2022年通信原理課程教案實驗四數(shù)字同步及眼圖

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載試驗四數(shù)字同步及眼圖試驗理論課 :教材第 13 章 p404）實 驗 內(nèi) 容1. 位定時、位同步提取試驗2. 信碼再生試驗3. 眼圖觀看及分析試驗4. 仿真眼圖觀看測量試驗一、 試驗?zāi)康?. 把握數(shù)字基帶信號的傳輸過程；2. 熟識位定時產(chǎn)生與提取位同步信號的方法；3. 學(xué)會觀看眼圖及其分析方法；二、試驗電路工作原理（一）、眼圖概念一個實際的基帶傳輸系統(tǒng)，盡管經(jīng)過非常細(xì)心的設(shè)計，但要使其傳輸特性完全符合抱負(fù)情形是不行能的；碼間干擾是不行能完全防止的，碼間干擾問題與信道特性、發(fā)送濾波器、接受濾波器特性等因素有關(guān)；因而運算由于這些因素所引起的誤碼率就非常困難，特別是在信道特性不能完全

2、確知的情形下，甚至 得不到一種合適的定量分析方法；在碼間干擾和噪聲同時存在的情形下，系統(tǒng) 性能的定量分析，就是想得到一個近似的結(jié)果都是非常紛雜的；那么，怎樣來 衡量整個系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量呢 . 眼圖，就是一種可以直觀地、便利地估價系統(tǒng)性能一種方法；這種方法具體做法是：用一個示波器接在接受濾波器的輸出端， 然后調(diào)整示波器水平掃描周期，使其與接受碼元的周期同步；這時就可以從示 波器顯示的圖形上，觀看出碼間干擾和噪聲的影響，從而估量出系統(tǒng)性能的優(yōu) 劣程度；所謂眼圖是指示波器顯示的這種圖像；干擾和失真所產(chǎn)生的傳輸畸變，可以在眼圖上清晰地顯示出來；由于對于二進(jìn)制信號波形，它很像一只人的眼睛而得名；如圖 4

3、3 所示；（二）、同步信號的作用與電路工作原理數(shù)字通信系統(tǒng)能否有效地工作，在相當(dāng)大的程度上依靠于發(fā)端和收端正確地同步；同步的不良將會導(dǎo)致通信質(zhì)量的下降，甚至完全不能工作；通常有三種同步方式：即載波同步、位同步和群同步；在本試驗中主要位同步；實現(xiàn)位同步的方法有多種，但可分為兩大類型：一類是外同步法；另一類是自同步法；所謂外同步法，就是在發(fā)端除了要發(fā)送有用的數(shù)字信息外，仍要特地傳送位同步信號，到了接收端得用窄帶濾波器或鎖相環(huán)進(jìn)行濾波提取出該信號作為位同步之用；所謂自同步法，就是在發(fā)端并不特地向收端發(fā)送位同步信號，而收端所需要的位同步信號是設(shè)法從接收信號中或從解調(diào)后的數(shù)字基帶信號中提取出來； 本試驗

4、中，位同步提取的方法是從二相pskdpsk 信號中，對解調(diào)出的數(shù)字基帶信息再直接提取復(fù)原出位同步信號；圖4-1 是位同步復(fù)原與信碼再生電路方框圖,圖 4-2 是電原理圖；學(xué)習(xí)必備歡迎下載tp705tp706 tp707tp708tp709tp710帶通全波限幅32khza/d自psk解調(diào)電路電圖 9-8整 位定放時復(fù)原振與信碼再換生電路方框空圖諧轉(zhuǎn)調(diào)整占去增量調(diào)制譯 碼電路k801的7腳路流 大比w704w705tp7111信碼再生器32去增量調(diào)制譯信碼整形輸出相對碼與 肯定碼轉(zhuǎn)換k703 碼電路j802的5腳圖 4-位同步復(fù)原與信碼再生電路方框圖1. 帶通濾波與全波整流電路設(shè)計該電路時，以數(shù)

5、字基帶碼元速率為32kbit/s為例，數(shù)字基帶信號由測量點 tp705 輸入，經(jīng)過電解電容 e701 與電阻 r717 進(jìn)入該電路，帶通濾波器由u710 組成，測量點tp706 為眼圖測量點，利用雙蹤示波器的yb 通道測量tp303或 tp705， ya通道測量 tp706 時，調(diào)劑示波器相應(yīng)的開關(guān)與旋鈕，就可以測量出眼圖信號來；關(guān)于眼圖的具體測量在后面再作進(jìn)一步的介紹；由運算復(fù)原出的眼圖信號經(jīng)過全波整波電路即完成了對 32khz/2 基頻的倍頻作用， 即在該電路的輸出中已含有 32khz的頻率成分；在測量點 tp711上可以測量出波形圖來；2. 位定時處理電路從圖中可知 , 運算放大器 u7

6、12lm311組成限幅放大電路；32khz 諧振電路由電阻 r731、r732、r722、電容 c716、ca701在電路板上這里為一可插入不同容量的電容作為試驗調(diào)試，試驗值為 4700pf 、諧振線圈 l701 組成；由運算放大器 u711 atl084 組成射隨器電路；圖理原電路電生再碼信與復(fù)恢圖時理定原位電2路1-電1生圖再碼信與復(fù)恢時定位24圖放大器 u711c組成全波整流電路；a/d 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路由運算放大器 u713lm311組成；占空比調(diào)整電路由單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器u714 a74ls123、電位器 w703等組成；電路工作過程如下：由全波整流電路輸出的含有32khz的頻率信號，通過

7、限幅放大變成數(shù)字信號后送入32khz諧振電路，調(diào)諧后取出 32khz的正弦波信號，再經(jīng)過射隨器電路隔離送至a/d 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路變成 32khz的尖脈沖信號， 再經(jīng)過位定時調(diào)整電路，調(diào)劑w705，可轉(zhuǎn)變32khz 的時鐘脈沖的占空比寬度，以進(jìn)一步保證與發(fā)送端的時鐘信號同頻但不同相；再生時鐘的輸出是從u714a74ls123的 q 端 第 13 引腳 上輸出；在測量點tp711上可以測出再生時鐘信號的波形來；3. 信碼再生電路信碼再生器電路比較簡潔，由d 觸發(fā)器 u715a 組成，數(shù)字基帶信碼從 d 端 第 2 引腳 輸入，再生時鐘信號從 clk端 第 3 引腳輸入 ，利用復(fù)原出來的再生時鐘對數(shù)字

8、基帶信碼進(jìn)行重新取樣判決，使再生收信碼與發(fā)信碼保持精確的相位關(guān)系；因此，把 d 觸發(fā)器稱為信碼再生器；再生收信碼從d 觸發(fā)器的 q端 第 5 引腳 輸出；收端碼變換電路由 d 觸發(fā)器 u715 b、模二加電路 u706b、轉(zhuǎn)碼器開關(guān)k704 組成；如信道傳輸?shù)氖窍鄬Υa，就要經(jīng)過轉(zhuǎn)碼器變成肯定碼，如傳輸?shù)目隙ùa，就就不用進(jìn)行轉(zhuǎn)碼了，直接從k703 的第 1 腳輸出；總之，再生信碼通過 k705 的第 2 腳輸出；位定時復(fù)原電路的各主要測量點波形如圖4-4所示；圖 4-3試驗室抱負(fù)狀態(tài)下的眼圖tp705tp706tp707tp708+51110010+2.51110010+50+50-5t接收數(shù)字

9、基帶信碼t接收數(shù)字基帶信碼后的升余弦波t全波整流信號t32khz選頻正弦波信號tp709032khz選頻三角波信號ttp710tp71101110010t32khz再生時鐘信號接收數(shù)字基帶再生信碼,t波形同tp703,但不同相4-4位定時復(fù)原電路各主要測試點波形三、試驗內(nèi)容1. 位定時、位同步提取試驗2. 信碼再生試驗學(xué)習(xí)必備歡迎下載3. 眼圖觀看及分析試驗4.cpu仿真眼圖觀看測量試驗具體內(nèi)容具體如下：將二相 pskdpsk的調(diào)制電路調(diào)整好后，再將解調(diào)電路調(diào)整到正確狀態(tài)，逐一測量 tp705tp711 各點處的波形，畫出波形圖并作記錄，留意相位、幅度之間的關(guān)系；四、試驗步驟及留意事項1按下按

10、鍵開關(guān)： k02、k01、k700；2跳線開關(guān)設(shè)置： k304 的 23、k301的 23、k302 的 12 或 k302的 23或 k302的 56 或 k302的 67、k303的 1-2 與 3-4 ；3psk調(diào)制時：k302的 1-2 ：偽隨機(jī)碼，速率為 32khz的肯定碼；4psk解調(diào)時：（1） 第一要使 psk調(diào)制電路正常工作；即： k701 的 2-3 、k702的 1-2 、k703 的 1-2（2） 在 ca701插上電容，使振蕩器工作頻率為4.096mhz，電容在 80pf 120pf 之間；（3） 做觀看眼圖試驗時：示波器一根探頭放在 tp303（ chi），另一根探頭

11、放在tp706ch2，使同步，能看到眼圖；觸發(fā)源應(yīng)挑選to303的通道觸發(fā)，即 ch1通道觸發(fā)；示波器一根探頭放在 tp705, 另一根探頭放在 tp706，使同步，看到升余弦波形；（4） cpu仿真眼圖觀看測量試驗，具體步驟如下：接通 k704 的 2-3 ；示波器的一根探頭放在 tp303，另一根探頭放在tp706，使之同步，能看到 cpu仿真眼圖；它和 psk解調(diào)電路觀看到的實際眼圖基本一樣；五、測量點說明tp702：壓控振蕩器輸出4.096mhz 的載波信號，用頻率計監(jiān)視測量點tp704上的頻率值有偏差時，此時一方面可轉(zhuǎn)變ca701 中的電容值，另一方面也可調(diào)劑w701和 w702，使

12、其精確而穩(wěn)固地輸出 4.096mhz的載波信號； tp705 ： psk解調(diào)輸出波形，即數(shù)字基帶信碼；tp706 ：眼圖觀看測量點或升余弦波形測量點；tp707 ：全波整流輸出測量點；tp708 ： 32khz的選頻輸出測量點，如沒有波形時，可調(diào)劑w703； tp709 ： 32khz的尖脈沖輸出測量點，如沒有波形時，可調(diào)劑w704； tp710 ：位定時輸出測量點，為 32khz的時鐘信號，它輸出到增量調(diào)制譯碼電路中的工作時鐘輸入開關(guān)k801的 6 腳，作為增量調(diào)制譯碼電路中的輸入工作時鐘；如沒有波形時，可調(diào)劑w705；tp711 ：信碼再生輸出波形，即經(jīng)過位定時提取與信碼再生整形后的數(shù)字基帶信碼；（與調(diào)制波形 tp304相同）六、試驗報告要求1. 依據(jù)試驗結(jié)果，畫出bpskdpsk相關(guān)系；干解調(diào)電路的波形圖，在圖上標(biāo)上相位2. 依據(jù)試驗結(jié)果，記錄并繪出眼圖的波形圖，并說明眼圖的各項參數(shù)；七、實測各點波形學(xué)習(xí)必備歡迎下載tp705 二相 psk 解調(diào)輸出波形，即數(shù)字基帶信碼tp706：眼圖觀看測量點或升