【正文】 產(chǎn)生 2FSK 是利用數(shù)字基帶信號(hào)控制 載 波的頻率來(lái) 傳送信息。 終端模塊將幀同步器提取的幀同步信號(hào)送到單穩(wěn) U64 的輸入端，單穩(wěn) U64 設(shè)為上升沿觸發(fā)狀態(tài)，其輸出脈沖寬度略小于一個(gè)碼元寬度，然后用位同步信號(hào) BD 對(duì)單穩(wěn)輸出抽樣后得到 FD，可通過(guò)電位器 R2 來(lái)改變 BD 的相位，從 而得到 兩種不同的 FD 信 號(hào) 號(hào) FD FD2。 圖 75 所示實(shí)際通信系統(tǒng)中則不存在這種現(xiàn)象。 、幀同步單元已正確地提取出位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)時(shí)，通過(guò)發(fā)光二通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 18 極管觀察兩路 8bit 數(shù)據(jù)已正確地傳輸?shù)绞战K端。為簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備，收、發(fā)濾波器也被省略掉。 串 /并變換及并 /串變換電路都有需要位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)，還要求幀同步信號(hào)的寬度為一個(gè)碼元周期且其上升沿應(yīng)與第一路數(shù)據(jù) 的起始時(shí)刻對(duì)齊，因而送給移位寄存器 U67的幀同步信號(hào)也必須符合上述要求。 3 U72：內(nèi)藏譯碼器的二進(jìn)制寄存器 4017 ? 串 /并變換 U6 U70：八級(jí)移位寄存器 4094 ? 并 /串變換 U6 U71：八級(jí)移位寄存器 4014(或 4021) ? 顯示 三極管 9013；發(fā)光二極管 延遲 延遲 延遲 整形及247。 、用于數(shù)據(jù)分接的幀同步信號(hào)、位同步信號(hào)。 4. 試設(shè)計(jì)一個(gè)后方保護(hù)電路，使識(shí)別器連續(xù)兩幀有信號(hào)輸出且這兩個(gè)識(shí)別脈沖的時(shí)間間隔為一幀時(shí)，同步器由失步態(tài)轉(zhuǎn)為同步態(tài)。 上步中同步器轉(zhuǎn)為同步狀態(tài)后，使信源單元的 K2或 K3中出現(xiàn) 1110010狀態(tài)（與 1110010狀態(tài)有 一位不同的狀態(tài)也可），示波器 CH1 接 NRZOUT， CH2 分別接 GAL 和 FS，觀察識(shí)別器假識(shí)別現(xiàn)象，理解同步保護(hù)電路的保護(hù)作用。 24 波形的下降沿已不再對(duì)準(zhǔn)第一個(gè)數(shù)據(jù)位（相位隨機(jī)），觀察其他信號(hào)可見(jiàn) TH 為高電平， FS 無(wú)輸出。 2 TH 及 FS，觀察并紀(jì)錄上述信號(hào)波形以及與 NRZOUT 的相位關(guān)系（注意： TH 為 0 電平，幀同步模塊的P3 指示燈熄， P P2 亮，表示識(shí)別門(mén)限為 6）。 在維持態(tài)下對(duì)同步信號(hào)的保護(hù)措施稱(chēng)為前方保護(hù)，在捕捉態(tài)下的同步保護(hù)措施稱(chēng)為后方保護(hù)。但由于漏識(shí)別概率比較小，連續(xù)幾幀出現(xiàn) 漏識(shí)別的概率更小。 24 分頻器置零，247。 24 信號(hào)再送給后級(jí)的單穩(wěn)電路，單穩(wěn)設(shè)置為下降沿觸發(fā)，其輸出信號(hào)的上升沿比247。 24 信號(hào)及幀同步器最終輸出的幀同步信號(hào) FSOUT， FSOUT 的上升沿稍遲后于 GAL 的上升沿。判決器 U53有 6 個(gè)輸入端。 3 分頻器 U54：計(jì)數(shù)器 4017 ? 觸發(fā)器 U55： JK 觸發(fā)器 4027 247。 2. 觀察幀同步碼有一位錯(cuò)誤時(shí)幀同步器的維持態(tài)和捕捉態(tài)。設(shè)無(wú)噪聲時(shí)環(huán)路鎖定后 ui 與 uo 的相位差為 N0/2，則在噪聲的作用下，鎖定時(shí)的相位誤差可能大于 N0/2 也可能小于 N0/2。設(shè)允許輸入的 NRZ 碼的連“ 1”或連“ 0”最大個(gè)數(shù)為 M，鑒相 N 次后 DLF 才有一個(gè)輸出信號(hào)即對(duì) DCO 進(jìn)行一次相位調(diào)節(jié)，則2scmNT t f???，2 sm NT f?? 數(shù)字環(huán)同步器的同步抖動(dòng)范圍隨固有頻差增大而增大，試解釋此現(xiàn)象。 觀察位同步器的快速捕捉現(xiàn)象、位同步信號(hào)相位抖動(dòng)大小及同步保持時(shí)間與環(huán)路固有頻差的關(guān)系。 熟悉位同步單元工作原理。 通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 IE 1 = 1 ?L OO PL OO PL OO PL OO P 1是是是否否否開(kāi) 始 置 8254B2工作方式 ,計(jì)數(shù)常數(shù) ,P 1 .7 = 0 累加運(yùn)算 P 1 .7 = 1 讀 8254B2 m = 1 6 ,I E 1 = 0求平均值 Nd初始化讀數(shù)大于 N0?累加了 m 次 ?NNNNdooo? ???????// ?/22 12 1N N Nc o d? ?12 置 8254B0和 8254B1工作方式 ,計(jì)數(shù)常數(shù)P1. 4口輸出一個(gè)正脈沖是否 圖 56 鎖相環(huán)程序流程 顯然，收發(fā)時(shí)鐘頻率穩(wěn)定度越高，數(shù)字環(huán)的固有頻差就越小，提取的位同步信號(hào)的相位抖動(dòng)范圍越小。 程序流程如圖 56 所示，輸入信號(hào) ui使 IE1 置“ 1”，且使 8254B2計(jì)數(shù)，對(duì) IE1 進(jìn)行位操作時(shí)又使之置“ 0”。 G2的另一個(gè)輸入信號(hào) u1來(lái)自 8254A1。設(shè)無(wú)噪聲時(shí)環(huán)路鎖定后 ui與 uo的相位差為 N0/2，則在噪聲的作用下，鎖定時(shí)的相位誤差可能大于 N0/2 也可能小于 N0/2。稱(chēng)此鑒相器為觸發(fā)器型鑒相器，稱(chēng)包含有觸發(fā)器型鑒相器的數(shù)字環(huán)路為觸發(fā)器型數(shù)字鎖相環(huán)。 下面介紹位同步器的工作原理。 三、 基本原理 可用窄帶帶通濾波器，鎖相環(huán)來(lái)提取位同步信號(hào)。 2. 掌握用數(shù)字環(huán)提取位同步信號(hào)的原理及對(duì)信息代碼的要求。本實(shí)驗(yàn)使用數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)，它不要求輸入信號(hào)一定是周期信號(hào)或準(zhǔn)周 期信號(hào)，其工作頻率低于模數(shù)環(huán)和模擬環(huán)。它們分別工作在 M0、 M M2 三種工作模式。讀數(shù)時(shí)刻由 8254A2控制，它工作在 M1模式，計(jì)數(shù)常數(shù)為N0， ui作為門(mén)控信號(hào)。 u oG 4N c 2u 4Cu 5N c 2CN oGOGO8254B 0M 1 N c 28254A 1M 2 N oG 2G 3N ou 3P 1. 4Gu 2OC8254A 0M 1 N oG 1N oCGO8254B 1M 2 N c 3u 6+G 6G 5u 1 圖 54 數(shù)控振蕩器 環(huán)路開(kāi)始工作時(shí)，軟件使 8254B0和 8254B1輸出高電平，從而使 8254A1處于計(jì)數(shù)工作狀態(tài)、 8254B1處于停止計(jì)數(shù)狀態(tài) ， G6處于開(kāi)啟狀態(tài)， 8254A1輸出一個(gè)周期為 N0的周期信號(hào)。在這段時(shí)間內(nèi)， 8254A1停止計(jì)數(shù)工作， 8254B1進(jìn)行減計(jì)數(shù)且在此時(shí)間內(nèi)的最后一個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)負(fù)脈沖。 控制器的作用是保證每次對(duì) 8254B2 進(jìn)行讀操作之前鑒相器只輸出一個(gè)正脈沖，它由或門(mén) 7432（ U5:B）及 16 分頻器 74190（ U13）組成。 對(duì)于 NRZ 碼來(lái)說(shuō)，允許其連“ 1”、連“ 0”的個(gè)數(shù)決定于數(shù)字環(huán)的同步保持時(shí)間 tc。 觀察數(shù)字環(huán)的鎖定狀態(tài)和失鎖狀態(tài)。 五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 數(shù)字環(huán)位同步器輸入 NRZ 碼連“ 1”或連“ 0”個(gè)數(shù)增加時(shí)，提取的位同步信號(hào)相位抖動(dòng)增大，試解釋此現(xiàn)象。因?yàn)閷?AMI 碼或 HDB3 碼整流后得到的是一個(gè)單極性歸零碼，其上升沿使鑒相器輸出高電平，從而使同步正常工作。 答：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中可對(duì) DCO 的分頻比任意調(diào)節(jié)，一次調(diào)節(jié)就可以使環(huán)路鎖定，而在超前滯后型數(shù)字環(huán)中每次調(diào)節(jié)只能使 DCO 的分頻比增大 1或者減 1，需多次調(diào)節(jié)才能使環(huán)路鎖定。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中幀同步識(shí)別碼為 7 位巴克碼，集中插入到每幀的第 2 至第 8 個(gè)碼元位置上。 24 圖 61 幀同步模塊原理框圖 通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 10 從總體上看，本模塊可分為巴克碼識(shí)別器及同步保護(hù)兩部分。判決電平測(cè)試點(diǎn) TH 就是 L0信號(hào)，它與最右邊的指示燈 P3 狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。 24 信號(hào)是將位同步信號(hào)進(jìn)行 24 分頻得到的，其周期與幀同步信號(hào)的周期相同（因?yàn)橐粠?24 位是確定的），但其相位不一定符合要求。 電路中同步保護(hù)器的作用是減小假同步和漏同步。在維持狀態(tài)下，因?yàn)榕袥Q門(mén)限較低，故識(shí)別器的漏識(shí)別概率減小，假識(shí)別概率增加。若識(shí)別器連續(xù)出現(xiàn)三次漏識(shí)別，則247。 3 電路屬于前方保護(hù)，它可以保護(hù)已建立起來(lái)的幀同步信號(hào)，避免識(shí)別器偶爾出現(xiàn)的漏識(shí)別造成幀同步器丟失幀同步信號(hào)即減少漏同步概率。使信源幀同步碼通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 12 再錯(cuò)一位重作上述觀察。再將信源 K1 還原為正確的幀同步碼 ( 1110010) ，觀察247。 2. 本實(shí)驗(yàn)中同步器由同步態(tài)轉(zhuǎn)為捕捉態(tài)時(shí)247。 、幀同步信號(hào) 錯(cuò)位對(duì)數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。它輸入單極性非歸零信號(hào)、位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)，把兩路數(shù)據(jù)信號(hào)從時(shí)分復(fù)用信號(hào)中分離出來(lái)，輸出兩路串行數(shù)據(jù)信號(hào)和兩個(gè) 8 位的并行數(shù)據(jù)信號(hào)。在 FD7 及 BD 的作用下， U65（ 4094）將第一路串行信號(hào)變成第一路 8 位并行信號(hào)，在 FD15 和 BD 作用下， U70（ 4094）將第二路串行信號(hào)變 成第二路 8 位并行信號(hào)。 SDFDFD 7F D 8 ( F 1 )F D 15F D 1 6 ( F 2 )——B1B 2B D數(shù)據(jù) 1 數(shù)據(jù) 2 幀同步 圖 73 變換后的信號(hào)波形 應(yīng)指出的是，當(dāng)數(shù)字終端采用其它電路或分接出來(lái)的數(shù)據(jù)有其它要求時(shí)，對(duì)位同步信號(hào)及幀同步信號(hào)的要求將有所不同，但不管采用什么電路，都需要符合某種相位關(guān)系的幀同步信號(hào)和位同步信號(hào)才能正確分接出時(shí)分復(fù)用的各路信號(hào)。它們的信號(hào)連接關(guān)系如圖 76 所示，其中實(shí)線(xiàn)表示實(shí)驗(yàn)板上已經(jīng)布好， 虛線(xiàn)表示實(shí)驗(yàn)中要手工連接的信號(hào)線(xiàn)（共四根） 。 用示波器觀察數(shù)字終端單元的 D1 或 D2 信號(hào)，然后緩慢調(diào)節(jié)位同步單元上的可變電容C2（增大位同步抖動(dòng)范圍），觀察 D1 或 D2 信號(hào)波形變化情況和發(fā)光二極管的狀況（ C2在某一范圍變化時(shí)， D1 或 D2 無(wú)誤碼， C2 變化太大時(shí)出現(xiàn)誤碼）。 幀同步信號(hào)在對(duì)復(fù)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分接時(shí)起何作用，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以說(shuō)明。 MATLAB 具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、方便實(shí)用的繪圖功能及語(yǔ)言的高度集成性。 2FSK 信號(hào)的產(chǎn)生方法有兩種： 模擬法，即用數(shù)字基帶信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)進(jìn)行調(diào)頻。%產(chǎn)生隨機(jī)序列 t=linspace(0,5,j)。 for m=j/i*(n1)+1:j/i*n st1(m)=0。 figure(1)。 plot(t,st2)。 title(39。%加入載波 1 F2=st2.*s2。 plot(t,F2)。2FSK信號(hào) 39。 %進(jìn)制數(shù) SNRpBit=60。 title(39。 %調(diào)制 y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,39。 axis([min(t) max(t) ])。)。)。Time39。 %帶輸出波形的相干 M 元頻移鍵控解調(diào) figure(4) stem([0:numPlot1],z1(1:numPlot),39。)。 stem([0:numPlot1],z1(1:numPlot),39。原輸入二進(jìn)制隨機(jī)序列 39。)。第三，相 關(guān)知識(shí)掌握不夠全面，缺少系統(tǒng)設(shè)計(jì)額仿真的經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)閯e人能做到的，我也一定