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眼图观察测量实验

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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:G3.

噪声模块,位号E4.

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。实验室理想状态下得眼图如图12-3所示。

衡量眼图质量得几个重要参数有:

眼图开启度(U-2ΔU)/U

指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”得程度。无畸变眼图得开启度应为100%。

其中U=U++U-

2.“眼皮”厚度2ΔU/U

指在最佳抽样点处眼图幅度得闭合部分与最大幅度之比,无畸变眼图得“眼皮”厚度应等于0。

交叉点发散度ΔT/T

指眼图过零点交叉线得发散程度,无畸变眼图得交叉点发散度应为0。

正负极性不对称度

指在最佳抽样点处眼图正、负幅度得不对称程度。无畸变眼图得极性不对称度应为0。

最后,还需要指出得就是:由于噪声瞬时电平得影响无法在眼图中得到完整得反映,因此,即使在示波器上显示得眼图就是张开得,也不能完全保证判决全部正确。不过,原则上总就是眼睛张开得越大,误判越小。

在图12-3中给出从示波器上观察到得比较理想状态下得眼图照片。本实验主要就是完成PSK解调输出基带信号得眼图观测实验。

四、各测量点与可调元件作用

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:

在关闭系统电源得情况下,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得“实验模块位置分布表”,注意模块插头与底板插座得防呆口一致。

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

目得端

连线作用

4P01(G)

3P01(E)

将待传输得码元数据送入高斯白噪声信道;

3P02(G)

P16(底板)

将经过加噪后得信号送入眼图观察电路;

3.加电

打开系统电源开关,底板得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得511位m序列;

5.眼图观测

(1)用示波器得一根探头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