【正文】 在碼間串擾和噪聲同時存在情。那么，怎樣來衡量整個系統的質量呢？下面，我們再介紹用眼圖來衡量傳輸畸變和噪聲干擾的方法。TP7：信碼再生輸出波形，即經過位定時提取與信碼再生整形后的數字基帶信碼。TP6：位定時輸出測量點為32KHz的時鐘信號，它輸出到增量調制譯碼電路中的工作時鐘輸入J4，作為增量調制譯碼電路中的輸入工作時鐘。TP4：32KHz的選頻輸出測量點，若沒有波形時，可調節(jié)電容C7的電容值大小，典型值2200p。TP2：眼圖觀察測量點或升余弦波形測量點。位定時恢復電路的各主要測量點波形如圖408所示?？傊偕糯a通過K2的第2腳輸出。收端轉碼器電路由D觸發(fā)器U5B、模二加電路U6B、轉碼器開關K2組成。再生收信碼再生器。圖406 信碼再生器與轉碼器電路信碼再生器電路比較簡單，由D觸發(fā)器U5A組成，數字基帶信碼從D端（第2引腳）輸入，再生時鐘信號從CLK端（第3引腳）輸入，利用恢復出來的再生時鐘數字基帶信碼進行重新取判決，使再生信碼與發(fā)送信碼保持準確的相位關系。在測量點TP6上可以測出再生時鐘信號的波形來。電路基本過程如下：由全波整流電路輸出的含有32KHz的頻率成份的信號，通過限幅放大變成數字信號后送入32KHz諧振電路，調諧后取出32KHz的正弦波信號，再經過射隨器電路進行隔離送至A/D模數轉達換電路變成32KHz的時鐘脈沖信號，再經過位定時占空比調整電路，調節(jié)R21，可改變32KHz的時鐘脈沖的占空比寬度，以進一步保證與發(fā)送端的時鐘信號同頻但不同相。圖405 占空比調整電路占空比調整電路如圖405所示。A/D模數轉達換電路由運算放大器U3（LM311）組成。32KHz諧振電路由電阻R1R1R1電容CC諧振線圈L1組成。（二）位定時處理電路 電路如圖404所示?；謴统龅难蹐D信號經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。圖401 位同步恢復與信碼再生電路方框圖（一）帶通濾波與全波整流電路電路如圖403所示。本次實驗中，位同步提取的方法是從二相PSK（DPSK）信號中，對解調出的數字基帶信息再直接提取恢復出位同步信號。所謂外同步法，就是在發(fā)送端除了要發(fā)送有用的數字信息外，還要專門傳送位同步信號，到了接收端得用窄帶濾波器或鎖相環(huán)進行濾波提取該信號作為同步之用。本次實驗系統主要是分析位同步的問題，載波同步和群同步不分析。同步的不良將會導致通信質量的下降，甚至完全不能工作。3．學會觀察眼圖及其分析方法。實驗八 數字同步技術（位同步）及眼圖實驗 一、實驗目的1．掌握數字基帶信號的傳輸過程。3．根據實驗測試記錄（波形、頻率、相位、幅度以及時間對應關系）依次畫出調制器各測量點的工作波形，并給以必要的說明。五、實驗報告1．簡述BPSK調制電路的工作原理及工作過程。在實驗模塊的J1接上PSK調制波（DPSK相對碼調制），在TP7用雙蹤觀察解調后的三級偽隨機碼波形。在實驗模塊的J1接上PSK調制波（BPSK絕對碼調制），在TP7用雙蹤觀察解調后的三級偽隨機碼波形。（二）PSK解調實驗（在以上PSK調制實驗正常工作基礎上）（TP4），需用頻率計監(jiān)視測量點TP4上的頻率值，有偏差時，可調節(jié)RW1和R20。TP10：PSK調制第一路（0相）輸出波形，當開關K3都斷開時。TP2：輸入頻率為512KHz的方波信號。二相DPSK調制器（注：必須把開關K2的2與3腳接通；時鐘32K連接到J5用來產生相對碼）加入差分編碼器電路來傳輸二相DPSK信號，重做上述2的內容。（時鐘32K連接到NRZ3CLK）（一）PSK調制實驗（注：基帶信號由NRZ3連接到J3）二相BPSK調制器（注：必須把開關K2的1與2腳接通）（1）（即：時鐘1024K接到J1；開關K1的1與2腳接通）信號作輸入載波信號來觀察TP6~TP11各測量點的波形。TP1：PSK解調信號輸入波形TP2：PSK解調信號輸入波形（經過射極跟隨器）TP3：對PSK解調信號進行放大TP4：，用頻率計監(jiān)視測量點TP4上的頻率值有偏差時，此時，可調節(jié)W1和W2。當解調環(huán)路中解調的數字信息與發(fā)端的數字信息相位反相時，即相干信號相位和載波相位反相，則按一下按鍵開關SW1，強迫使它的置“1”端送入高電平，使電路Q端輸出為“1”，Q端輸出為“0”，迫使相干信號的相位與載波信號相位同頻同相，以消除相位誤差。② 該解調環(huán)電路結構簡單，整個載波恢復環(huán)路可全部采用模擬和數字集成電路實現。圖395 同相載波與正交載波波形圖396是同相正交解調環(huán)各點波形圖。這樣就完成了載波恢復的功能。4)電路：U9B與U10A（74LS74），并完成π/2相移相。74LS124的6腳為使能端，低電平有效，它開啟壓控振蕩器工作；，此時可調節(jié)RW1和RW2，用頻率計監(jiān)視測量點TP4上的頻率值。它的中心振蕩輸出頻率范圍從1Hz到60MHz，工作環(huán)境溫度在0~70。這樣經過兩鑒相器輸出的鑒相信號再通過有源低通濾波器濾掉其高頻分量，再由兩比較判決器完成判決解調出數字基帶信碼，由U6A構成的相乘器電路，去掉數字基帶信號中的數字信息。包括鑒相器1，鑒相器2，低通濾波器1，低通濾波器2，比較判決器1，比較判決器2，相乘器，環(huán)路濾波器，VCO壓控振蕩器，數字分頻移相器等電路組成。只有將UdUd2 經過基帶模擬相乘器相乘后，就可以去掉碼元信息，得到反映VCO輸出信號與輸入載波間的相位差的誤碼控制電壓，從而實驗現了對VCO壓控振蕩器的控制。圖394 二相（PSK、DPSK）信號輸入電路同相正交環(huán)鎖相環(huán)提取載波電路從圖392電原理方框圖中可知，在這種環(huán)路里，誤碼信號是由兩個鑒相器提供的。圖392是電原理框圖，圖393是電原理圖。近幾年來由于數字電路技術和集成電路的迅速發(fā)展，又出現了基帶數字處理載波跟蹤環(huán)，并且已在實際應用領域得到了廣泛的使用。載波恢復和位定時提取，是數字載波傳輸系統必不可少的重要組成部分。二相PSK（DPSK），數字基帶信號的碼元速率為32bit/s。圖389 差分編碼器電路圖 設輸入的絕對碼an為1110010碼，則經過轉碼器后輸出的相對碼bn為1110010，即圖3810是它的工作波形圖。相對碼（差分碼）是用基帶信號碼元的電平與前一碼元的電平有無變化來表示數字信息的，如規(guī)定：相對碼中有跳變表示1，無跳變表示0。DPSK是利用前后相鄰碼元對應的載波相對相移來表示數字信息的一種相移鍵控方式。如果這時傳輸的是經增量調制的編碼后話音數字信號，則并不影響話音的正?；謴?，只是在相位發(fā)生跳變的瞬間，有噪聲出現。在實際通信時參考基準相位的隨機跳變是可能發(fā)生的，而且在通信過程中不易被發(fā)現。在絕對相移方式，由于發(fā)端是以兩個可能出現的相位之中一個相位作基準的。理論分析和實際試驗證明：在恒參信道下，移相鍵控比振幅鍵控、頻率鍵控，不但具有較高的抗干擾性能，而且可更經濟有效地利用頻帶。圖387 差分編碼器電路上面已對絕對移相作了分析，那么相對移相的含義是什么？所謂相對移相，就是利用載波相位的相對值來傳遞信息，也就是利用前后碼元載波相位的相對變化來傳遞信息，所以也稱為“差分移相”。DPSK調制是采用碼型變換法加絕對調相來實現，即把數據信息源（如：偽隨機碼發(fā)生器輸出的偽隨機碼序列、增量調制編碼器輸出的數據信號或脈沖編碼調制PCM編碼器輸出的數字信號）作為絕對碼序列｛an｝，通過差分編碼器變成相對碼序列｛bn｝，然后再用相對碼序列｛bn｝，進行絕對移相鍵控，此時該調制的輸出就是DPSK已調信號。輸出π相載波，兩個模擬開關的輸出通過載波輸出控制開關K3合路迭加后輸出，即為二相PSK調制信號，波形如圖386所示。反之，當信碼為“0”碼時，模擬開關1的輸入控制端為低電平，模擬開關1截止。用來控制兩個同頻反相載波的通端。從圖可知。4066是一種4路雙向模擬開關，其中每一路引腳互相獨立。3．信碼反相器由U1：C（74LS04）組成。2．載波倒相器模擬信號的倒相通常采用運放作倒相器，在本實驗電路中，如圖385所示，電路由U4（LM318）、RR11組成，在運放的輸出端即可得到一個反相的載波信號，即π相載波信號。輸出信號送至載波信號轉換開關K1的1腳。下面對圖382中的電路作一分析：圖382 PSK移相鍵控調制實驗電原理圖圖383 二相PSK調制信號波形1． 內載波發(fā)生器 電路如圖384所示。因此，PSK技術在中、高速數據傳輸中得到了十分廣泛的應用。即移相鍵控PSK調制。絕對移相就是利用載波不同相位的絕對值來傳遞信息。它是利用載波相位的變化來傳遞數字信息的。圖381是二相PSK（DPSK）調制器電路框圖，圖382是它的電原理圖。5．掌握二相（PSK、DPSK）系統的主要性能指標的測試方法。3．掌握二相絕對碼與相對碼的碼型變換方法。實驗七 PSK移相鍵控調制及解調實驗 一、實驗目的1．掌握二相BPSK（DPSK）調制及解調的工作原理及電路組成。五、實驗報告1．測試FSK調制電路TP12～TP18各測量點波形，并作詳細分析。 TP9：FSK解調電路工作時鐘，正常工作時應為32KHz左右，頻偏不大于2KHz，若有偏差，可調節(jié)電位器R115或R117的。 4．測試FSK解調電路TP8～TP9各測量點波形，并作詳細分析。 2． 示波器雙蹤觀察數字信號發(fā)生模板的32KHz時鐘方波和FSK數字頻率解調實驗的TP9，調節(jié)R115，R117使其同步。TP18：FSK調制信號輸出。 TP17：F=2KHz的數字基帶信碼信號輸入，輸入碼元速率為2KHz的1110010碼。測量點說明： TP12：32KHz方波信號 TP13：16KHz方波信號 TP14：作為fc1=32KHz載頻信號，幅度不等時，可調節(jié)電位器R116。四、實驗步驟 （一）FSK調制實驗1．將數字信號發(fā)生模板上的32KHz、16KHz方波輸出分別聯接到FSK數字頻率調制實驗模板上的J12，J13；將數字信號發(fā)生模板模板上的NRZ3偽碼輸出聯接到FSK數字頻率調制實驗模板上的J17，偽碼時鐘選擇2K?？梢?，環(huán)路對32KHz載頻鎖定時輸出高電平，對16KHz載頻失鎖時就輸出低電平。TP8TP9TP10圖373 FSK解調原理波形圖當輸入信號為16KHz時，環(huán)路失鎖。再經過U14：C（74LS04）、U14：D（74LS04）整形電路反相后后從輸出信號插座J3輸出。圖372 FSK解調電路電原理圖由圖372可知，當鎖相環(huán)鎖定時，環(huán)路對輸入FSK信號中的32KHz載波處于跟蹤狀態(tài)，32KHz載波（正弦波）經輸入整形電路后變成矩形載波。從要求環(huán)路能快速捕捉、迅速鎖定來看，低通濾波器的通頻帶要寬一些；從提高環(huán)路的跟蹤特性來看，低通濾波器的通帶又要窄些。圖372中R114～R11C112主要用來確定壓控振蕩器的振蕩頻率。MC14046集成電路內有兩個數字式鑒相器（PDⅠ、PDⅡ）、一個壓控振蕩器（VCO），還有輸入放大電路等，環(huán)路低通濾波器接在集成電路的外部。解調器電原理圖如圖372所示。FSK集成電路模擬鎖相環(huán)解調器的工作原理簡單是十分簡單的，只要在設計鎖相環(huán)時，使它鎖定在FSK的一個載頻f1上，對應輸出高電平，而對另一載頻f2失鎖，對應輸出低電平，那末在鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可以得到解調的基帶信號序列。圖362 FSK調制電原理圖（二）FSK解調電路工作原理FSK集成電路模擬鎖相環(huán)解調器由于性能優(yōu)越、價格低廉，體積小。電路中的兩路載頻（ff2）由數字信號發(fā)生模板產生，經過J12，J13送入。當基帶信號為“1”時，模擬開關1打開，模擬開關2關閉，此時輸出f1=32KHz，當基帶信號為“0”時，模擬開關1關閉，模擬開關2開通。 （一）FSK調制電路工作原理FSK調制電原理框圖，如圖361，圖362是它的電原理圖。若兩個振蕩器頻率分別由不同的獨立振蕩器提供，它們之間相位互不相關，這就叫相位離散的數字調頻信號；若兩個振蕩頻率由同一振蕩信號源提供，只是對其中一個載波進行分頻，這樣產生的兩個載頻就是相位連續(xù)的數字調頻信號。數字調頻又可稱作移頻鍵控FSK，它是利用載頻頻率變化來傳遞數字信息。三、實驗原理數字頻率調制是數字通信使用較早的一種通信方式。3．掌握利用鎖相環(huán)實現FSK解調的原理和實現方法。3．寫出完成本次實驗后的心得體會以及對本次實驗的改進建議。五、實驗報告1．分析實驗電路的工作原理，敘述其工作過程。3．改變與S1(t)相連的偽碼碼型，重復上述實驗，注意觀測波形的變化。調節(jié)電位器RW2改變判決門限，直到在2ASK(out)(T8)處觀察到與基帶信號一致的波形。5．實驗結束，關閉電源。3．用示波器在2ASK(out)（T3）處觀測已調制信號波形，并記錄波形。2．將信號源輸出的峰峰值為5V、頻率為25kHz的正弦波信號連接到2ASK調制與解調模塊的f(t)（T1）輸入端，用作載波信號。本實驗中為了簡化實驗設備，在調制部分的輸出端沒有加帶通濾波器，并且假設信道是理想的，所以在解調部分的輸入端也沒有加帶通濾波器。抽樣判決用的時鐘信號就是2ASK基帶信號的位同步信號，該信號從“S2(t)”輸入，從數字信號發(fā)生模塊直接引入。電位器RW2用來調節(jié)電壓比較器U4的判決電壓。圖3 2ASK調制實驗框圖圖4 2ASK調制原理圖2）ASK解調電路解調實驗電路采用包絡檢波法，其實驗框圖和電路原理圖分別如圖圖6所示。（1）非相干解調方式（2）相干解調方式圖2 2ASK解調原理框圖3. 實驗原理