通信与信息工程学院第一届大学生通信电子设计竞赛题目课件.doc

南京邮电大学通信与信息工程学院第一届大学生通信电子设计竞赛题目 －PAGE 14－ A题（通信类）：简易数字信号传输性能分析仪 1 任务 设计一个简易数字信号传输性能分析仪，实现数字信号传输性能测试；同时，设计三个低通滤波器和一个伪随机信号发生器用来模拟传输信道。 简易数字信号传输性能分析仪的框图如图1 所示。图中，V1 和 V1-clock 是数字信号发生器产生的数字信号和相应的时钟信号；V2 是经过滤波器滤波后的输出信号；V3 是伪随机信号发生器产生的伪随机信号；V2a 是V2 信号与经过电容C 的V3 信号之和，作为数字信号分析电路的输入信号； V4 和V4-syn 是数字信号分析电路输出的信号和提取的同步信号。 图1 简易数字信号传输性能分析仪框图 2 要求 2.1 基本要求 1）设计并制作一个数字信号发生器： a）数字信号V1为f1(x) = 1 + x2+ x3+ x4 + x8 的m序列，其时钟信号为V1-clock； b）数据率为10~100kbps，按10kbps步进可调。数据率误差绝对值不大于1%； c）输出信号为TTL电平。 2）设计三个低通滤波器，用来模拟传输信道的幅频特性： a）每个滤波器带外衰减不少于40dB/十倍频程； b）三个滤波器的截止频率分别为100kHz、200kHz、500kHz，截止频率误差绝对值不大于10%； c）滤波器的通带增益AF 在0.2~4.0 范围内可调。 3）设计一个伪随机信号发生器用来模拟信道噪声： a）伪随机信号V3为f2(x) = 1 + x + x4+x5 + x12 的m 序列； b）数据率为10Mbps，误差绝对值不大于1%； c）输出信号峰峰值为100mV，误差绝对值不大于10% 。 4）利用数字信号发生器产生的时钟信号V1-clock 进行同步，显示数字信号V2a 的信号眼图，并测试眼幅度。 2.2 发挥部分 1）要求数字信号发生器输出的V1 采用曼彻斯特编码。 2）要求数字信号分析电路能从V2a 中提取同步信号V4-syn 并输出；同时，利用所提取的同步信号V4-syn 进行同步，正确显示数字信号V2a 的信号眼图。 3）要求伪随机信号发生器输出信号V3 幅度可调，V3 的峰峰值范围为100mV~TTL电平。 4）改进数字信号分析电路，在尽量低的信噪比下能从V2a 中提取同步信号V4-syn ，并正确显示V2a 的信号眼图。 5）其他自主发挥。 3 说明 1、在完成基本要求时，数字信号发生器的时钟信号V1-clock 送给数字信号分析电路（图1中开关S闭合）；而在完成发挥部分时，V1-clock不允许送给数字信号分析电路（开关S断开）。 2、要求数字信号发生器和数字信号分析电路各自制作一块电路板。 3、要求V1、V1-clock 、V2、V2a、V3 和 V4-syn 信号预留测试端口。 4、基本要求 1）和 3）中的两个m序列，根据所给定的特征多项式f1(x)和f2(x)，采用线性移位寄存器发生器来产生。 5、基本要求 2）的低通滤波器要求使用模拟电路实现。 6、眼图显示可以使用示波器，也可以使用自制的显示装置。 7、发挥部分 4）要求的“尽量低的信噪比”，即在保证能正确提取同步信号V4-syn 前提下，尽量提高伪随机信号V3 的峰峰值，使其达到最大，此时数字信号分析电路的输入信号V2a 信噪比为允许的最低信噪比。 4 评分标准 项目主要内容满分设计 报告方案论证比较与选择，方案描述2理论分析与计算低通滤波器设计，m序列数字信号，同步信号提取，眼图显示方法6电路与程序设计系统组成，原理框图与各部分的电路图，系统软件与流程图6测试方案与测试结果测试结果完整性，测试结果分析4设计报告结构及规范性摘要，正文结构规范，图表的完整与准确性2总分20基本 要求完成第 1）项10完成第 2）项10完成第 3）项10完成第 4）项20总分50发挥 部分完成第 1）项8完成第 2）项15完成第 3）项6完成第 4）项16其他自主发挥5总分50 B题（通信类）：红外光通信装置 1 任务 设计并制作一个红外光通信装置。 2 要求 2.1 基本要求 1）红外光通信装置利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离为2m，如图1所示。 图1 红外光通信装置方框图 2）传输的语音信号可采用话筒或Φ3.5mm的音频插孔线路输入，也可由低频信号源输入；频率范围为300~3400Hz。 3）接收的声音应无明显失真。当发射端输入语音信号改为800Hz单音信号时，在8Ω电阻负载上，接收装置的输出电