(精选)眼图观察测量实验
实验12 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：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12-1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12-1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12-2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。实验室理想状态下的眼图如图12-3 所示。
衡量眼图质量的几个重要参数有：
1．眼图开启度(U-2Δ U)/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2Δ U/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。
2．交叉点发散度Δ T/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。3．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。
在图12-3 中给出从示波器上观察到的比较理想状态下的眼图照片。本实验主要是完成PSK 解调输出基带信号的眼图观测实验。
四、各测量点和可调元件作用
底板右下侧“眼图观察电路”
W06：接收滤波器特性调整电位器。
P16：眼图观察信号输入点。
P17：接收滤波器输出升余弦波形测试点（眼图观察测量点）。
五、实验步骤
1．插入有关实验模块：
在关闭系统电源的情况下，按照下表放置实验模块：
模块名称放置位号
时钟与基带数据发生模块G
噪声模块E
对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。
2．信号线连接
使用专用导线按照下表进行信号线连接：
源端目的端连线作用
4P01（G）3P01（E）将待传输的码元数据送入高斯白噪声信道；3P02（G）P16（底板）将经过加噪后的信号送入眼图观察电路；3．加电
打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
4．实验内容设置
拨码器“4SW02”（G）设置为“00011”，4P01 产生32K 的 511 位m 序列；5．眼图观测
（1）用示波器的一根探头CH1 放在“4P02”（G）上，另一根探头CH2 放在“P17”（底板）上，选择示波器触发方式为CH1。
（2）调整示波器的扫描旋纽，则可观察到若干个并排的眼图波形。眼图上面的一根水平线由连1 引起的持续正电平产生，下面一根水平线由连0 码引起的持续的负电平产生，中间部分过零点波形由1.0 交替码产生。
无噪声眼图波形观察
（1）调节3W01（E）电位器，将3TP01 噪声电平调为0，使传输信道无噪声；（2）调整接收滤波器r() H （这里可视为整个信道传输滤波器() H ）的特性，使之构成一个等效的理想低通滤波器。观看眼图，调整电位器W06 直到眼图波形的过零点位置重合、线条细且清晰，此时的眼图为无码间串扰、无噪声时的眼图。在调整电位器W06 过程中，可发现眼图波形过零点线条有时弥散，此时的眼图为有码间串扰、无噪声时的眼图，并且线条越弥散，表示码间串扰越大；在调整过程中，还可发现W06 在多个不同位置，眼图波形的过零点都重合，由于 W06 不同位置，对应的不同特性，它正好验证了无码间串扰传输特性不是唯一的。 ()H有噪声时眼图波形观察调节3W01（E），逐渐增加噪声电平。在增大噪声电平的过程中，注意观察眼图的形状变化，分析噪声电平对眼图的影响，反过来通过不同状态的眼图，分析当前传输信道的噪声。
调整眼图电路参数后眼图观察
调节W06（底板）电位器，改变眼图信道传输滤波器的带宽，在调整过程中，分析信道带宽对眼图电路的影响，并结合眼图理论分析带宽、码间串扰
6. 关机拆线
实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。
六、实验报告要求
1．分析电路的工作原理，叙述其工作过程。
2．叙述眼图的产生原理以及它的作用。
答：
实验13 数字频率合成实验
一、实验目的
1．加深对基本锁相环工作原理的理解；
2．熟悉锁相式数字频率合成器的电路组成与工作原理。
二、实验仪器
1．数字频率合成模块，位号：B
2．时钟与基带数据发生模块，位号：G
3．100M 双踪示波器1 台
三、实验原理
1．锁相环的构成及工作原理
（1）锁相环的基本组成图13-1 是锁相环的基本组成方框图，它主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）组成。
①压控振荡器（VCO）
VCO 是本控制系统的控制对象，被控参数通常是其振荡频率，控制信号为加在VCO 上的电压。所谓压控振荡器就是振荡频率受输入电压控制的振荡器。
②鉴相器（PD）
PD 是一个相位比较器，用来检测输出信号0 V （t）与输入信号i V （t）之间的相位差(t)，并把 (t)转化为电压V (t) d 输出，V (t) d 称为误差电压，通常V (t) d 作为一直流分量或一低频交流量。
③环路滤波器（LF）
LF 作为一低通滤波电路，其作用是滤除因 PD的非线性而在V (t) d 中
产生的无用组合频率分量及干扰，产生一个只反映(t)大小的控制信号V (t) C 。
4046 锁相环芯片包含鉴相器（相位比较器）和压控振荡器两部分，而环路滤波器由外接阻容元件构成。
（2）锁相环锁相原理
锁相环是一种以消除频率误差为目的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差。按照反馈控制原理，如果由于某种原因使VCO 的频率发生变化使得与输入频率不相等，这必将使V (t) O 与V (t) i 的相位差(t)发生变化，该相位差经过PD 转换成误差电压V (t) d 。此误差电压经过LF滤波后得到V (t) c ，由V (t) c 去改变VCO 的振荡频率，使其趋近于输入信号的频率，最后达到相等。环路达到最后的这种状态就称为锁定状态。当然由于控制信号正比于相位差，即V (t) d 正比于（t），因此在锁定状态，（t）不可能为零，换言之，在锁定状态V (t) O 与V (t) i 仍存在相位差。虽然有剩余相位误差存大，但频率误差可以降低到零，因此环路锁定时，压控振荡器输出频率O F 与外加基准频率（输入信号频率）i F 相等，即压控振荡器的频率被锁定在外来参考频率上。
3．数字频率合成器的基本工作原理
频率合成技术是现代通信对频率源的频率稳定度与准确度，频谱纯度及频带利用率提出越来越高的要求的产物。它能够利用一个高稳标准频率源（如晶体振荡器）合成出大量具有同样性能的离散频率。
直接式锁相频率合成器构成如图13-2 所示。图中fR 为高稳定的参考脉冲信号（如晶体振荡器输出的信号），压控振荡器（VCO）输出经N 次分频后得到频率为fN 的脉冲信号。fR 和fN 在鉴相器（PD）进行比较，当环路处于锁定状态时，则：
数字锁相环频率合成器原理图如图13-3，35U02（4046）锁相环的功能框图如图13-4 所示， 35U02（MC14522）、35U03（MS14522）构成二级可预置分频器，35U02.35U03 分别对应着总分频比N 的十位、个位分频器。模块上的两个4 位红色拨动开关35SW01.35SW02 分别控制十位数、个位数的分频比，它们以8421BCD 码形式输入。拨动开关往上拨为“1”，往下拨为“0”。使用时按所需分频比N 预置好35SW01.35SW02 的输入数据，例如N=7 时，35SW01 置“0000”，35W02 置“0111”；N=17 时，35SW01 置“0001”，35SW02 置
“0111”。但是应当注意，当35SW02 置“1111”时，个位分频比N1=15，如果35SW01 置“0001”时，此时的总分频比为N=25。因此为了计算方便，建议个位分频比的预置不要超过9。
当程序分频器的分频比N 置成1，也就是把35SW01 置“0000”，35SW02 置成“0001” 状态。这时，该电路就是一个基本锁相环电路。当二级程序分频器的N 值可由外部输入进行编程控制时，该电路就是一个锁相式数字频率合成器电路。
外引线排列管脚功能简要介绍:
第1 引脚（PDO3）：相位比较器2 输出的相位差信号，为上升沿控制逻辑。
第2 引脚（PDO1）：相位比较器1 输出的相位差信号，它采用异或门结构，即鉴相特性为PDO1=PDI1PDI2
第3 引脚（PDI2）：相位比较器输入信号，通常PD 为来自VCO 的参考信号。第4 引脚（VCOO）：压控振荡器的输出信号。
第5 引脚（INH）：控制信号输入，若INH 为低电平，则允许VCO 工作和源极跟随器输出：若INH 为高电平，则相反，电路将处于功耗状态。
第6 引脚（CI）：与第7 引脚之间接一电容，以控制VCO 的振荡频率。
第7 引脚（CI）：与第6 引脚之间接一电容，以控制VCO 的振荡频率。
第8 引脚（GND）：接地。
第9 引脚（VCOI）：压控振荡器的输入信号。
第10 引脚（SFO）：源极跟随器输出。
第11 引脚（R1）：外接电阻至地，分别控制VCO 的最高和最低振荡频率。
第12 引脚（R2）：外接电阻至地，分别控制VCO 的最高和最低振荡频率。
第13 引脚（PDO2）：相位比较器输出的三态相位差信号，它采用PDI1.PDI2 上升沿控制逻辑。
第14引脚（PDI1）：相位比较器输入信号，PDI1输入允许将0.1V左右的小信号或方波信号在内部放大并再经过整形电路后，输出至相位比较器。
第15引脚（VI ）：内部独立的齐纳稳压二极管负极，其稳压值V≈5～8V，若与TTL电路匹配时，可以用来作为辅助电源用。
第16引脚（VDD ）：正电源，通常选+5V，或+10V，+15V。
四、各测量点及可调元件的作用
35SW01：分频比的十位数设置开关，以8421 BCD码形式输入。
35SW02：分频比的个位数设置开关，以8421 BCD码形式输入。
35P01：VCO输入参考信号铆孔，即相位比较器输入信号。
35TP01：相位比较器输入信号，通常PD为来自VCO的参考信号。
35P02：VCO压控振荡器的输出信号铆孔。
五、实验内容及步骤
1．插入有关实验模块
在关闭系统电源的情况下，按照下表放置实验模块：
对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。
2．信号线连接
使用专用导线按照下表进行信号线连接：
4．加电
打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
5．实验内容设置
使DDS信号源工作在“抽样”功能，即“D04D03D02D01”=0001，DDS信号源的抽样脉冲输出端（P09）默认输出10K的脉冲信号，占空比为50%。
5．锁相环锁定状态测量
（1）设35SW01=0000、35SW02=0001，35SW01.35SW02分别对应着总频比N的十位、个位分频器，则程序分频器的分频比N＝1，。
（2）双踪示波器探头分別接至35P01.35P02，观测两点波形，两信号相位和频率完全一致则说明锁相环频率锁定；
6．相位抖动（相位噪声）特性测量
（1）调整示波器扫描宽度，使示波器宽度大约容纳 1.5 个基准频率（25P01）波形，观察频率锁定时两信号上升沿是否对齐。
（3）仔细观察会发现，锁定后的信号（25P02）上升沿有抖动，测量其抖动时间长度，并记录。
（3）计算上升沿抖动与基准频率一个时钟周期的比值，该值的一半即为锁相环
的时钟抖动。
7．调整信号脉冲观测
（1）用示波器分别观测35P01 和35TP01，其中35TP01 为锁相环的调整信号脉冲。
（2）调整35SW01.35SW02 的值观察35TP01 的变化。
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。本实验中，位同步提取的方法是从二相PSK(DPSK)信号中，对解调出的数字基带信息再直接提取恢复出位同步信号。图4-1是位同步恢复与信码再生电路方框图,图4-2是电原理图。
(精品)实验四数字解调与眼图解析
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，抽样脉冲（位同步信号）稍不理想就会造成误码。电位器R39用来调节判
光纤通信第二次实验
题目实验一：数字光收端机的灵敏度及动态范围的测量；实验二：CMI编译码、5B6B编码原理及光传输实验；实验三：加扰、解扰原理及光传输实验；实验四：光纤信道眼图观察 学生姓名________ _____ ____ ___________ 课程____________光纤通信 ______________ 学号____________ _____________ 专业______________通信工程________________
目录 一、实验一：《数字光收端机的灵敏度及动态范围的测量》 ································P2-4二、实验二：《CMI编译码、5B6B编码原理及光传输实验》 ································P5-8三、实验三：《加扰、解扰原理及光传输实验》 ································P9-11四、实验四《光纤信道眼图观察》 ·······························P12-14五、附录——《原始数据报告单》 ·······························P15
实验1 数字光收端机的灵敏度及动态范围的测量 一、实验目的 1.熟悉数字光收端机灵敏度及动态范围的概念 2.掌握数字光收端机灵敏度及动态范围的测试方法 二、实验仪器 1.光纤通信实验箱 2.20M 双踪示波器 3.光功率计（FC-FC 单模尾纤） 4.可调衰减器（FC-FC ） 5.信号连接线 2根 三、理论原理及测量方法 1.灵敏度 灵敏度是指在保证一定的误码率前提下，光接收机所允许接收的最小光功率。灵敏度的单位为分贝毫瓦（dBm ）。 测量方法:通常理想下，是根据判断接收端机的信号输出是否存在超过误码率范围时，测得此时接收端接收的最小光功率。然而，理想情况通常难以实现，比如采用PN 随机序列时，光功率变化范围难以固定，不易于测量最低值。在本次实验中，采用固定码型进行光信号输入，利用光衰减器模拟信号传输过程中的功率衰减，当衰减系数恰好使接收端五信号波形时，测得此时功率大小，得到灵敏度值。 2.动态范围 光收端机的动态范围是指在保证一定的误码率前提下，光接收机所允许接收的最大和最小光功率之比的分贝数。其计算公式如下： min max 10P P Lg D （dB ） 测量方法：理想情况下，是根据采用最大光功率输入（例如采用“全1码”时，功率了最大）比上满足误码率范围的输入最小值（灵敏度）来求得动态范围D 。在本次实验中，由于“全1码”难以通过示波器观察分辨，于是采用10101010码进行求的，其动态范围可以根据其输入最大值与最小值之比得到，动态范围特性不变。 四、实验步骤 1.按照以下原理电路图，连接好各个器件。
眼图的定义与测量方法
眼图的测量 内容提要：本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇，从四个方面介绍了眼图测量的相关知识：一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基 于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基 于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完 整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图 是可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老 板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然 没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地 专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，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，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 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，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，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，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能
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。 五、实验总结 通过本次眼图实验，我们对数字信号的质量和稳定性有了更深入的了解。眼图 作为一种常用的电信测量工具，可以帮助我们评估信号的质量，分析信号的噪 声和时钟抖动等问题。 在实验中，我们学会了使用示波器观察眼图，并通过观察眼图的开放区域和边 界线，判断信号的质量和稳定性。通过实验结果的分析，我们可以进一步了解 信号的特点和问题，并采取相应的措施进行改进和优化。 总的来说，眼图实验是一种简单而有效的方法，可以帮助我们更好地了解数字 信号的特性。通过不断的实验和分析，我们可以提高对数字信号的认识，为实
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。 （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于判决门限电平。 （5）在抽样时刻上，眼图上下两阴影区的间隔距离的一半为噪声容限，若噪声瞬时值超过它就会出现错判。 （6）眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小，即过零点失真的变动范围；它对利用信号零交点的平均位置来提取定时信息的接收系统来说影响定时信息的提取。 四、实验步骤
眼图测量的概念
眼图测量的概念 眼图测量是一种用于分析和评估数字通信系统的技术。在数字通信中，信息以数字信号的形式传输，而数字信号由一系列离散的样本组成。眼图测量通过显示和分析这些样本的时域波形，从而提供关于系统性能的重要信息。 在眼图中，每个数字信号样本被绘制为一个脉冲，这些脉冲被垂直堆叠在一起形成一个图像，类似于一个开放的眼睛。每个脉冲代表着一个时刻的信号状态，而整个眼图则显示了多个时刻的信号状态的叠加。通过观察眼图的形状、宽度和高度等特征，可以获得关于系统的多种信息。 眼图主要提供以下几个方面的信息： 1. 时基抖动：眼图的开口宽度可以反映系统的时基抖动性能。时基抖动是由于时钟不准确或传输路径中的噪声引起的，它会导致样本位置的不确定性。如果眼图的开口很窄，意味着系统中存在较大的时基抖动，这可能会导致信号误码率的增加。 2. 眼图的对称性：眼图的对称性可以反映系统的码间干扰情况。如果眼图两边的形状不对称，即开口宽度不一致，可能表明系统中存在码间干扰或码间失配。码间干扰会导致信号间的互相干扰，增加误码率。 3. 眼图的噪声水平：眼图的噪声水平可以反映系统的噪声性能。噪声会导致信
号波形的不规则性和抖动，从而影响系统的可靠性和性能。通过观察眼图的噪声水平，可以评估系统的抗噪声性能。 4. 采样时刻偏移：眼图可以显示信号采样时刻的偏移情况。采样时刻偏移会导致信号样本的错位，从而影响信号的恢复和解调。通过观察眼图的采样时刻偏移情况，可以判断系统是否存在采样时刻同步问题。 除了以上几个方面的信息，眼图还可以用于估计信号的传输带宽、检测系统中的串扰和非线性等问题。通过对眼图的仔细分析，可以发现可能存在的问题，并采取相应的调整和优化措施，以提高系统的性能和稳定性。 眼图测量可以使用专用的示波器、时钟回路、采样仪等设备进行。这些设备可以通过触发和同步功能来捕获和显示眼图。通过调整样本时钟、增加采样速率、降低噪声等措施，可以改善眼图的质量和可读性，并获得更准确的眼图测量结果。 总之，眼图测量是一种重要的技术工具，用于评估数字通信系统的性能。通过观察眼图的形状、宽度、高度和对称性等特征，可以获取关于系统时基抖动、码间干扰、噪声水平和采样偏移等方面的信息。这些信息可用于分析系统的稳定性、可靠性和性能，并帮助优化系统设计和调整参数，以提高通信系统的质量和性能。
实验六位同步
实验六数字同步技术 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 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。通信系统能否有效可靠地工作，在很大程度上依赖于有无良好的同步系统，同步的不良将会导致通信质量的下降，甚至完全不能工作。通常有四种同步方式：即载波同步、位同步（码元同步）、群同步（帧同步）和网同步（通信网中用）。在本实验中主要分析位同步。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（插入导频法）。另一类是自同步法（直接法）。 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。不论采用哪种方式，对正常的信息传输来说，同步都是非常必要的，因为只有收、发之间建立了同步才能开始传输信息。本实验中，位同步提取的方法是从二相PSK(DPSK)信号中，对解调出的数字基带信息再直接提取恢复出位同步信号。图11-1是位同步恢复与信码再生电路方框图,图11-2是电原理图。 1.带通滤波与全波整流电路 设计该电路时，以数字基带码元速率为32Kbit/s为例，数字基带信号由测量点TP705输入，经过电解电容E701与电阻R717进入该电路，带通滤波器由U710组成，测量点TP706为眼图测量点，利用二踪示波器的YB通道测量TP303或TP705，YA通道测量TP706时，调节示波器相应的开关与旋钮，就可以测量出眼图信号来。关于眼图的具体测量在后面再作进一步的介绍。由运算放大器U711∶C组成全波整流电路。
基带信号眼图实验实验报告
通信原理实验报告实验名称：数字基带信号的眼图实验 实验时间： 2012年12月11日 指导老师：应娜 学院：计算机学院 班级：11052411（网络工程） 学号：11054110 姓名：龚泽鑫
一、实验名称 数字基带信号的眼图实验 二、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。 三、实验步骤 1、程序框架 图3-4 程序框架 首先，产生M进制双极性NRZ码元序列，并根据系统设置的抽样频率对该NRZ码 元序列进行抽样，再将抽样序列送到升余弦滚降系统，最后画出输出码元序列眼图。 2、参数设置 该仿真程序应具备一定的通用性，即要求能调整相应参数以仿真不同的基带传输系统，并观察输出眼图情况。因此，对于NRZ码元进制M、码元序列长度Num、码元速率Rs，采样频率Fs、升余弦滚降滤波器参考码元周期Ts、滚降系数alpha、在同一个图像窗口内希望观测到的眼图个数Eye_num等均应可以进行合理设置。 四、数据分析 (1)部分程序分析： alpha=0.2; %设置滚降系数，取值范围在[0,1] Ts=1e-2; %升余弦滚降滤波器的参考码元周 %期, Ts=10ms,无ISI。 % Ts=2*(1e-2); %Ts=20ms,已经出现ISI（临界点） % Ts=5*(1e-2); %Ts=50ms,出现严重ISI Fs=1e3; %采样频率，单位Hz。注意：该数 %值过大将严重增加程序运行时间 Rs=50; %输入码元速率，单位Baud % M=2; M=4; %输入码元进制
眼图观察实验
眼图观察实验 实验九眼图观察实验 实验内容 1、PN码/CMI码的眼图。 2、噪声、码间干扰对眼图的影响。 3、眼图的垂直张开度与水平张开度。 一、实验目的 1、熟悉基带信号的眼图观察方法。 2、学会用眼图判断数字信道的传输质量。 3、分析眼图的垂直张开度与水平张开度。 二、眼图观察电路 眼图是在同步状态下，各个周期的随机信码波形，重叠在一起所构成的组合波形。其形状类似一只眼睛故名眼图。其形成是由于人眼的视觉暂留作用把随机信号在荧屏上反复扫描的波形复合起来。眼图是用来观察数字传输系统是否存在码间干扰的最简单、直观的方法。将示波器置于外同步状态，平台的输出时钟接往示波器的通道1，伪随机码接往示波器的通道2，缓慢调整示波器的“同步”旋钮，当时钟与信码的相位同步时即可在示波器屏幕上观察到眼图。眼图的垂直张开度反映信码幅度的变化量，可用来表示系统的抗噪声能力，垂直张开度越大，抗噪声能力越强。水平张开度则反映信码的码间干扰。水平张开度越大，表示信码的码间干拢越小。垂直张开度与水平张开度越大，越有利于信码再生器的判决，还原出来信码的误码率就越小。 Vt11垂直张开度E= 水平长开度E1= 0tV22 V V 12 t 1 t 2
图9-1 模型化眼图 平台上专门设置有眼图观察电路，它是一级由运算放大器和RC网络组成的低 通滤波器，把输入数字信号的高频分量滤除，得到一个模拟的升余弦波，以获得眼图观察效果。输入的PN码数字信号由U101 CDLD可编程模块二内的数字信号产生电路产生，经过 U101 CPLD可编程模块二 70 CMI码 34 产生电路 35 5 36 31 PN2 2KB/S PN 32 码产生电路 CMIOUT CMI MCMI 数字信号眼图 FCMI 测试点测试点 TP902 TP903 HPN2 FPN2 眼 HPN2 CMI码 1 图 HPN32 2 PN32 3 K02 观 FPN32 察 HC1 1KHz方波电产生电路 FC1 路 HC2 FC2 32KHz方波产生电路 U301 U302 FPGA可编程模块一 39 CMI码产生电路 47 2KB/S PN 码产生电路 48 32KB /S PN 码产生电路 ? ? ? ? 图9-2 眼图观察方框图 ? ? FPGA/CPLD模块选择开关K01和PN码/CMI码选择开关K02的3~2送入眼图观察电路。 在进行眼图分析时还可用跳线选择其它数字信号，输入眼图观察电路。图9-2 是眼图观察电 路(包括信号源在内)的方框图。图9-3是眼图观察电路图。 图9-2中U301、U302 FPGA可编程模块是供学生编程使用的，学生可以在计算机上编程用软件下载方法在U302中产生各种数字信号，信号输出的引脚已连接FPGA/CPLD可编程模块选择开关K01的对应引脚。 TP902+12V TP9031 1 11 4R902 U901AE902100 TL084GND10uF K901R903 47KR9043PINE90131CMIOUT- 12V10uF147K223PN32C90291P TP901 1
实验一 眼图实验
实验十六眼图实验 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、实验内容 一个实际的基带传输系统，尽管经过了十分精心的设计，但要使其传输特性完全符合理想情况是困难的，甚至是不可能的。因此，码间干扰也就不可能完全避免。码间干扰问题与发送滤波器特性、信道特性、接收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非常困难，尤其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非常繁杂的。 下面我们介绍能够利用实验手段方便的估计系统性能的一种方法。这种方法的具体做法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。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波形，因为在传输二进制信号波形时，它很像人的眼睛。 为了说明眼图和系统性能之间的关系，我们把眼图简化为一个模型，如图16-1所示。该图表述下列意思：
. 图16-1 眼图的模型 （1）最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻； （2 ）对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越陡，对定时误差就越灵敏； （3）图的阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围； （4）图中央的横轴位置对应判决门限电平； （5）在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限（或称噪声边际），即若噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。 眼图观测的波形如下图所示： 眼图是在同步状态下，各个周期的随机信码波形重叠在一起所构成的动态波形图，其形状类似一个眼睛故名眼图，它是用于观察是否存在码间干扰的最简单直观的方法。 实际上眼图就是随机信号在反复扫描的过程中叠加在一起的综合反应。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。
数字通信实验
实验一：数字基带传输系统眼图观察 1.实验目的 1.观察数字基带传输系统中的各模块的信号波形，深入理解奈奎斯特第一 定理； 2.观察发送端和接收端的眼图，理解眼图在数字基带传输系统中的作用2.实验原理 数字基带传输系统模型 数字基带信号的常用码型的形状常常画成矩形，而矩形脉冲的频谱在整个频域是无穷延伸的。由于实际信道的频带是有限的而且有噪声，用矩形脉冲作传输码型会使接收到的信号波形发生畸变，所以这一节我们寻找能使差错率最小的传输系统的传输特性。 一个典型的数字基带信号传输系统模型如下 图1：数字基带信号传输系统模型 图 1 中，基带码型编码电路的输出是携带着基带传输的典型码型信息的δ脉冲或窄脉冲序列{an}，我们仅仅关注取值：0、1 或± 1 ；发送滤波器又叫信道信号形成网络，它限制发送信号频带，同时将{an}转换为适合信道传输的基带波形；信道可以是电缆等狭义信道也可以是带调制器的广义信道，信道中的窄带高斯噪声会给传输波形造成随机畸变；接收滤波器的作用是滤除混在接收信号中的带外噪声和由信道引入的噪声，对失真波形进行尽可能的补偿（均衡）；抽样判决器是一个识别电路，它把接收滤波器输出的信号波形 y(t)放大、限幅、整形后再加以识别，进一步提高信噪比；码型译码将抽样判决器送出的信号还原成原始信码。 3.实验步骤 1.编程实现数字基带传输系统，通过调节升余弦滚降系数来观察系统中 各个部分的信号波形。 2.观察发送端和接收端的眼图，并进行比较。 4.实验内容 实验程序 clear all global dt t f df N T %全局变量 close all N=2^13; %采样点数 L=64; %每码元的采样点数 M=N/L; %码元数 Rb=2; %码速率是 2Mb/s Ts=1/Rb; %码元间隔 dt=Ts/L; %时域采样间隔
通信原理实验(1-8)
通信原理 实验报告 学院：信息工程学院 专业：通信工程 学号：6 姓名：李瑞鹏
实验一 带通信道模拟及眼图实验 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、实验器材 1、 主控&信号源、9号、13号、17号模块 各一块 2、 双踪示波器 一台 3、 连接线 若干 三、实验原理 1、实验原理框图 带通信道模拟框图 2、实验原理框图 带通信道是将直接调制的PSK 信号和经过升余弦滤波后调制的PSK 信号送入带通信道，比较两种状况的眼图。然后，改变带通信道的带宽重复观测。 四、实验步骤 概述：该项目是通过分别改变噪声幅度和带通信道频率范围，观测信道的眼图输出变化情况，了解和分析信道输出原因. 1、关电，按表格所示进行连线。 2PSK 调制信号 加升余弦滤波的带通信道模拟
【250KHz~262KHz带通信道】。 3、此时系统初始状态为：PN15为8K。 4、实验操作及波形观测。 （1）以CLK时钟信号为触发源对比观测LPF-BPSK观测点，观察输出眼图波形。 （2）调节17号板W1噪声幅度调节，调节噪声幅度，观察眼图波形变化。17号模块测试点TP4可以观察添加的白噪声。 （3）在主控菜单中改变带通信道频率范围，观察输出眼图变化，并分析原因。 五、实验报告 1、完成实验并思考实验中提出来的问题。 2、分析实验电路工作原理，简述其工作过程。 3、整理信号在传输过程中的各点波形。
实验二 HDB3码型变换实验 一、实验目的 1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。 2、掌握HDB3码的编译规则。 3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。 二、实验器材 1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、HDB3编译码实验原理框图 HDB3编译码实验原理框图 2、实验框图说明 我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B 的极性与A相同。实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。 同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。传号A的识别方法是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。 四、实验步骤 实验项目一HDB3编译码（256KHz归零码实验） 概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。 1
实验6.数字基带信号的眼图实验
实验六 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()n s n a t nT δ-∑,s T 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 ()n s n a 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,s s 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 s i H H H H T T T T T πππ π ωωωωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫ +=-+++=≤ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ∑ 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≤≤. 所对应的其冲激响应为： ()222sin cos()()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - 3-6 此时频带利用率降为2/(1)Baud/Hz α+,这同样是在抽样值无失真条件下,所能达到的最 高频率利用率.换言之,若输入码元速率' 1/s s R T >,则该基带传输系统输出码元会产生码间
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：
潜望镜测距法实验报告
潜望镜测距法实验报告 潜望镜测距法实验报告 实验目的： 1. 了解潜望镜测距法的原理和方法； 2. 学会使用潜望镜进行测距； 3. 掌握数据处理和分析的方法。 实验仪器： 1. 潜望镜； 2. 测距杆。 实验原理： 潜望镜测距法通过测量目标物体在两个不同的位置被潜望镜所观察到的角度，进而利用三角函数的关系计算出目标物体与观察者之间的距离。 实验步骤： 1. 将潜望镜调整到视线水平的状态，观察一个高度已知的目标物体，并记录下该目标物体与地面的角度； 2. 更改观察位置，使得目标物体能够在两个不同位置观察到，并记录下两次观察到的角度； 3. 根据目标物体与地面的角度和两次观察到的角度，利用三角函数的关系计算出目标物体与观察者之间的距离。 实验结果： 1. 观察位置1：潜望镜观察到目标物体的角度为30°；
2. 观察位置2：潜望镜观察到目标物体的角度为45°； 3. 目标物体与地面的角度为60°； 4. 根据三角函数的关系，利用公式计算出目标物体与观察者之间的距离为d = h/（tanα - tanβ）= h/（tan60° - tan30°）。 实验讨论与分析： 1. 实验中使用的潜望镜和测距杆的准确度和精度会对最终测量结果产生影响； 2. 观察位置的选择也会对测量结果产生影响，应尽可能选择合适的位置进行观察； 3. 数据处理时应注意单位的转换，确保使用相同的单位进行计算； 4. 实验中对目标物体与地面的角度进行了测量，可以更准确地计算出目标物体与观察者之间的距离。 结论： 通过潜望镜测距法，我们可以利用测量出的角度计算出目标物体与观察者之间的距离。实验中我们观察到目标物体的角度为30°和45°，并且知道目标物体与地面的角度为60°，利用三角函数的关系计算出目标物体与观察者之间的距离。在实际应用中，潜望镜测距法可以用于测量远距离目标物体的距离，具有一定的实际意义。
高速电路设计实验之ADS--实验八 眼图观察
實驗八眼圖觀察 ㄧ、原理說明 高速電路產品的發展現況及其傳輸速度，很清楚顯示已經進入gigabit時代了，訊號傳輸的穩定性變得很重要，如何觀察其穩定性呢？目前廣泛使用的技術為眼圖或抖動(jitter)的量測，利用眼圖來觀測訊號的品質。影響訊號傳輸品質的因素很多，其中傳輸線的損耗影響很大，特別是gigabit訊號的傳輸，以下就模擬設計一個有損耗之傳輸線，經由傳送不同之距離觀測其眼圖特性即可清楚知道其訊號傳輸品質的好壞。如下左(50cm)右(5cm)兩圖，可清楚知道右圖之訊號傳輸品質比左圖好，其眼睛張的比較大，訊號上升或下降時間比較正常。
二、下面在ADS中建立一個新的模擬Project “eye_diagram” 從Window XP 工具列中 開始 程式集 Advanced Design System 2005A 點選Advanced Design System 選項，開啟ADS主視窗。 ADS主視窗 在ADS主視窗中點選進入資料夾C:/users/default/ ，如下
圖所示 在default資料夾上點選兩下，立即進入default資料夾內，如下圖所示
在功能表上選擇【File】 【New Project】 開啟建立【New project】的視窗，如下圖所示 在【Name】c:\users\default\下鍵入eye_diagram，如下圖所示
按ok鍵，進入【eye_diagram】資料夾中；一併開啟Schematic 視窗，如下圖所示 在schematic視窗中點選功能表中【File】>【Save Design】
眼图观察测量实验
实验12 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：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12-1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12-1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12-2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