中南大学通信原理实验报告数字解调与眼图
中南大学通信原理实验报告(截图完整)
中南大学《通信原理》实验报告学生姓名指导教师学院专业班级完成时间数字基带信号1、实验名称数字基带信号2、实验目的(1)了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
(2)掌握AMI、HDB3码的编码规则。
(3)掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
(4)掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
(5)了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。
3、实验内容(1)用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
(2)用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
(3)用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。
4、基本原理(简写)本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。
1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端,模块内部只使用+5V电压,其原理方框图如图1-1所示,电原理图如图1-3所示(见附录)。
本单元产生NRZ信号,信号码速率约为170.5KB,帧结构如图1-2所示。
帧长为24位,其中首位无定义,第2位到第8位是帧同步码(7位巴克码1110010),另外16位为2路数据信号,每路8位。
此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号,实验电路中数据码用红色发光二极管指示,帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。
发光二极管亮状态表示1码,熄状态表示0码。
本模块有以下测试点及输入输出点:• CLK 晶振信号测试点• BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点(2个)• FS 信源帧同步信号输出点/测试点• NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点(4个)图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下:•晶振CRY:晶体;U1:反相器7404•分频器U2:计数器74161;U3:计数器74193;U4:计数器40160 •并行码产生器K1、K2、K3:8位手动开关,从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应;发光二极管:左起分别与一帧中的24位代码相对应•八选一U5、U6、U7:8位数据选择器4512•三选一U8:8位数据选择器4512•倒相器U20:非门74HC04•抽样U9:D触发器74HC742. HDB3编译码原理框图如图1-6所示。
通信原理课程教案实验四数字同步及眼图
实验四数字同步及眼图实验(理论课:教材第13章P404)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.仿真眼图观察测量实验一、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。
如图4-3所示。
(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。
通信原理第三次实验报告
实验三:数字基带传输系统班级:0111005学号:2010210263姓名:陈洪达指导老师:于秀兰实验室:YF316时间:第十三周周二三、四节实验目的1、掌握数字基带传输系统的误码率计算;理解信道噪声和码间干扰对系统性能的影响;2、掌握最佳基带传输系统中的“无码间干扰传输”和“匹配滤波器”的设计方法;3、理解眼图的作用,理解码间干扰和信道噪声对眼图的影响。
实验内容1、误码率的计算A/σ和误码率之间的性能曲线2、眼图的生成基带信号采用滚降频谱特性的波形实验步骤及结果1、随机产生10^6个二进制信息数据,采用双极性码,映射为±A。
随机产生高斯噪声(要求A/σ为0~12dB),叠加在发送信号上,直接按判决规则进行判决,然后与原始数据进行比较,统计出错的数据量,与发送数据量相除得到误码率。
画出A/σ和误码率之间的性能曲线,并与理论误码率曲线相比较。
(代码及仿真图见附录-1)2、设基带信号波形为滚降系数为1的升余弦波形,符号周期1 s T = ,试绘出不同滚降系数(a =1, 0.75, 0.5, 0.25)时的时域脉冲波形(代码及仿真图见附录-2)。
随机生成一系列二进制序列,选择a =1的升余弦波形,画出多个信号的波形,(代码及仿真图见附录-3)。
通过高斯白噪声信道,选择a =1的升余弦波形,分别绘制出无噪声干扰以及信噪比为30、20、10、0dB时的眼图。
(代码及仿真图见附录-4)实验思考题1、数字基带传输系统的误码率与哪些因素有关?答:信道中存在噪声,信道,接收发滤波器的传输特性的不理想性。
2、码间干扰和信道噪声对眼图有什么影响?答:码间干扰会使眼图波形失真,形成的眼图线迹杂乱,“眼睛”开的较小,且眼图不端正。
当存在噪声时,噪声叠加在信号上,因而眼图的线迹更不清晰,于是“眼睛”张开得更小。
3、观察图3-5和图3-6,观察不同滚降系数对时域波形的影响。
答:当a=1时,是实际中常采用的升余弦频谱特性,他的波形最瘦,拖尾t^(-3)速率衰减,抑制码间串扰的效果最好。
中南大学 数字通信原理实验报告
.数字通信原理实验报告专业班级:指导老师:李敏姓名:学号:实验一数字基带信号学生姓名学号同组人:实验项目数字基带信号√必修□选修□演示性实验□验证性实验√操作性实验□综合性实验实验地点本部实验楼实验仪器台号指导老师李敏实验日期及节次第10周周五7-8节课一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。
3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。
三、实验步骤本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。
1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。
接好电源线,打开电源开关。
2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号,示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可,进行下列观察:(1)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ 码特点。
3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。
(1)示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3,将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1,观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。
通信原理硬件实验一 眼图实验
电子信息与自动化学院《通信原理》实验报告学号:姓名:实验名称:硬件实验一眼图实验成绩:一、实验目的1.掌握眼图观测方法;2.学会用眼图分析通信系统性能;二、实验仪器1.RZ9681实验平台2.实验模块:•主控模块A1•基带信号产生与码型变换模块-A2•信道编码与频带调制模块-A4•纠错译码与频带解调模块-A53.信号连接线4.100M双通道示波器5.PC机(二次开发)三、实验原理1.1 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。
在下图眼图示意图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)。
在图中可以看出,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,在硬件实验一 眼图实验报告 姓名: 学号: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。
图1.1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 1.2 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。
通信原理实验报告
通信原理实验报告七实验十六:眼图实验——2014xxxxxx 许子涵一、实验目的1、了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义;2、掌握眼图观测的方法并记录研究二、实验内容1、观测眼图并记录分析。
三、实验器材1、信号源模块一块2、③号模块一块3、④号模块一块4、 20M 双踪示波器一台四、实验数据1、ASK调制解调眼图ASK-DOUT TH2FSK眼图PSK/DPSK眼图五、分析眼图是通过用示波器观察接收端的基带信号波形,从而估计和调整系统性能的一种方法。
具体做法是:用一个示波器跨接在抽样判决器的输入端,然后调整示波器水平扫描周期,使其与接收码元的周期同步。
这样就可以从示波器上显示的波形来观察码间串扰和信道噪声等因素影响的情况,从而估计系统系能的优劣。
如果存在码间串扰,示波器的扫描迹线就不完全重合,“眼睛”的线迹会显得杂乱,而且张开的较小;如果码间串扰小到可以忽略,则眼图将会是标准的“大眼睛”。
当存在噪声时,眼图的线迹就变成比较模糊的带状的线,噪声越大,线条越粗越模糊,“眼睛”张开得越小。
同时我们还可以利用眼图来找到最佳判决门限,求出噪声容限,改善系统性能。
接收二进制双极性波形时,在一个码元周期内只能看到一只眼睛;若是M进制的双极性波形,则在一个码元周期内可以看到纵向显示的(M-1)只眼睛。
若接收的是经过码型变换后得到的AMI码或HDB3码,眼图中间将会出现一根代表0的水平线,因为它们的波形都具有三电平。
六、思考题思考信噪比、码间干扰是如何在眼图中体现的?答: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。
中南大学 数字通信原理实验报告
数字通信原理实验报告专业班级:指导老师:李敏姓名:学号:实验一数字基带信号一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。
3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。
三、实验步骤本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。
1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。
接好电源线,打开电源开关。
2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号,示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可,进行下列观察:(1)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ 码特点。
3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。
(1)示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3,将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1,观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。
再将K1、K2、K3置为全0,观察全0码对应的AMI码和HDB3码。
数字解调实验报告
数字解调实验报告一、实验目的数字解调是数字通信系统中的关键环节,本次实验的主要目的是深入理解数字解调的原理和方法,通过实际操作和数据分析,掌握数字解调的过程和性能评估指标,并能够运用所学知识解决实际问题。
二、实验原理数字解调是将接收到的数字调制信号还原为原始数字信息的过程。
常见的数字调制方式包括幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)等。
以二进制相移键控(BPSK)为例,其调制原理是通过改变载波的相位来表示二进制数字“0”和“1”。
在解调过程中,通常采用相干解调的方法,即首先将接收到的信号与本地同频同相的载波相乘,然后通过低通滤波器滤除高频分量,最后进行抽样判决,恢复出原始的数字信息。
三、实验设备和环境1、计算机一台2、数字通信实验软件3、信号发生器4、示波器四、实验步骤1、打开数字通信实验软件,设置调制方式为 BPSK,生成一定长度的随机二进制数字序列作为原始信息。
2、对原始信息进行 BPSK 调制,得到调制后的信号。
3、在信道中加入高斯白噪声,模拟实际通信中的噪声干扰。
4、对接收端的信号进行相干解调,恢复出原始信息。
5、计算误码率,分析噪声对解调性能的影响。
五、实验数据及结果分析1、绘制调制前后的信号波形原始二进制数字序列具有明显的随机性。
调制后的信号在相位上发生了变化,“0”和“1”对应不同的相位。
2、不同噪声强度下的误码率随着噪声强度的增加,误码率逐渐升高。
当噪声功率较小时,误码率较低,解调性能较好;当噪声功率超过一定阈值时,误码率急剧上升,解调性能严重下降。
3、分析解调结果与理论值的差异实验结果与理论分析基本相符,但由于实际实验中存在各种非理想因素,如噪声的随机性、系统的非线性等,导致实际误码率略高于理论值。
六、实验中遇到的问题及解决方法1、噪声设置不合理最初设置的噪声强度过大,导致误码率过高,无法准确分析解调性能。
通过逐步减小噪声强度,找到了合适的范围,使实验结果更具参考价值。
数字通信原理实验报告四讲解
中南大学数字通信原理实验报告指导老师*****学生姓名***学号***********专业班级*****************目录实验四 ----------------------------------------2 实验目的 ----------------------------------------2 实验内容 ----------------------------------------2基本原理 ----------------------------------------2实验步骤 ----------------------------------------9 实验结果 ----------------------------------------11实验四数字解调与眼图一、实验目的1. 掌握2DPSK相干解调原理。
2. 掌握2FSK过零检测解调原理。
二、实验内容1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。
3.用示波器观察眼图。
三、基本原理可用相干解调或差分相干解调法(相位比较法)解调2DPSK信号。
在相位比较法中,要求载波频率为码速率的整数倍,当此关系不能满足时只能用相干解调法。
本实验系统中,2DPSK载波频率等码速率的13倍,两种解调方法都可用。
实际工程中相干解调法用得最多。
2FSK信号的解调方法有:包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
图4-1 数字解调方框图(a)2DPSK相干解调(b)2FSK过零检测解调本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。
2DPSK模块内部使用+5V、+12V和-12V电压,2FSK模块内部仅使用+5V电压。
图4-1为两个解调器的原理方框图,其电原理图如图4-2所示(见附录)。
2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点:• MU 相乘器输出信号测试点• LPF 低通、运放输出信号测试点• Vc 比较器比较电压测试点• CM 比较器输出信号的输出点/测试点• BK 解调输出相对码测试点• AK-OUT 解调输出绝对码的输出点/测试点(3个)• BS-IN 位同步信号输入点2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点:• FD 2FSK过零检测输出信号测试点• LPF 低通滤波器输出点/测试点• CM 整形输出输出点/测试点• BS-IN 位同步信号输入点• AK-OUT 解调输出信号的输出点/测试点(3个)2DPSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件的对应关系如下:•相乘器U29:模拟乘法器MC1496•低通滤波器R31;C2•运放U30:运算放大器UA741•比较器U31:比较器LM710•抽样器U32:A:双D触发器7474•码反变换器U32:B:双D触发器7474;U33:A:异或门74862FSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件对应关系如下:•整形1 U34:A:反相器74HC04•单稳1、单稳2 U35:单稳态触发器74123•相加器U36:或门7432•低通滤波器U37:运算放大器LM318;若干电阻、电容•整形2 U34:B:反相器74HC04•抽样器U38:A:双D触发器7474在实际应用的通信系统中,解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。
通信原理实验报告
通信原理实验报告一、实验目的1、熟悉信号源实验模块提供的信号类别;2、加深对PCM 编码过程的理解;3、掌握2ASK 、2FSK 的调制、解调原理;4、通过观察噪声对信道的影响,比较理想信道与随机信道的区别,加深对随机信道的理解。
二、实验器材 实验模块---信号源 双踪示波器模拟信号数字化模块 数字调制模块 信道模拟模块 数字解调模块 连接线三、实验原理1、测试工具---示波器:(1)示波器的输入功能区:从通道1和通道2输入(2)示波器的测量功能区:QuickMeas 光标调节和快速测量,可以测量电压和频率;auto-scale 自动触发扫描;在左上角的按钮可以调节扫描时间;在右上角的按钮可以调节水平位置。
(3)示波器的控制功能区,Run/Stop 可以暂停便于得出波形 2、模拟信号数字化(PCM 编码)脉冲编码调制(PCM )简称为脉码调制,它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
PCM 的原理框图:PCM 主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号;量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号;编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
(1)、采样:利用奈奎斯特定律,fs 2fb,(fs 是采样频率,fb 是信号的截止频率),满足这个不等式关系信号才不会重叠,以致信号不能还原。
(2)、量化:模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
本实验模块中所用到的PCM 编码芯片TP3067是采用近似于A 律函数规律的13折线(A=87.6)的压扩特性压扩特性来进行发送端接收端模拟 信源抽样器 预滤 波器模拟 终端波形编码器 量化、编码数字 信道波形 解码器重建滤波器 抽样保持、低通编码的。
A律13折线:(3)、编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码,其相反的过程称为译码。
当然,这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的,前者是属于信源编码的范畴。
通信原理实验报告眼图
部分响应系统一、实验目的1.通过实验掌握第一类部分响应系统的原理及实现方法; 2.掌握基带信号眼图的概念及绘制方法。
二、实验原理 1.部分响应系统为了提高系统的频带利用率,减小定时误差带来的码间干扰,升余弦传输特性在这两者的选择是有矛盾的。
理想低通传输特性可以有最高的频带利用率2=s η,但拖尾的波动比较大,衰减也比较慢。
若能改善这种情况,并保留系统的带宽等于奈奎斯特带宽,就能在保证一定的传输质量前提下显著地提高传输速率。
这是有实际意义的,特别是在高速大容量传输系统中。
部分响应传输系统就具有这样的特点。
部分响应传输系统是通过对理想低通滤波器冲激响应的线性加权组合,来控制整个传输系统冲激响应拖尾的波动幅度和衰减。
当然,这样做会引入很强的码间干扰,但这种码间干扰是可控制的,是已知的,因此很容易从接收信号的抽样值中减去。
由于这种组合并不影响系统的传输带宽,因此频带利用率高。
第一类部分响应系统是在相邻的两个码元间引入码间干扰。
由于理想低通系统的传递函数为其冲激响应为ssT t T t t h //sin )(ππ=,如果用)(t h 以及)(t h 的时延s T 的波形作为系统的冲激响应,那么它的系统带宽肯定限制在⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-s s TT 21,21,也就是说,系统的频带利用率为2bit/Hz 。
接着来看系统的冲激响应函数)(t g :s ss s s s s T t T t T tT T t c T tc T t h t h t g /11sin)(sin sin )()()(-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=-+=ππππsT f 21||<其他⎩⎨⎧=0)(sTf H可以看到,这个系统的冲激响应的衰减是理想低通冲激响应函数衰减的sT t /11-,它比理想低通系统冲激响应函数衰减快,因此相对于对定时精度的要求降低,它的系统响应为可以看到,第一类部分响应系统并不满足抽样点无码间干扰的条件,其每个抽样点仅受前一个码元的影响,因此可以通过减去前一码元的干扰来确定当前抽样点值,从而正确判决。
通信原理实验报告(优秀范文5篇)
通信原理实验报告(优秀范文5篇)第一篇:通信原理实验报告通信原理实验报告1、实验名称:2、实验目的:3、实验步骤:(详细记录你的实验过程)例如:(1)安装MATLAB6.5软件;(2)学习简单编程,画图plot(x,y)函数等(3)进行抽样定理验证:首先确定余弦波形,设置其幅度?、频率?和相位?等参数,然后画出该波形;进一步,设置采样频率?。
画出抽样后序列;再改变余弦波形的参数和抽样频率的值,改为。
,当抽样频率?>=余弦波形频率2倍时,怎么样?否则的话,怎么样。
具体程序及图形见附录1(或者直接放在这里,写如下。
)(4)通过DSP软件验证抽样定理该软件主要有什么功能,首先点“抽样”,选取各种参数:a, 矩形波,具体参数,出现图形B,余弦波,具体参数,出现图形然后点击“示例”中的。
具体参数,图形。
4、思考题5、实验心得6、附录1有附录1的话有这项,否则无。
第二篇:通信原理实验报告1,必做题目1.1 无线信道特性分析 1.1.1 实验目的1)了解无线信道各种衰落特性;2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义;3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。
1.1.2 实验内容1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路,QPSK调制信号经过了瑞利衰落信道,观察信号经过衰落前后的星座图,观察信道特性。
仿真参数:信源比特速率为500kbps,多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒,相对平均功率为[0-3-6-9]dB,最大多普勒频移为200Hz。
例如信道设置如下图所示:移动通信系统1.1.3 实验作业1)根据信道参数,计算信道相干带宽和相干时间。
fm=200;t=[0 4e-06 8e-06 1.2e-05];p=[10^0 10^-0.3 10^-0.6 10^-0.9];t2=t.^2;E1=sum(p.*t2)/sum(p);E2=sum(p.*t)/sum(p);rms=sq rt(E1-E2.^2);B=1/(2*pi*rms)T=1/fm2)设置较长的仿真时间(例如10秒),运行链路,在运行过程中,观察并分析瑞利信道输出的信道特征图(观察Impulse Response(IR)、Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering Function)。
通信原理实验报告小结
一、实验背景与目的通信原理实验是通信工程专业学生学习通信基础知识的重要环节,旨在通过实际操作加深对通信原理的理解,提高学生的实践能力。
本次实验主要针对通信系统中常用的数字基带信号、调制解调技术、信道模型等方面进行实验研究。
二、实验内容及方法1. 数字基带信号实验(1)实验内容:了解几种常用的数字基带信号的特征和作用,如AMI码、HDB3码等。
(2)实验方法:通过MATLAB软件模拟数字基带信号的生成、传输和接收过程,观察信号波形,分析信号特性。
2. 调制解调技术实验(1)实验内容:学习AM、SSB、FM调制与解调技术,掌握调制解调原理。
(2)实验方法:利用SystemView软件模拟调制解调过程,观察调制解调信号波形,分析调制解调效果。
3. 信道模型实验(1)实验内容:学习加性白高斯噪声信道模型,分析信号在信道中的传输特性。
(2)实验方法:通过MATLAB软件生成加性白高斯噪声,模拟信号在信道中的传输过程,观察信号波形和频谱,分析信号传输效果。
4. 码间串扰实验(1)实验内容:研究码间串扰对数字信号传输的影响,掌握眼图分析方法。
(2)实验方法:通过MATLAB软件生成受码间串扰和未受码间串扰影响的数字信号,绘制眼图,分析眼图特性。
5. 双机通信实验(1)实验内容:掌握单片机串行口工作方式,学习双机通信接口电路设计及程序设计。
(2)实验方法:利用单片机实验模块和数码管显示模块,实现双机通信功能,观察通信过程,分析通信效果。
三、实验结果与分析1. 数字基带信号实验通过实验,我们掌握了AMI码、HDB3码等数字基带信号的特征和作用,了解了信号在传输过程中的特性。
2. 调制解调技术实验通过实验,我们熟悉了AM、SSB、FM调制与解调技术,掌握了调制解调原理,提高了信号处理能力。
3. 信道模型实验通过实验,我们学习了加性白高斯噪声信道模型,了解了信号在信道中的传输特性,为后续通信系统设计提供了理论基础。
4. 码间串扰实验通过实验,我们掌握了眼图分析方法,了解了码间串扰对数字信号传输的影响,为通信系统性能优化提供了参考。
通信原理实验(三)
实验报告(三)眼图实验目的掌握生成基带调制信号的方法掌握生成眼图的方法掌握分析眼图的分析方法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像人的眼睛,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。
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特性。
通常眼图可以用下图所示的图形来描述。
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码间串扰影响和抽样再生时间间隔。
显然,最佳抽样时刻应该选在眼睛张开最大的时间。
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。
3)眼图左右角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围,称为零点失真量,在许多接收设备中,定时信息是由信号零点位置来提取的,对于这种设备零点失真量很重要。
4)在抽样时刻,阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。
5)在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。
6)横轴对应判决门限电平。
实验内容分别产生符合下列要求的眼图,输入调制方式为2PAM 和4PAM ,符号率为1Hz ,等效信道滤波器为升余弦滚降成形滤波器(缺省滚降系数为0.5):具体思路整个产生眼图的过程为:发射端产生信号序列—>信道码间串扰作用—>接收端噪声作用—>接收端升余弦滤波器接收。
通信原理实验:数字解调与眼图
实验名称数字解调与眼图学院信息科学与工程学院专业班级姓名学号数字解调与眼图一、实验目的1. 掌握2DPSK相干解调原理。
2. 掌握2FSK过零检测解调原理。
二、实验内容1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。
3.用示波器观察眼图。
三、基本原理可用相干解调或差分相干解调法(相位比较法)解调2DPSK信号。
在相位比较法中,要求载波频率为码速率的整数倍,当此关系不能满足时只能用相干解调法。
本实验系统中,2DPSK载波频率等码速率的13倍,两种解调方法都可用。
实际工程中相干解调法用得最多。
2FSK信号的解调方法有:包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
图4-1 数字解调方框图(a)2DPSK相干解调(b)2FSK过零检测解调本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。
2DPSK模块内部使用+5V、+12V和-12V电压,2FSK模块内部仅使用+5V电压。
图4-1为两个解调器的原理方框图,其电原理图如图4-2所示(见附录)。
2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点:• MU 相乘器输出信号测试点• LPF 低通、运放输出信号测试点• Vc 比较器比较电压测试点• CM 比较器输出信号的输出点/测试点• BK 解调输出相对码测试点• AK-OUT 解调输出绝对码的输出点/测试点(3个)• BS-IN 位同步信号输入点2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点:• FD 2FSK过零检测输出信号测试点• LPF 低通滤波器输出点/测试点• CM 整形输出输出点/测试点• BS-IN 位同步信号输入点• AK-OUT 解调输出信号的输出点/测试点(3个)2DPSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件的对应关系如下:•相乘器U29:模拟乘法器MC1496•低通滤波器R31;C2•运放U30:运算放大器UA741•比较器U31:比较器LM710•抽样器U32:A:双D触发器7474•码反变换器U32:B:双D触发器7474;U33:A:异或门74862FSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件对应关系如下:•整形1 U34:A:反相器74HC04•单稳1、单稳2 U35:单稳态触发器74123•相加器U36:或门7432•低通滤波器U37:运算放大器LM318;若干电阻、电容•整形2 U34:B:反相器74HC04•抽样器U38:A:双D触发器7474在实际应用的通信系统中,解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。
数通实验报告四.数字解调与眼图
中南大学通信原理实验报告书题目:实验四专业:姓名:学号:时间:2014-12-13通信原理实验报告(实验四)实验名称:数字解调与眼图一.实验目的1. 掌握2DPSK相干解调原理。
2. 掌握2FSK过零检测解调原理。
二.实验内容1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。
3.用示波器观察眼图。
三.实验步骤本实验使用数字信源单元、数字调制单元、载波同步单元、2DPSK解调单元及2FSK解调单元,它们之间的信号连结方式如图4-5所示,其中实线是指已在电路板上布好的,虚线是实验中要手工连接的。
实际通信系统中,解调器需要的位同步信号来自位同步提取单元。
本实验中尚未用位同步提取单元,所以位同步信号直接来自数字信源。
在做2DPSK解调实验时,位同步信号送给2DPSK解调单元,做2FSK解调实验时则送到2FSK解调单元。
图4-5 数字解调实验连接图1. 复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理,接通实验箱电源。
将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。
2. 检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常,保证载波同步单元处于同步态!3. 2DPSK解调实验(1)将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号,将示波器的CH1接数字调制单元的BK,CH2(建议使用示波器探头的x10衰减档)接2DPSK解调单元的MU。
MU与BK同相或反相,其波形应接近图4-3所示的理论波形。
(2)示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF,可看到LPF与MU同相。
当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时,LPF的正、负极性信号电平与0电平对称,否则不对称。
(3)示波器的CH1接VC,调节电位器R39,保证VC处在0电平(当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平),此即为抽样判决器的最佳门限。
通信原理实验,码型变换,移相键控调制与解调,眼图,抽样定理,.
实验一码型变换实验一、基本原理在数字通信中, 不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统, 我们称它为基带传输系统,基本结构如图所示。
干扰基带传输系统的基本结构基带信号是代码的一种电表示形式。
在实际的基带传输系统中, 并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。
对传输用的基带信号的主要要求有两点:(1对各种代码的要求,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型; (2 对所选码型的电波形要求, 期望电波形适宜于在信道中传输。
AMI :AMI 码的全称是传号交替反转码。
这是一种将信息代码 0(空号和 1(传号按如下方式进行编码的码:代码的 0仍变换为传输码的 0, 而把代码中的 1交替地变换为传输码的 +1, -1, +1, -1,……。
HDB3:HDB 3码是对 AMI 码的一种改进码,它的全称是三阶高密度双极性码。
其编码规则如下:先检察消息代码(二进制的连 0情况,当没有 4个或 4个以上连 0串时,按照 AMI 码的编码规则对信息代码进行编码; 当出现 4个或 4个以上连 0串时, 则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与前一非 0符号 (+1或 -1 同极性的符号, 用V 表示 (即 +1记为 +V, -1记为 -V ,为使附加 V 符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻 V 符号也应极性交替。
当两个相邻 V 符号之间有奇数个非 0符号时,用取代节“ 000V ” 取代 4连 0信息码; 当两个相邻 V 符号间有偶数个非 0符号时, 用取代节“ B00V ” 取代 4连 0信息码。
CMI :CMI 码是传号反转码的简称,其编码规则为:“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”表示; “ 0”码用“ 01”表示。
BPH :BPH 码的全称是数字双相码,又称 Manchester 码,即曼彻斯特码。
它是对每个二进制码分别利用两个具有 2个不同相位的二进制新码去取代的码,编码规则之一是: 0→ 01(零相位的一个周期的方波1→ 10(π相位的一个周期的方波二、实验结果CMIBPHHDB3 AMI三、结果分析各码型波形如上所示, 我们发现许多波形产生了不同程度的畸变, 表现是幅值不是单一的水平线, 而成了曲线。
通信原理5.5数字基带信号传输—眼图
研究问题:码间串扰和噪声的估计 研究对象:眼图 研究目的:如何用实验的方法来减小码
间串扰和噪声的影响 研究方法:定性分析,实验观察
5.4眼图:问题提出
实际应用的基带数字信号传输系统,不可能完 全做到无码间串扰的要求;
可能影响码间串扰性能的因素:发送滤波器特 性、信道特性、接收滤波器特性,而计算由于 这些因素所引起的误码率非常困难,甚至得不 到一种合适的定量分析方法。
在实际应用时要通过实验的方法估计和通过调 整以改善传输系统的性能,使码间串扰的影响 尽量减小。
眼图正是实验方法的一个有用的工具。
5.4眼图:什么是眼图?
基带传输系统接收滤波器的输出信号加到示波器的垂直轴 调示波器的水平扫描周期,使它与信号码元的周期同步 此时可以从示波器上显示出一个像人眼一样的图形,从这个称为眼图的
信道噪声:为0 信道带宽:
1000Hz
5.4眼图:眼图的实验
有噪声时
信道噪声:均值 为0,S/N=10db 的AWGN
信道带宽: 4000Hz
输入信号: 10010110,双极 性非归零码
5.4眼图:眼图的实验
有噪声时
信道噪声:均值 为0,S/N=3db的 AWGN
信道带宽: 4000Hz
2Tb
3Tb
4Tb
5Tb
6Tb
原来清晰端正的细线,变成了比较模糊的带状的线,而且不很端正 噪声越大,线条越宽,越模糊
5.4眼图:眼图的模型
最佳抽样时刻应选择眼图中“眼睛”张开最大的时刻; 对定时误差的灵敏度,由斜边斜率决定,斜率越大,对定时误差就越灵敏; 图中阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围; 在抽样时刻上,上下两阴影区的间隔距离的一半为噪声容限,噪声瞬时值
《通信原理》课程实验报告
《通信原理》课程实验报告班级:14通信技术x班 学号:尾数后两位 姓名: 座号:实验箱编号实验时间:实验地点:科A704实验课题:眼图观察测量实验实验目的:1.学会观察眼图及其分析方法,调整传输滤波器特性.实验过程:1、简述实验原理:2、什么是眼图?3、 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。
①最佳抽样判决时刻对应于眼睛张开最大的时刻;②判决门限电平对应于眼图的横轴;③最大信号失真量即信号畸变范围用眼皮厚度;④噪声容限是用信号电平减去眼皮厚度;⑤过零点畸变为压在横轴上的阴影长度;⑥对定时误差的灵敏度由斜边的斜率反映。
1.眼图开启度(U-2ΔU)/U指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。
无畸变眼图的开启度应为100%。
其中U=U++U-2.“眼皮”厚度2ΔU/U指在最佳抽样点处眼图幅度的闭合部分与最大幅度之比,无畸变眼图的“眼皮”厚度应等于0。
3.交叉点发散度ΔT/T指眼图过零点交叉线的发散程度,无畸变眼图的交叉点发散度应为0。
4.正负极性不对称度指在最佳抽样点处眼图正、负幅度的不对称程度。
无畸变眼图的极性不对称度应为0。
最后,还需要指出的是:由于噪声瞬时电平的影响无法在眼图中得到完整的反映,因此,即使在示波器上显示的眼图是张开的,也不能完全保证判决全部正确。
不过,原则上总是眼睛张开得越大,误判越小4、实验的操作步骤与实验波形1、PSK调制与解调调制与解调波形:两个方波2、PSK调制与解调调制与解调,无噪声情况下的眼图波形:对眼图整体图:分析范例3、PSK调制与解调调制与解调,有噪声情况下的眼图波形:对眼图整体图:分析范例:对眼图整体图:分析案例:自己写。
实验四 数字解调与眼图
实验四数字解调与眼图一、实验目的1 .掌握2DPSK 相干解调原理。
2 .掌握2FSK 过零检测解调原理。
二、实验原理可用相干解调或差分相干解调法(相位比较法)解调2DPSK信号。
在相位比较法中,要求载波频率为码速率的整数倍,当此关系不能满足时只能用相干解调法。
本实验系统中,2DPSK载波频率等码速率13倍,两种解调方法都可用。
实际工程中相干解调法用得最多。
2FSK信号的解调方法有:包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解2FSK信号。
图4-1为两个解调器的方框图。
图 4-l 数字解调方框图(a)2DPSK相干解调(b)2FSK过零检测解调在实际应用的通信系统中,解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。
本实验系统中为简化实验设备,发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是理想的,故解调器输入端就没加带通滤波器。
下面对2DPSK相干解调电路中的一些具体问题加以说明。
·电位器R26可以改变相乘器的增益。
相乘器增益太大时运放 U30可能会出现畸变。
调节R26时使MU的峰峰值不大于5V,此时运放输出信号的峰峰值也不大于5V,MU的波形接近图4-2所示的理论波形,但略有区别。
·信源是周期为24bit的周期信号,当24bit的相对码BK中“l”码和“0”码个数不相等时,相乘器U29的输出信号均值不等于0,此信号经电容C16隔直、低通滤波、反相放大器放大后得到的LPF信号就是一个均值为0但正负不对称的信号。
在实际的2DPSK通信系统中,抽样判决器输入信号是一个均值为 0且正负对称的信号,因此最佳判决电平为0。
本实验系统中,Vc 决定判决电平。
当 Vc =0而相对码 BK 中“1”码和“0”码个数差别太大时,会出现误判决,即解调器出现误码。
因为此时LPF信号的正电平或负电平非常接近0电平,抽样脉冲(位同步信号)稍不理想就会造成误码。
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中南大学《通信原理》实验报告学生姓名学生学号学院信息科学与工程学院专业班级完成时间 2013.6.5实验三数字解调与眼图一、实验目的1. 掌握2DPSK相干解调原理。
2. 掌握2FSK过零检测解调原理。
二、实验内容1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。
3.用示波器观察眼图。
三、基本原理可用相干解调或差分相干解调法(相位比较法)解调2DPSK信号。
在相位比较法中,要求载波频率为码速率的整数倍,当此关系不能满足时只能用相干解调法。
本实验系统中,2DPSK载波频率等码速率的13倍,两种解调方法都可用。
实际工程中相干解调法用得最多。
2FSK信号的解调方法有:包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
图4-1 数字解调方框图(a)2DPSK相干解调(b)2FSK过零检测解调本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。
2DPSK模块内部使用+5V、+12V和-12V电压,2FSK模块内部仅使用+5V电压。
图4-1为两个解调器的原理方框图,其电原理图如图4-2所示(见附录)。
2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点:∙ MU 相乘器输出信号测试点∙ LPF 低通、运放输出信号测试点∙ Vc 比较器比较电压测试点∙ CM 比较器输出信号的输出点/测试点∙ BK 解调输出相对码测试点∙ AK-OUT 解调输出绝对码的输出点/测试点(3个)∙ BS-IN 位同步信号输入点2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点:∙ FD 2FSK过零检测输出信号测试点∙ LPF 低通滤波器输出点/测试点∙ CM 整形输出输出点/测试点∙ BS-IN 位同步信号输入点∙ AK-OUT 解调输出信号的输出点/测试点(3个)2DPSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件的对应关系如下:∙相乘器U29:模拟乘法器MC1496∙低通滤波器R31;C2∙运放U30:运算放大器UA741∙比较器U31:比较器LM710∙抽样器U32:A:双D触发器7474∙码反变换器U32:B:双D触发器7474;U33:A:异或门7486 2FSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件对应关系如下:∙整形1 U34:A:反相器74HC04∙单稳1、单稳2 U35:单稳态触发器74123∙相加器U36:或门7432∙低通滤波器U37:运算放大器LM318;若干电阻、电容∙整形2 U34:B:反相器74HC04∙抽样器U38:A:双D触发器7474在实际应用的通信系统中,解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。
本实验系统中为简化实验设备,发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是理想的,故解调器输入端就没加带通滤波器。
下面对2DPSK相干解调电路中的一些具体问题加以说明。
∙ MU的波形接近图4-3所示的理论波形,略有区别。
∙信源是周期为24bit的周期信号,当24bit的相对码BK中“1”码和“0”码个数不相等时,相乘器U29的输出信号MU及低通滤波器输出信号LPF是正负不对称的信号。
在实际的2DPSK通信系统中,抽样判决器输入信号是一个均值为0且正负对称的信号,因此最佳判决电平为0。
本实验系统中,Vc决定判决电平。
当Vc=0而相对码BK中“1”码和“0”码个数差别太大时,可能出现误判决,即解调器出现误码。
因为此时LPF信号的正电平或负电平非常接近0电平,抽样脉用来调节判决电平,当BK 冲(位同步信号)稍不理想就会造成误码。
电位器R39使Vc等于LPF信中“1”码与“0”码个数差别比较大时出现误码时,可调节R39号的中值(最佳判决门限)。
实际通信系统中的2DPSK相干解调器(或差分相干解调器)不需要调节判决电平。
∙比较器的输出CM为TTL电平信号,它不能作为相对码直接送给码反变器,因为它并不是一个标准的单极性非归零码,其单个“1”码对应的正脉冲的宽度可能小于码元宽度、也可能大于码元宽度。
另外,当LPF中有噪声时,CM中还会出现噪声脉冲。
∙异或门74LS86输出的绝对码波形的高电平上叠加有小的干扰信号,经U34整形后即可去掉。
DPSK相干解调器模块各点波形示意图如图4-3所示。
图4-3 2DPSK相干解调波形示意图2FSK解调器工作原理及有关问题说明如下:∙图4-4为2FSK过零检测解调器各点波形示意图,图中设“1”码载频等于码速率的两倍,“0”码载频等于码速率。
∙整形1和整形2的功能与比较器类似,在其输入端将输入信号叠加在2.5V 上。
74HC04的状态转换电平约为2.5V,可把输入信号进行硬限幅处理。
整形1将正弦2FSK信号变为TTL电平的2FSK信号。
整形2和抽样电路共同构成一个判决电平为2.5V的抽样判决器。
图4-4 2FSK过零检测解调器各点波形示意图∙单稳1、单稳2分别被设置为上升沿触发和下降沿触发,它们与相加器一起共同对TTL电平的2FSK信号进行微分、整流处理。
电位器R43和R44决定上升沿脉冲宽度及下降沿脉冲宽度(应基本相等)。
R可以调节滤波器的频率特性及LPF信号幅度,LPF不是TTL电平信号且48不是标准的非归零码,必须进行抽样判决处理。
U34对抽样判决输出信号进行整形。
四、实验步骤本实验使用数字信源单元、数字调制单元、载波同步单元、2DPSK解调单元及2FSK解调单元,它们之间的信号连结方式如图4-5所示,其中实线是指已在电路板上布好的,虚线是实验中要手工连接的。
实际通信系统中,解调器需要的位同步信号来自位同步提取单元。
本实验中尚未用位同步提取单元,所以位同步信号直接来自数字信源。
在做2DPSK解调实验时,位同步信号送给2DPSK解调单元,做2FSK解调实验时则送到2FSK解调单元。
图4-5 数字解调实验连接图1. 复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理,接通实验箱电源。
将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。
2. 检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常,保证载波同步单元处于同步态!3. 2DPSK解调实验(1)将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号,将示波器的CH1接数字调制单元的BK,CH2(建议使用示波器探头的x10衰减档)接2DPSK解调单元的MU。
MU与BK同相或反相,其波形应接近图4-3所示的理论波形。
(2)示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF,可看到LPF与MU同相。
当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时,LPF的正、负极性信号电平与0电平对称,否则不对称。
,保证VC处在0电平(当BK中“1”(3)示波器的CH1接VC,调节电位器R39与“0”等概时LPF的中值即为0电平),此即为抽样判决器的最佳门限。
(4)观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系,再观察数字信源单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。
MU LPF BKMU LPF BK AK-OUT(5)断开、接通电源若干次,使发端CAR信号与载波同步CAR-OUT信号的相位关系出现跳变,重新进行步骤(4)中的观察。
由于跳动使原信号出现变化,导致相关的信号出现变化。
(6)将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方(M序列)端,此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列(本系统中是M序列)信号。
用示波器观察2DPSK解调单元LPF点,即可看到无噪声状态下的眼图。
4. 2FSK解调实验将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方NRZ端。
将数字信源单元的BS-OUT用信号连线换接到2FSK解调单元的BS-IN点,示波器探头CH1接数字调制单元中的AK,CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT,观察2FSK 过零检测解调器的解调过程(注意:低通及整形2都有倒相作用)。
LPF的波形应接近图4-4所示的理论波形。
FD LPF CM AK-OUT五、实验报告要求1. 设绝对码为1001101,根据实验观察得到的规律,画出如果相干载波频率等于码速率的1.5倍,在CAR-OUT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形示意图,总结2DPSK克服相位模糊现象的机理。
当相干载波为-cosωC t 时,MU、LPF 及BK 与载波为cosωC t 时的状态反相,但AK 仍不变(第一位与BK 的起始电平有关)。
2DPSK 系统之所能克服相位模糊现象,是因为在发端将绝对码变为了相对码,在收端又将相对码变为绝对码,载波相位模糊可使解调出来的相对码有两种相反的状态,但它们对应的绝对码是相同的。
2. 设信息代码为1001101,2FSK的两个载频分别为码速率的四倍和两倍,根据实验观察得到的规律,画出2FSK过零检测解调器输入的2FSK波形及FD、LPF、BS、AK波形(设低通滤波器及整形2都无倒相作用)。