生與調(diào)理教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路，通過(guò)多通道任意波形發(fā)生器和多通道DAC等設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多路基帶信號(hào)的產(chǎn)生與調(diào)理，在簡(jiǎn)化現(xiàn)有方案電路復(fù)雜度的同時(shí)提升了多通道基帶信號(hào)性能參數(shù)的一致性，提升了教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的整體性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)電路圖；

其中，1.多通道任意波形發(fā)生器，2.NPN型三極管，3.反相器，4.衰減器，5.可變?cè)鲆娣糯笃鳎?.低通濾波器，7.多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器，8.晶振。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種多通道低頻信號(hào)產(chǎn)生與調(diào)理教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路，包括：

多通道任意波形發(fā)生器1，是產(chǎn)生多通道信號(hào)的基礎(chǔ)。它以晶振8的輸出為時(shí)鐘，可產(chǎn)生多通道任意波形。

NPN型三極管2，作為開(kāi)關(guān)管使用，信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)變換為T(mén)TL電平。

反相器3，其輸入端連接至NPN三極管2的集電極，對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行反相并整形。

衰減器4，其連接至多通道任意波形發(fā)生器1的某一輸出端，起到對(duì)初始基帶信號(hào)進(jìn)行衰減的作用，增大信號(hào)幅度可調(diào)范圍。

可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)5，其連接于衰減器4，可通過(guò)多通道DAC 7輸出的控制電壓(VC1，VC2,……,VCn)實(shí)現(xiàn)對(duì)多路信號(hào)幅度的精確控制。

低通濾波器(LPF)6，用于濾除各路基帶信號(hào)的高頻分量。

多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)7，其與上位機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M控制電壓(VC1，VC2,……,VCn),控制電壓分別連接至各個(gè)VGA控制端。

晶振8，其連接至多通道任意波形發(fā)生器的時(shí)鐘輸入端，用于產(chǎn)生多通道任意波形發(fā)生器1所需的時(shí)鐘。

多通道任意波形發(fā)生器的輸出端連接調(diào)理電路，多通道任意波形發(fā)生器的第一路輸出串聯(lián)三極管和反相器后；多通道任意波形發(fā)生器的其他路輸出每路都依次串聯(lián)衰減器、可變?cè)鲆娣糯笃骷盀V波器；所述可變?cè)鲆娣糯笃髋c多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接，多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器與上位機(jī)連接；多通道任意波形發(fā)生器的時(shí)鐘輸入端連接晶振。

一種多通道低頻信號(hào)產(chǎn)生與調(diào)理教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路的方法，晶振8產(chǎn)生的100MHz(不限定為100MHz，本實(shí)施例中給出其中一例)信號(hào)作為時(shí)鐘提供給多通道任意波形發(fā)生器1，上位機(jī)發(fā)送命令給多通道任意波形發(fā)生器1以設(shè)置其工作模式和各種參數(shù)，多通道任意波形發(fā)生器1可以同時(shí)產(chǎn)生n路頻率可調(diào)、波形可選的基帶信號(hào)。

調(diào)理電路根據(jù)基帶信號(hào)用途分為兩類(lèi)。

第1路基帶信號(hào)用于脈沖調(diào)制，作為脈沖調(diào)制信號(hào)使用。對(duì)于脈沖調(diào)制而言，只要脈沖信號(hào)的高低電平滿足調(diào)制器的判斷門(mén)限(通常采用TTL電平)，調(diào)制器就能夠工作。脈沖信號(hào)的輸出幅度為高電平1V，不滿足TTL門(mén)限要求，必須進(jìn)行信號(hào)調(diào)理。脈沖信號(hào)的調(diào)理電路使用NPN三極管2進(jìn)行電平變換，電平變換后脈沖信號(hào)的高電平達(dá)到TTL門(mén)限。但是通過(guò)圖1可知由于NPN三極管2對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行了反相，本電路采用反相器3進(jìn)行反相以恢復(fù)脈沖的初始邏輯電平。同時(shí)反相器對(duì)脈沖信號(hào)具有整形作用，可使脈沖信號(hào)的上升下降沿更為陡峭。整形后的脈沖信號(hào)即可應(yīng)用于脈沖調(diào)制實(shí)驗(yàn)。

第2路，第3路，……，第n路基帶信號(hào)作為AM、FM等調(diào)制信號(hào)使用。多通道任意波形發(fā)生器1產(chǎn)生的多路基帶信號(hào)先經(jīng)過(guò)衰減器4進(jìn)行一定的衰減，衰減后的基帶信號(hào)通過(guò)可變?cè)鲆娣糯笃?進(jìn)行放大，其增益由多通道DAC7提供的模擬控制電壓(VC1，VC2,……,VCn)決定。放大后的多路基帶信號(hào)分別進(jìn)入低通濾波器6進(jìn)行濾波以濾除高頻雜波分量。濾波后的各路基帶信號(hào)即可用于AM、FM及其組合調(diào)制實(shí)驗(yàn)。

調(diào)理電路中為了優(yōu)化多通道基帶信號(hào)幅度的可調(diào)范圍，需要充分利用可變?cè)鲆娣糯笃?的可調(diào)增益范圍，衰減器4的衰減量由可變?cè)鲆娣糯笃?的最大增益、多通道任意波形發(fā)生器1產(chǎn)生的初始基帶信號(hào)幅度和可變?cè)鲆娣糯笃?的1dB壓縮點(diǎn)共同決定。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。