实训单用SIMULINK观察眼图

眼图观察测量实验

一、實驗目的及要求:1)實驗目的: 學會觀察眼圖及其分析方法2)實驗要求: 1 分析電路的工作原理，敘述其工作過程；2 敘述眼圖的產生原理以及它的作用；3 繪出實驗觀察到的眼圖形狀。

二、實驗原理：我們知道衡量整個通信系統的傳輸品質，最直觀的方法就是用眼圖來觀察傳輸畸變和雜訊干擾。

我們知道，在實際的通信系統中，數位信號經過非理想的傳輸系統必定要產生畸變，信號通過通道後，也會引入雜訊和干擾，也就是說，總是在不同程度上存在碼間串擾。

在碼間串擾和雜訊同時存在情況下，系統性能很難進行定量的分析，常常甚至得不到近似結果。

為了便於評價實際系統的性能，常用觀察眼圖進行分析。

眼圖可以直觀地估價系統的碼間干擾和雜訊的影響，是一種常用的測試手段。

什麼是眼圖?所謂“眼圖”，就是由解調後經過低通濾波器輸出的基帶信號，以碼元定時作為同步信號在示波器螢幕上顯示的波形。

干擾和失真所產生的傳輸畸變，可以在眼圖上清楚地顯示出來。

因為對於二進位信號波形，它很像人的眼睛的過程眼圖。

在圖15-1中畫出兩個無雜訊的波形和相應的“眼圖”，一個無失真，另一個有失真（碼間串擾）。

(無失真及有失真時的波形及眼圖):(a)無碼間串擾時波形; 無碼間串擾眼圖(b)有碼間串擾時波形; 有碼間串擾眼圖圖15-1中可以看出，眼圖是由虛線分段的接收碼元波形疊加組成的。

眼圖中央的垂直線表示取樣時刻。

當波形沒有失真時，眼圖是一隻“完全張開”的眼睛。

在取樣時刻，所有可能的取樣值僅有兩個：+1或-1。

當波形有失真時，在取樣時刻信號取值分佈在小於+1或大於-1附近，“眼睛”部分閉合。

這樣，保證正確判決所容許的雜訊電平就減小了。

換言之，在隨機雜訊的功率給定時，將使誤碼率增加。

“眼睛”張開的大小就表明失真的嚴重程度。

為便於說明眼圖和系統性能的關係，我們將它簡化成圖15-2的形狀。

(眼圖的重要性質,其中U=U++U)(a) 二进制系统(b) 随机数据输入后的二进制系统三、實驗步驟：、眼圖觀察及分析實驗；、模擬眼圖觀察測量實驗；观察眼图SP109 SP614 SP615CPLD 32PN 码'()H ω观察眼图SP708PSK 译码SP614SP615'()H ω1、打開實驗箱右側電源開關，電源指示燈亮，按動帶鎖開關使L2（紅燈）點亮表示系統正常工作；2、連接SP614和SP109或SP809，送入基帶信號；3、用模擬示波器CH1觀察SP105，CH2觀察SP615,調節示波器特性調節電位器，可以觀察到有碼間串擾和無碼間串擾時的眼圖；4、當連接SP809是將PSK 解調模組解調還原的數位基帶信號送入眼圖電路。

使用matlab绘制眼图

使用matlab 绘制数字基带信号的眼图实验一、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；3、熟悉MATLAB 语言编程。

二、实验原理和电路说明1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1基带系统的分析模型抑制码间干扰。

设输入的基带信号为()nsna t nT δ-∑，sT 为基带信号的码元周期，则经过基带传输系统后的输出码元为()nsna h t nT -∑。

其中1()()2j t h t H e d ωωωπ+∞-∞=⎰（3-1）理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：10()0,s k h kT k =⎧=⎨⎩，为其他整数(3-2)频域应满足：()0,ss T T H πωωω⎧≤⎪=⎨⎪⎩，其他 (3-3)图3-2理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。

由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。

在一般情况下，只要满足：222(),s i s s s si H H H H T T T T T ππππωωωωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=-+++=≤⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑ (3-4)基带信号就可实现无码间干扰传输。

这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。

从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的。

(1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1)0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω⎧⎡⎤-+--≤≤⎪⎢⎥⎣⎦⎪⎪-⎪=≤≤⎨⎪⎪+>⎪⎪⎩(3-5)这里α称为滚降系数，01α≤≤。

关于使用matlab绘制眼图

使用matlab 绘制数字基带信号的眼图实验一、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；3、熟悉MATLAB 语言编程。

二、实验原理和电路说明1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1基带系统的分析模型抑制码间干扰。

设输入的基带信号为()nsna t nT δ-∑，sT 为基带信号的码元周期，则经过基带传输系统后的输出码元为()nsna h t nT -∑。

其中1()()2j th t H ed ωωωπ+∞-∞=⎰（3-1）理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：10()0,s k h kT k =⎧=⎨⎩，为其他整数 (3-2)频域应满足：()0,ss T T H πωωω⎧≤⎪=⎨⎪⎩，其他 (3-3)图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。

由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。

在一般情况下，只要满足：222(),s i s s s si H H H H T T T T T ππππωωωωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=-+++=≤⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑ (3-4)基带信号就可实现无码间干扰传输。

这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。

从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的。

(1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1)0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω⎧⎡⎤-+--≤≤⎪⎢⎥⎣⎦⎪⎪-⎪=≤≤⎨⎪⎪+>⎪⎪⎩(3-5)这里α称为滚降系数，01α≤≤。

眼图实验报告

眼图实验报告眼图实验报告引言：眼图是一种常用的电信测量工具，用于分析数字信号的质量和稳定性。

通过观察信号在示波器屏幕上的显示，我们可以获得信号的波形、噪声和时钟抖动等信息。

本实验旨在通过眼图分析方法，对数字信号进行测量和评估。

一、实验目的本实验的主要目的是通过眼图实验，了解数字信号的质量和稳定性，并掌握使用眼图进行信号分析的方法。

二、实验原理眼图是一种通过示波器观察信号波形的方法。

在示波器屏幕上，我们可以看到一系列的“眼睛”，每个“眼睛”代表了一个数据位。

通过观察这些“眼睛”的开闭程度和位置，我们可以判断信号的质量和稳定性。

在眼图中，水平轴代表时间，垂直轴代表信号的电压。

每个“眼睛”由上下两条边界线和中间的开放区域组成。

边界线的位置和开放区域的大小反映了信号的噪声和时钟抖动情况。

边界线越平整，开放区域越大，表示信号质量越好；反之，表示信号质量较差。

三、实验步骤1. 连接示波器和信号源：将信号源的输出与示波器的输入相连。

2. 设置示波器参数：根据实际情况，设置示波器的触发模式、时间基准和垂直尺度等参数。

3. 调整示波器触发：通过调整示波器的触发模式和触发电平，使信号能够稳定地显示在示波器屏幕上。

4. 观察眼图：调整示波器的水平和垂直尺度，观察眼图的显示情况。

注意观察边界线的平整程度和开放区域的大小。

5. 分析眼图：根据眼图的显示结果，分析信号的质量和稳定性。

可以通过观察边界线的位置和开放区域的大小，判断信号是否存在噪声和时钟抖动。

6. 记录实验数据：将实验中观察到的眼图结果记录下来，以备后续分析和比较。

四、实验结果与分析通过眼图实验，我们观察到了不同信号的眼图，并进行了分析。

在实验中，我们发现开放区域较大、边界线平整的眼图代表了较好的信号质量和稳定性，而开放区域较小、边界线波动较大的眼图则表示信号质量较差。

实验中，我们还观察到了一些常见的眼图特征。

例如，当信号存在噪声时，眼图的开放区域会变小，边界线会变得不规则；当信号存在时钟抖动时，眼图的边界线会出现波动。

眼图观测实验报告

眼图观测实验报告一、实验目的1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。

2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。

二、实验器材主控&信号源模块25号光收发模块示波器三、实验原理1、实验原理框图2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。

如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。

3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。

眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。

利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。

被测系统的眼图观测方法：通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。

眼图的形成示意图一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。

八种状态如下所示：眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。

眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当光收端机输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出光收端机码间干扰的大小。

其中，垂直张开度水平张开度从眼图中我们可以得到以下信息：（1）最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻。

（2）眼图斜边的斜率表示了定时误差灵敏度。

斜率越大，对位定时误差越敏感。

使用matlab绘制眼图

使用matlab 绘制数字基带信号的眼图实验一、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；3、熟悉MATLAB 语言编程。

二、实验原理和电路说明1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该图3-1基带系统的分析模型抑制码间干扰。

设输入的基带信号为()nsna t nT δ-∑，sT 为基带信号的码元周期，则经过基带传输系统后的输出码元为()nsna h t nT -∑。

其中1()()2j th t H ed ωωωπ+∞-∞=⎰（3-1）理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：10()0,s k h kT k =⎧=⎨⎩，为其他整数 (3-2)频域应满足：()0,ss T T H πωωω⎧≤⎪=⎨⎪⎩，其他 (3-3)图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。

由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。

在一般情况下，只要满足：222(),s i s s s si H H H H T T T T T ππππωωωωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=-+++=≤⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑ (3-4)基带信号就可实现无码间干扰传输。

这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。

从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的。

(1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1)0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω⎧⎡⎤-+--≤≤⎪⎢⎥⎣⎦⎪⎪-⎪=≤≤⎨⎪⎪+>⎪⎪⎩(3-5)这里α称为滚降系数，01α≤≤。

眼图观察测量实验

实验12 眼图观察测量实验一、实验目得1、学会观察眼图及其分析方法,调整传输滤波器特性。

二、实验仪器1、眼图观察电路(底板右下侧)2.时钟与基带数据发生模块,位号:G 3.噪声模块,位号E 4.100M双踪示波器1台三、实验原理在整个通信系统中,通常利用眼图方法估计与改善(通过调整)传输系统性能。

我们知道,在实际得通信系统中,数字信号经过非理想得传输系统必定要产生畸变,也会引入噪声与干扰,也就就是说,总就是在不同程度上存在码间串扰。

在码间串扰与噪声同时存在情况下,系统性能很难进行定量得分析,常常甚至得不到近似结果。

为了便于评价实际系统得性能,常用观察眼图进行分析。

眼图可以直观地估价系统得码间干扰与噪声得影响,就是一种常用得测试手段。

什么就是眼图?所谓“眼图”,就就是由解调后经过接收滤波器输出得基带信号,以码元时钟作为同步信号,基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示得波形称为眼图。

干扰与失真所产生得传输畸变,可以在眼图上清楚地显示出来。

因为对于二进制信号波形,它很像人得眼睛故称眼图。

在图12-1中画出两个无噪声得波形与相应得“眼图”,一个无失真,另一个有失真(码间串扰)。

图12-1中可以瞧出,眼图就是由虚线分段得接收码元波形叠加组成得。

眼图中央得垂直线表示取样时刻。

当波形没有失真时,眼图就是一只“完全张开”得眼睛。

在取样时刻,所有可能得取样值仅有两个:+1或-1。

当波形有失真时,“眼睛”部分闭合,取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。

这样,保证正确判决所容许得噪声电平就减小了。

换言之,在随机噪声得功率给定时,将使误码率增加。

“眼睛”张开得大小就表明失真得严重程度。

为便于说明眼图与系统性能得关系,我们将它简化成图12-2得形状。

由此图可以瞧出:(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大得时刻;(2)眼睛闭合得速率,即眼图斜边得斜率,表示系统对定时误差灵敏得程度,斜边愈陡,对定位误差愈敏感; (3)在取样时刻上,阴影区得垂直宽度表示最大信号失真量;(4)在取样时刻上,上下两阴影区得间隔垂直距离之半就是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决;(5) 阴影区与横轴相交得区间表示零点位置变动范围,它对于从信号平均零点位置提取定时信息得解调器有重要影响。

基于MATLAB的眼图仿真《通信原理》

基于MATLAB的眼图仿真——及其与通信实验箱之结果的比较摘要通信实验往往可以从硬件和软件两方面着手设计，并加以横向比较，从而达到更深刻地理解和领会通信理论原理的目的。

本设计选取眼图为研究对象。

可靠性是通信系统的重要指标之一，而眼图是定性衡量传输系统可靠性能——码间串扰大小及受信道噪声的影响等——的方法，简单直观；除了用通信实验箱实现眼图的观察外，软件仿真具有前者所不具备的优点，本设计以MATLAB为主要工具实现了眼图的仿真模拟。

硬件方面使用北京掌宇金仪科教仪器设备有限公司生产的TIMS-301 F系列实验系统，只需较少的模块就能完成眼图的实现，缺点是灵活性不够；MATLAB由初始的矩阵实验室发展成一款具有广泛用途的科学实验软件，在通信系统仿真方面是有效而便捷的。

MATLAB本身内置功能强大的函数库和讲解详细的帮助文档，前者使得眼图的仿真更加高效。

眼图仿真考虑了以下几方面因素的影响：调制数字信号的方式、传输系统（滤波）、信道噪声及其大小等等；给出了MATLAB语言编程和Simulink动态建模两种眼图的实现方式，通过仿真有效的验证了眼图判断噪声大小、系统性能的有效性，并尝试了通过眼图调整通信系统的抗干扰能力。

关键字：通信系统，眼图，仿真，MATLABSimulation of Eye Diagram Based on Matlab——& Comparison with the rusult of TIMSAbstractExperiment in communication system can often be coducted on hardware as well as by sofeware, and by drawing comparison with each other, the principles of the theories in communication system could be understood more deeply and properly . The Eye Diagram was chosed to be studied in this design. The reliability is one of the most important indexes in evaluating the performance of a communication system. Eye Diagram is such a tool to observe the performance of communication systems. By using an Eye Diagram, the magnitude of the noise and the Intersymbole Interference (ISI) could be diagnosed by and large.Two methods were employed to achieve the Eye Diagram. One was the TIMS-301F teaching & experimental system, which is simple but inflexible; the other was using the language of MATLAB which contains programming by matlab and establishing drammic models of communication system in Simulink. Comparison was drawn between the two.Many factors were considered in the simulation of Eye Diagram, such as the way which a digital signal was modulated before transmiting, the transmit system, noise of the channel, the filter and so on. Some phenomenons can be observed and some principles be tested, beside, it also tries to improve/adjust the communication system with the help of the Eye Diagram.Key Words: Communication System, Eye Diagram, Simulation, MATLAB目录1 绪论 (4)1.1引言 (4)1.2通信系统及其性能指标 (5)1.3码间干扰及无失真传输 (7)1.4眼图及其模型 (8)2 眼图的硬件实现 (10)2.1TIMS系统简介 (10)2.2眼图的观察及结果 (11)3 眼图的MATLAB仿真 (15)3.1MATLAB简介 (15)3.2眼图的仿真及结果 (17)4 两种结果的比较及结论 (35)5 附录 (36)致谢 (38)参考文献 (39)1 绪论1.1引言21世纪将是一个信息高速膨胀的信息社会，社会生产力水平的大力发展要求社会成员间的合作更加紧密和高效，通信系统的设计与优化因此显得越来越重要；通常，通信系统的性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、标准性等等，但从研究消息传输角度考虑，通信的可靠性和有效性是主要的矛盾所在，可靠性主要指消息的“质量“问题(；对于数字通信系统，具体来说，就是传输速率和差错率，差错率就是从可靠性的角度具体化的一个概念。

实验报告 5 Simulink仿真

实验五 Simulink 仿真（一）一、实验目的1、熟悉Simulink 仿真环境2、了解Simulink 基本操作3、了解Simulink 系统建模基本方法3、熟悉Simulink 仿真系统参数设置和子系统封装的基本方法二、实验内容1、在matlab 命令窗口中输入simulink,观察其模块库的构成；2、了解模块库中常用模块的使用方法；3、已知单位负反馈系统的开环传递函数为)20)(1(2100+++=s s s s G建立系统的模型，输入信号为单位阶跃信号，用示波器观察输出。

4、建立一个包含Gain 、Transfer Fcn 、Sum 、 Step 、Sine Wave 、Zero-Pole 、Integrator 、Derivative 等模块构成的自定义模块库Library1；5、建立如图7-12所示的双闭环调速系统的Simulink 的动态结构图，再把电流负反馈内环封装为子系统，建立动态结构图。

三、实验结果及分析：图5-1图5-2图5-3图5-4双闭环调速系统的Simulink的动态结构图图5-5把电流负反馈内环封装为子系统的动态结构图双击Subsystem模块，编辑反馈电流环Subsystem子系统，如图5-6所示：图5-6分析：Simulink是Mathworks开发的MATLAB中的工具之一，主要功能是实现动态系统建模、仿真与分析。

可以在实际系统制作出来之前，预先对系统进行仿真与分析，并可对系统做适当的适时修正或按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数，达到提高系统性能。

减少涉及系统过程中的反复修改的时间、实现高效率地开发系统的目标。

Simulink提供了建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境，包括连续系统、离散系统和混杂系统，还提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互界面。

实验二 Simulink基本操作

实验二Simulink基本操作一、实验目的1、熟悉Simulink基本模块（信号发生器，数学模块，示波器）的使用。

2、掌握Simulink仿真参数的设置。

3、熟悉构建Simulink子系统。

4、学习自建模快的封装，帮助文档的编写。

5、掌握MATLAB命令窗口中运行Simulink。

二、实验指导原理1、使用Simulink进行建模和仿真的过程启动MATLAB之后，在命令窗口中输入命令“Simulink”或单击MATLAB工具栏上的Simulink图标，打开Simulink 模块库窗口。

在Simulink模块库窗口中单击菜单项“File | New | Model”，就可以新建一个Simulink 模型文件。

利用鼠标单击Simulink基础库中的子库，选取所需模块，将它拖动到新建模型窗口中的适当位置，如果需要对模型模块进行参数设置和修改，只需选中模型文件中的相应模块，单击鼠标右键，弹出快捷菜单，从中选取相应参数进行修改。

2、MATLAB命令窗口中运行Simulink。

若参数设置为变量，变量可先在MATLAB命令窗口中进行定义，并使用open，sim等命令直接运行信号。

然后在命令行提示符下输入>> a=1;b=1;open('s01.mdl');sim('s01.mdl');可得到同样的结果.3、子系统建立与封装首先将Simulink模块库中Ports & Subsystems子模块库中的Subsystem模块拖动到新建的模型文件窗口中，双击该Subsystem模块就会打开该子系统，其输入用In模块表示，输出用Out模块表示，一个子系统可以有多个输入、输出。

三、实验内容1、通过示波器观察1MHz，幅度为15mV 的正弦波和100KHz，幅度为5mV 的正弦波相乘的结果。

写出数学表达式。

通过使用三踪示波器同时观察1MHz、100KHz 正弦波以及相乘的结果。

基于Simulink的通信系统眼图测试仿真

ｄｉｇｉｔａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｙｅｄｉａｇｒａｍｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｅＳｉｍｕｌｉｎｋｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅｎ，ｗｅ
ｄｉａｇｒａｍｉｓａｕｓｅｆｕｌｔｏｏｌｆｏｒｔｈｅｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｉｇｎａｌｕｓｅｄｉｎｄｉｇｉｔａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａ
ｐｌａｔｆｏｒｍ
ＦＵＹｉｎｇ — ｈｕａ，ＸＵＧｕｏ — ｌｉａｎｇ
（ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｅｙｅｄｉａｇｒａｍｔｅｓｔｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｅｙｅ
ｓｉｇｎａｌ，ＳＯｔｈｅｎｏｉｓｅｌｉｍｉｔｓｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｓｉｇｎａ１．Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇａｎｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃａｎｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅ

实验2眼图观察测量实验

班级通讯1403学号2姓名裴振启指导教师邵军花日期实验 2眼图察看丈量实验一、实验目的学会察看眼图及其剖析方法，调整传输滤波器特征。

二、实验仪器1. 眼图察看电路2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3． PSK调制模块，位号A4．噪声模块，位号B5． PSK解调模块，位号C6．复接 / 解复接、同步技术模块，位号：I7． 20M 双踪示波器 1 台三、实验原理在整个通讯系统中，往常利用眼图方法预计和改良（经过调整）传输系统性能。

所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少量码元周期频频扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。

扰乱和失真所产生的传输畸变，能够在眼图上清楚地显示出来。

因为关于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。

在图 2-1 中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰 )。

图 2-1 中能够看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加构成的。

眼图中央的垂直线表示取样时辰。

当波形没有失真时，眼图是一只“完整张开”的眼睛。

在取样时辰，全部可能的取样值仅有两个： +1 或 -1。

当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时辰信号取值就散布在小于 +1 或大于 -1 邻近。

这样，保证正确裁决所允许的噪声电平就减小了。

换言之，在随机噪声的功率给准时，将使误码率增添。

“眼睛”张开的大小就表示失真的严重程度。

眼图图 2-1 无失真及有失真时的波形及眼图(a)无码间串扰时波形；无码间串扰眼图(b)有码间串扰时波形；有码间串扰眼图通讯工程实验教课中心通讯系统原理实验报告在图 2-2 中给出从示波器上察看到的比较理想状态下的眼图照片。

本实验主假如达成PSK解调输出基带信号的眼图观察实验。

(a) 二进制系统(b) 随机数据输入后的二进制系统图 2-2 实验室理想状态下的眼图四、各丈量点和可调元件作用底板右侧“眼图察看电路”W06 ：接收滤波器特征调整电位器。

实验一：Simulink认知实验

实验一：Simulink认知实验一、实验目的通过认知实验掌握Simulink的基本应用，为后续的相关实验奠定基础。

二、实验目标（1）、掌握Simulink的启动与关闭操作；（2）、了解Simulink的基本模块；（3）、掌握Simulink的模块操作；（4）、掌握仿真模型的参数设置。

三、实验内容（一）Simulink的认知1、Simulink启动认知。

方法一：在MATLAB窗口的工具栏中单击图标。

方法二：在命令窗口中输入命令，然后回车。

>>simulink练习内容：使用两种方法启动Simulink。

2、Simulink模块库浏览器认知。

3、新建模型编辑窗口认知。

方法一：菜单栏中“File”→“New”→“Model”,即可新建一个模型编辑窗口，如下图所示。

方法二：打开Simulink窗口，在其工具栏中按钮，即可新建一个模型编辑窗口，如下图所示。

练习内容：使用两种方法新建一个模型编辑窗口。

4、Simulink模块编辑窗口认知5、保存认知方法一：：菜单栏中“File” “Save As”,即可保存所编辑内容，如下图所示。

方法二：工具栏中按钮，即可保存所编辑内容，如下图所示。

练习内容：使用两种方法保存刚才新建的模型编辑窗口，文件名自定，注意文件名不能够以数字开头。

6、打开已经存在的模型认知方法一： Matlab窗口的“Current Directory”中会显示当前目录下的所有模型。

找到所需要的模型进行选择，单击鼠标右键，弹出下拉菜单，选择“Open”按钮，即可打开该模型，如下图。

方法二：双击“Current Directory”中所需要的模型进行选择，双击鼠标右键，即可打开该模型。

方法三：在MATLAB命令窗口直接输入模型文件名(不要加扩展名.mdl)。

练习内容：使用三种方法打开上一步保存的模型文件。

（二） Simulink的基本模块各个模块库的名称如下所示，了解各个模块库中各模块的功能。

用Simulink演示微分运算及动态图

用Simulink演示微分运算及动态图
1. 在工具栏点击Simulink图标，或在Command Window中输入：
>>Simulink
即出现Simulink Library Browser窗口:
2. 在Simulink Library Browser窗口中, 建立一个新模型(new model), 即打开一个新的空白模型窗口,如图1所示。

用鼠标左键点取所需要的模块拖到模型窗口中, 用鼠标左键在模块间建立连接线(若在已有连接线上分叉则用右键)即可.
图1.空白模型窗口
3.以正弦函数为例，建立模型窗口如图2所示。

图2.模型窗口
（1）在模型窗口工具栏点击按钮，或在编辑栏选Simulation\start，系统开始绘制动态图，双击示波器Scope,即可得到动态图，如图3所示。

图3.
（2）双击图标出现相应的模块参数框, 可在其中设置参数.Sine Wave中Phase(相位)为pi/2, 如图4所示，实际为cos t。

运行结果如图5所示，可以很清楚地比较出与图3的区别。

图4.相位设置
图5.。

完整版眼图观测实验

武夷学院实验报告课程名称：通信原理实验项目名称：眼图观测实验姓名：专业：通信工程班级:一班学号：同组成员：匚-、实验准备［1L:实验目的1、掌握眼图观测的方法。

2、掌握相关眼图的测量方法。

实验内容1、观测眼图。

2、测量沿途的判决电平、噪声容限。

实验模块1、通信原理11号模块2、双踪示波器模块实验原理在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。

为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。

如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图。

二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。

眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。

最佳抽样时刻最大信号失真量噪声容限■ ————————— 1^——_可以抽样的时间过零点失真图23-1 眼图的一般描述在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。

当有码间串扰时，波形失真，引起“眼”部分闭合。

若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度。

由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。

另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。

通常眼图可以用图7.6所示的图形来描述。

由此图可以看出：（1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。

显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。

（2 ）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。

眼图观察测量实验

眼图观察测量实验一、实验目的1.学会观察眼图及其分析方法，调整传输滤波器特性。

二、实验仪器1. 眼图观察电路（底板右下侧）2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．噪声模块，位号E4．100M双踪示波器1台三、实验原理在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。

我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。

在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。

为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。

眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。

什么是眼图?所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。

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，它很像人的眼睛故称眼图。

在图6-1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。

图6-1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。

眼图中央的垂直线表示取样时刻。

当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。

在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。

当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。

这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。

换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。

“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。

为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图6-2的形状。

由此图可以看出：(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；(2)眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边愈陡，对定位误差愈敏感；(3)在取样时刻上，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量；(4)在取样时刻上，上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；(5)阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围，它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。

1.眼图实验报告

通信原理实验报告信息学院12级通信工程1班班级第批第组姓名同组成员实验名称眼图实验实验设备（1）通信原理实验箱（2）示波器1、了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义；实验目的2、掌握眼图观测的方法并记录研究。

在预设ASK调制解调系统内，观测不同发送信号的眼图，学会眼图的观测方法，加实验内容深对理论知识的理解。

实验报告要求1、观察并记录眼图波形，分析改变滤波器截止频率对眼图观测有何影响；2、根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点（ASK-NRZ、ASK-OUT、ASK-DOUT）的波形图，并分析实验现象；3、思考信噪比、码间干扰是如何在眼图中体现的？4、写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进建议。

完成时间：2014年12月24日实验报告1.观察并记录眼图波形，分析改变滤波器截止频率对眼图观测有何影响？答：眼图波形如图所示。

滤波器的截止频率越大，眼图的“眼睛”张开的大，反之，则张开的小。

2.根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点（ASK-NRZ、ASK-OUT、ASK-DOUT）的波形图，并分析实验现象。

答：波形图见附录一。

如图所示，ASK-NRZ是单极性不归零码，ASK-OUT是正弦波，ASK-DOUT是PN序列。

解调输出的信号波形和信号源的PN序列形状相似，但是高电平的脉冲宽度为原来的一半。

3.思考信噪比、码间干扰是如何在眼图中体现的？答：眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小，信噪比越大，“眼图”张开的越大。

眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出码间干扰的大小。

4.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进建议。

答：通过实验，可以对加深对理论知识的理解。

通过对眼图的直接观察进而调整信号的波形，从而可以对电路进行调整，从示波器上可以观测码间干扰及信道噪声，进行调节可得到眼图，估计系统性能的优劣。

使用matlab绘制眼图

使用matlab 绘制数字基带信号的眼图实验一、实验目的1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度；3、熟悉MATLAB 语言编程。

二、实验原理和电路说明1、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该()nsna t nT δ-∑()H ω()nsna h t nT -∑基带传输抽样判决图3-1 基带系统的分析模型抑制码间干扰。

设输入的基带信号为()nsna t nT δ-∑，sT 为基带信号的码元周期，则经过基带传输系统后的输出码元为()nsna h t nT -∑。

其中1()()2j th t H ed ωωωπ+∞-∞=⎰（3-1）理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足：10()0,s k h kT k =⎧=⎨⎩，为其他整数 (3-2)频域应满足：()0,s s T T H πωωω⎧≤⎪=⎨⎪⎩，其他 (3-3)ωsT ()H ωsT πsT π-图3-2 理想基带传输特性此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。

由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。

在一般情况下，只要满足：222(),s i s s s si H H H H T T T T T ππππωωωωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=-+++=≤⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑ (3-4)基带信号就可实现无码间干扰传输。

这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。

从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的。

(1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1)0,s s s s ss T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω⎧⎡⎤-+--≤≤⎪⎢⎥⎣⎦⎪⎪-⎪=≤≤⎨⎪⎪+>⎪⎪⎩(3-5)这里α称为滚降系数，01α≤≤。

实训单-用SIMULINK观察眼图.

用SIMULINK观察眼图项目单班级：组员：➢相关知识：眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。

观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”。

眼图如下所示：眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱。

“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。

当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。

若同时存在码间串扰，“眼睛”将张开得更小。

与无码间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹，变成了比较模糊的带状线，而且不很端正。

噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。

眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息：可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱，有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响，评价一个基带系统的性能优劣；可以指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰。

（ 1 ）最佳抽样时刻应在“眼睛”张开最大的时刻。

（ 2 ）对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。

斜率越大，对定时误差就越灵敏。

（ 3 ）在抽样时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变。

（ 4 ）眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平。

（ 5 ）在抽样时刻上，上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限，噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。

（ 6 ）对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统，眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小，表示零点位置的变动范围，这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响。

➢任务三：搭建下面的模型：1、贝努立信号发生器：1、AWGN信道：2、眼图模块：运行仿真，将AWGN的SNR分别改成1、10、20、30，观察眼图，将眼图贴在下面的空白处。