M序列发生及眼图观测实验
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。
光纤通信实验报告
2．了解电话呼叫接续过程；3．掌握电话呼叫时的各种可闻信号音的特征； 4．了解记发器的工作过程； 5．掌握PCM 编译码原理；6．了解双光纤全双工通信的组成结构。
二、实验仪器1．光纤通信实验箱 2．20M 双踪示波器3．FC-FC 单模光跳线 2根 4．小型电话单机 2部 5．铆孔连接线 若干三、基本原理本实验系统主要由两大部分组成：电端机部分、光信道部分。
电端机由电话用户接口电路A 、PCM 编译码A 、记发器电路、PCM 编译码B 、电话用户接口电路B 等组成，光信道为双光纤通信结构。
电话语音信号的光纤传输，可以有多种方式，一种是原始语音信号，经过光纤直接进行传输；另一种方式是先把话音信号数字化，然后再经过光纤传输，目前使用最多的是PCM 编译码方式。
下面先介绍本实验平台上两路电话电路接口示意图。
图7.1.1 电话用户A 、B 结构示意图图7.1.2 电话用户A 、B 模拟光传输结构示意图（A 到B 单工）P601用户A用户BP804激光/探测器P201P205PCM 编码 PCM译码TP801/802P801P802P804用户B ：49P803PCM 编码 PCM译码P601P602P603P604TP601用户A ：48图7.1.3数字电话光纤通信基本组成结构示意图（一）电话接口电路原理介绍用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface Circuit —SLIC ）。
任何交换机都具有用户线接口电路。
根据用户电话机的不同类型，用户线接口电路（SLIC ）分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。
模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成。
在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSHCT 功能中过压保护由外接元器件完成，编解码器部分另单成一体，集成为编解码器（CODEC ），其余功能由集成模拟SLIC 完成。
眼图观测实验 光纤通信_实验5实验报告
课程名称：光纤通信实验名称：实验5 眼图观测实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：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、实验内容1、观测数字光纤传输系统中的眼图张开和闭合效果。
2、记录眼图波形参数，分析系统传输性能。
三、实验器材1.主控&信号源模块2.25号光收发模块3.示波器四、实验原理1、实验原理框图眼图测试实验系统框图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。
眼图测试方法框图●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：八种状态示意图眼图合成示意图如下所示：眼图合成示意图一般在无串扰等影响情况下从示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近。
●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
实验一、PCM编译码实验实验步骤1. 准备工作：加电后，将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM编码状态。
2. PCM串行接口时序观察（1）输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。
分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。
（2）抽样时钟信号与PCM编码数据测量：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。
分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。
3. PCM编码器（1）方法一：（A）准备：将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。
（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。
分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。
分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。
（2）方法二：（A）准备：将输入信号选择开关K501设置在测试位置，将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号（左端）。
此时由该模块产生一个1KHz的测试信号，送入PCM编码器。
（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以内部测试信号（TP501）做同步（注意：需三通道观察）。
分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。
4. PCM译码器（1）准备：跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号。
此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。
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。
光纤通信实验
实验地点：信息楼10314在实验过程中注意以下几点：1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。
2、光电器件是静电敏感器件，请不要用于触摸。
3、做完实验后请将光纤用相应的防尘帽罩住。
4、在使用信号连接导线时应捏住插头的头部进行插拔，切勿直接拽线。
5、不能带电进行信号连接导线的插拔！6、光纤器件属易损件，应轻拿轻放，插光纤的时候要先对准，用力要轻，切忌倾斜、用力过大或弯折。
7、实验完成后整理好设备、接线。
实验光接收机的动态范围及眼图观测一、实验目的1.了解光收端机动态范围的指标要求。
2.掌握光收端机眼图的观测方法。
二、实验内容1.了解光收端机眼图的观测方法。
2.用示波器观察眼图。
三、实验仪器1.光纤通信实验系统1台。
2.示波器1台。
3.万用表1部。
4.光纤跳线1根。
四、实验原理（一）动态范围在实际的光纤通信线路中，光接收机的输入光信号功率是固定不变的，当系统的中继距离较短时，光接收机的输入光功率就会增加。
一个新建的线路，由于新器件和系统设计时考虑的富余度也会使光接收机的输入光功率增加。
为了保证系统的正常工作，对输入信号光功率的增加必须限制在一定的范围内，因为信号功率增加到某一数值时将对接收机性能产生不良影响。
在模拟通信系统中，输入信号过大将使放大器超载，输出信号失真，降低信噪比。
在数字通信系统中，当输入信号功率增加到某一数值时，将使系统出现误码。
应该指出，在 数字通信系统中，放大器输出信号的失真在测试时应与模拟系统区别开来。
为了保证数字通信系统的误码特性，光接收机的输入光信号只能在某一定范围内变化， 光接收机这种能适应输入信号在一定范围内变化的能力称为光接收机的动态范围，它可以表 示为：D = 10lg —max（dB ）min 式中，Pmax 是光接收机在不误码条件下能接收的最大信号平均光功率；Pmin 是光接收 机的灵敏度，即最小可接收光功率。
一般来说，要求光接收机的动态范围大一点较好，但如 果要求过大则会给设备的生产带来一些困难。
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。
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实验八 M序列发生及 眼图观测实验
【实验性质】：验证性实验
2020/2/19
通信工程专业实验室 1
实验八 M序列发生及眼图观测实验
一、实验目的
1、掌握M序列等伪随机码的发生原理。 2、了解伪随机码在通信电路中的作用。 3、掌握眼图的观测。
2020/2/19
通信工程专业实验室2
an
1、M序列
an－1
an－2
an－3
an－4
输出
当初始状态改为1011时，反馈逻辑 an an2 an4
n级线性反馈移位寄存器的输出序列是一个周期 序列，周期的长度由三个条件决定：
（1）移位寄存器的级数 （2）线性反馈逻辑 （20230）/2/1初9 始状态
通信工程专业实验室11
实验八 M序列发生及眼图观测实验
n级线性反馈移位寄存器的输出是一周期序列，其 周期长短取决于移位寄存器的级数、线性反馈逻辑 和初始状态。
若周期最长，则初始状态非全0即可，关键是线性 反馈逻辑。
2020/2/19
通信工程专业实验室6
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
1、M序列
反馈逻辑符合下式：
an an3 an4
该移位寄存器的状态具有周期性，且周期长度为15。设 初始状态为0001，则得到的序列为：
an4 000100110101111
2020/2/19
通信工程专业实验室7
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
1、M序列
移位时 钟节拍
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2020/2/19
通信工程专业实验室4
实验八 M序列发生及眼图观测实验
三、实验仪器仪表
2020/2/19
通信工程专业实验室5
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
1、M序列
m序列是一种最常见的伪随机序列，它是最长线性 反馈移位寄存器序列的简称，并具有最长周期。
• 任何一级寄存器的输出，在脉冲的触发下，都会 产生一寄存器序列。
通信工程专业实验室 x19+x5+x2+x+1
14
x20+x3+1
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
1、M序列
4阶的本原多项式： F1（x）＝x4＋x3＋1
an an3 aann4
an－1
an－2
0 1 0 1 0 0 0
序列发生器状态0 1 0 1 0 0
第3级
an3
0 0 0 1 0 1 0
第4级
an4
1 0 0 0 1 0 1
反馈值
an an2 an4
1 0 1 0 0 0 1
通信工程专业实验室10
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
四、实验原理 1、M序列
一般形式的n级线性反馈移位寄存器见下图。
其反馈逻辑表达式为： n an C1an1 C2an2 L Cna0 Ciani i 1
其中， C表i 示1 连线贯通， 表C示i 连0线断开。
2020/2/19
通信工程专业实验室12
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理 1、M序列
n
设 an C0an (C0
定义多项式
1) ，则有 0 n
F(x) Ci xi
Ciani
，i其0 中i表示元素的位置。
该多项式称为线性反馈移i位0 寄存器特征多项式。
可以证明，当F(x) 满足下列3个条件时，就一定能产生m序
列：
（1） F(x) 是不可约的，即不能再分解因式；
2100
x10+x3+1
4005
x11+x2+1
10123
x12+x6+x4+x+1
20033
x13+x4+x3+x+1
42103
x14+x10+x6+x+1
100003
x15+x+1
210013
x16+x12+x3+x+1
400011
x17+x3+1
1000201 2000047 4000011
x18+x7+1
反馈值
an4
an an3 an4
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
通信0 工程专0 业实验室8
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
an－4＝100010011010111 an－3＝000100110101111 an－2＝001001101011110 an－1＝010011010111100 an＝100110101111000
（2） F(x)可整除 x p 1，这里 p 2n 1 ；
（3） F(x)不能整除 xq 1，这里 q p 。
2020/2/19
通信工程专业实验室13
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理 1、M序列
表3 本原多项式系数表
n
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
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表1 m序列发生器状态转移流程图
第1级 a n 1
0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1
第2级
an2
0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0
第3级
an3
0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0
第4级
实验八 M序列发生及眼图观测实验
二、实验预习要求
认真预习《通信原理》中关于M序列及 眼图有关章节的内容。
2020/2/19
通信工程专业实验室3
实验八 M序列发生及眼图观测实验
三、实验仪器仪表
1、70MHz双踪数字存储示波器一台 2、实验模块：
数字编码模块——M序列输出 数字时钟信号源模块 眼图观测及白噪声输出模块
18
2020/2/19
19
20
本原多项式的八进制表示
代数式
7
x2+x+1 111
13
x3+x|+1 1 011
23
x4+x+1 10 011
45
x5+x2+1 100 101
103
x6+x+1 1 000 011
211
x7+x3+1 10 001 001
435
x8+x4+x3+x2+1
1021
x9+x4+1
1、M序列
线性反馈逻辑改为： an an2 an4 若初始状态仍为0 0 0 1
2020/2/19
通信工程专业实验室9
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
an
1、M序列
an－1
an－2
an－3
an－4
输出
移位时 钟节拍
0 1 2 3 4 5 6
2020/2/19
表2
第1级
a n 1