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实验六 数字同步及眼图实验

实 验 报 告
课程名称 实验成绩 指导教师 通信原理 栗海生
实验六 数字同步及眼图实验

院系 班级 学号 姓名 日期

信息工程学院 08 电信二班

2011 年 11 月 19 日

一、 实验目的 1.掌握数字基带信号的传输过程。 2.熟悉位定时产生与提取位同步信号的方法。 3.学会观察眼图及其分析方法。 二、实验电路工作原理 (一)、眼图概念 一个实际的基带传输系统,尽管经过十分精心的设计,但要使其传输特性完全符合 理想情况是不可能的。码间干扰是不可能完全避免的,码间干扰问题与信道特性、发送 滤波器、接受滤波器特性等因素有关。因而计算由于这些因素所引起的误码率就十分困 难,尤其是在信道特性不能完全确知的情况下,甚至得不到一种合适的定量分析方法。 在码间干扰和噪声同时存在的情况下,系统性能的定量分析,就是想得到一个近似的结 果都是十分繁杂的。那么,怎样来衡量整个系统的传输质量呢? 眼图,就是一种可以直 观地、方便地估价系统性能一种方法。这种方法具体做法是:用一个示波器接在接受滤 波器的输出端,然后调整示波器水平扫描周期,使其与接受码元的周期同步。这时就可 以从示波器显示的图形上,观察出码间干扰和噪声的影响,从而估计出系统性能的优劣 程度。所谓眼图是指示波器显示的这种图像。干扰和失真所产生的传输畸变,可以在眼 图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形,它很像一只人的眼睛而得名。 (二)、同步信号的作用与电路工作原理 数字通信系统能否有效地工作, 在相当大的程度上依赖于发端和收端正确地同步。 同步 的不良将会导致通信质量的下降, 甚至完全不能工作。 通常有三种同步方式: 即载波同步、 位同步和群同步。 在本实验中主要位同步。 实现位同步的方法有多种, 但可分为两大类型: 一类是外同步法。另一类是自同步法。 所谓外同步法, 就是在发端除了要发送有用的数字信息外, 还要专门传送位同步信号, 到了接收端得用窄带滤波器或锁相环进行滤波提取出该信号作为位同步之用。 所谓自同步法, 就是在发端并不专门向收端发送位同步信号, 而收端所需要的位同步 信号是设法从接收信号中或从解调后的数字基带信号中提取出来。 本实验中, 位同步提取 的方法是从二相 PSK(DPSK)信号中,对解调出的数字基带信息再直接提取恢复出位同步 信号。

TP705

TP706 全 波 整 流

TP707 限 幅 放 大

TP708 A/D 转 换 W704

TP709 调整 占 空 比 W705

TP710

带 通 自PSK解调电路 电 路

32KHz 谐 振

去增量调制译 码电路K801的7脚

TP711 1 信码 再 生 器 信码 整形 输出
图 6-1

相对码 与 绝对码 转换

2 去增量调制译 3 K703 码电路J802的5脚

位同步恢复与信码再生电路方框图

1.带通滤波与全波整流电路 设计该电路时, 以数字基带码元速率为 32Kbit/s 为例, 数字基带信号由测量点 TP705 输入, 经过电解电容 E701 与电阻 R717 进入该电路, 带通滤波器由 U710 组成, 测量点 TP706 为眼图测量点,利用双踪示波器的 YB 通道测量 TP303 或 TP705,YA 通道测量 TP706 时, 调节示波器相应的开关与旋钮,就可以测量出眼图信号来。关于眼图的具体测量在后面 再作进一步的介绍。由运算 恢复出的眼图信号经过全波整波电路即完成了对 32KHz/2 基频的倍频作用,即在该 电路的输出中已含有 32KHz 的频率成分。在测量点 TP711 上可以测量出波形图来。 2.位定时处理电路 从图中可知,运算放大器 U712(LM311)组成限幅放大电路。 32KHz 谐振电路由电阻 R731、R732、R722、电容 C716、CA701(在电路板上这里为一 可插入不同容量的电容作为实验调试,实验值为 4700pf)、谐振线圈 L701 组成。 由运算放大器 U711∶A(TL084)组成射随器电路。 三、实验内容 1.位定时、位同步提取实验 2.信码再生实验 3.眼图观察及分析实验 4.CPU 仿真眼图观察测量实验 详细内容具体如下: 将二相 PSK(DPSK)的调制电路调整好后,再将解调电路调整到最佳状态,逐一测量 TP705~TP711 各点处的波形,画出波形图并作记录,注意相位、幅度之间的关系。 四、实验步骤及注意事项 1.按下按键开关:K02、K01、K700。 2.跳线开关设置:K304 的 2–3、K301 的 2–3、K302 的 1–2 或 K302 的 2–3 或 K302 的 5–6 或 K302 的 6–7、K303 的 1-2 与 3-4。

3.PSK 调制时:K302 的 1-2:伪随机码,速率为 32KHz 的绝对码。 4.PSK 解调时: (1)首先要使 PSK 调制电路正常工作。即:K701 的 2-3、K702 的 1-2、K703 的 1-2 (2)在 CA701 插上电容,使振荡器工作频率为 4.096MHz,电容在 80Pf~120Pf 之间。 (3)做观察眼图实验时: 示波器一根探头放在 TP303(CHI) ,另一根探头放在 TP706(CH2),使同步,能看到 眼图;触发源应选择 TO303 的通道触发,即 CH1 通道触发。 示波器一根探头放在 TP705, 另一根探头放在 TP706,使同步,看到升余弦波形。 (4)CPU 仿真眼图观察测量实验,具体步骤如下: 接通 K704 的 2-3; 示波器的一根探头放在 TP303, 另一根探头放在 TP706, 使之同步, 能看到 CPU 仿真眼图;它和 PSK 解调电路观察到的实际眼图基本一样。 四、测量点说明 TP702:压控振荡器输出 4.096MHz 的载波信号,用频率计监视测量点 TP704 上的频 率值有偏差时,此时一方面可改变 CA701 中的电容值,另一方面也可调节 W701 和 W702,使其准确而稳定地输出 4.096MHz 的载波信号。 TP705:PSK 解调输出波形,即数字基带信码。 TP706:眼图观察测量点或升余弦波形测量点。 TP707:全波整流输出测量点。 TP708:32KHz 的选频输出测量点,若没有波形时,可调节 W703。 TP709:32KHz 的尖脉冲输出测量点,若没有波形时,可调节 W704。 TP710:位定时输出测量点,为 32KHz 的时钟信号,它输出到增量调制 译码电路中的工作时钟输入开关 K801 的 6 脚,作为增量调制 译码电路中的输入工作时钟。若没有波形时,可调节 W705。 TP711:信码再生输出波形,即经过位定时提取与信码再生整形后的数字基带信码。 (与调制波形 TP304 相同) 五、实验报告要求 1.根据实验结果,画出 BPSK(DPSK)相干解调电路的波形图,在图上标上相位关系。 2.根据实验结果,记录并绘出眼图的波形图,并表明眼图的各项参数。 六、实验总结 通过本次试验,初步掌握数字基带信号的传输过程,熟悉位定时产生与提取位同步 信号的方法,学会观察眼图及其分析方法。 七、实测各点波形

TP705 二相 PSK 解调输出波形,即数字基带信码

TP706:眼图观察测量点或升余弦波形测量点

TP707:全波整流输出测量点

TP708:32KHz 的选频输出

TP709:32KHz 的尖脉冲输出

TP710:位定时输出为 32KHz 的时钟信号

TP711:信码再生输出波形




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