随着信息技术的迅猛发展,新的知识、新的技术不断涌现,对电类专业学生的工程实践能力要求越来越高。而原有的实验教学手段单一、内容陈旧,已不能满足日益发展的教学需要。引入现代技术手段,提高学生的工程实践能力,是实验教学目前迫切需要解决的问题。
M序列是一种具有近似白噪声性质的伪随机序列,广泛应用于通信、雷达导航、密码学等技术领域[1]。本文以实现5阶M序列信号发生器为例,分别利用双D触发器74LS74和DE1-SOC FPGA开发系统来设计和实现M序列。通过对比两种不同的实验手段,提出了开展混合交互式实验的理念, 将原有的实验模式与现代技术手段相融合,使两种实验教学手段取长补短。该实验方法已应用于实验课堂中,并取得良好的实验效果。
1 M序列的模型
2 基于74LS74芯片的M序列实现
3 基于FPGA的M序列设计
4 结语
本文对采用硬件门电路和FPGA分别设计和实现5阶M序列信号发生器的两种方式进行分析。通过对比发现,两种不同的实验手段各有优缺点。因而,在实验课堂上保留原有的实验项目并引入FPGA技术,将原有的实验模式与现代技术手段相融合,使两种实验教学手段取长补短, 既能强化学生对理论知识的理解, 也能开阔学生思路,培养学生的动手能力和综合实践能力,对提高学生的综合素质具有重要作用和现实意义。
参考文献
[1] 翁玲,陈长江,徐行,等.基于FPGA的m序列发生器设计与实验[J].实验技术与管理,2020,37(2):41-44.
[2] 萧德云.系统辨识理论及应用[M].清华大学出版社,2014.
[3] 刘恒,孙晋,邰凡彬,等.基于相关分析法的脉冲响应辨识实验设计[J].实验科学与技术,2018,35(5):53-59.
[4] 陈澄,张茂青,崔秀美.基于FPGA的可编程M序列发生器的设计[J].工业控制计算机,2013,26(6):15-16.
[5] 翼勇钢,马福昌.基于FPGA的M序列的设计与实现[J].电子元器件应用,2007(9):64-66.
[6] 陈天成,王艳红.两种利用FPGA产生m序列的算法分析[J].现代电子技术,2014,37(5):58-60.
黄霞 张冰洋 中南民族大学实验教学与实验室管理中心 |