数字基带传输系统实验

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1、实验三数字基带传输系统实验一．实验目的：1．了解数字基带传输系统的组成和实时工作过程；2．加深理解时域均衡系统的工作原理，基本特点及均衡器的主要作用；3．学会按给定的均衡准则调整，观测均衡器的方法。二．实验内容：1．在数字基带信号为单脉冲波形—“测试信号”时,按“迫零调整准则”，手动调整均衡器的各抽头系数，获得最佳均衡效果；2．在数字基带信号为伪随机序列—“信码”时，按“眼图最大准则”，手动调整均衡器的各抽头系数，获得最佳均衡效果；3．改变信道特性后，重复1，2两内容。三．实验仪器：1．COS5020型双踪示波器一台；2．双路稳压电源一部；3．数字基带传输实验系统一套。四．实验组成框

2、图和电路原理图：信号源时钟测试信号信码信道均衡器接收滤波器取样判决4K可变手调图1数字基带传输系统的组成框图数字基带传输系统的组成框图如图1所示，它是一个较完整的数字基带传输系统。信号源产生19.2KHz7的基带信号时钟，经过乘4之后，提供均衡器所需的两个互补驱动时钟76.8KHz。显然本实验系统的基带速率为19.2Kbit/s。测试信号和信码发生器按19.2KHz的时钟节拍，分别产生测试单脉冲波形及63位M序列，两种码分别作为均衡的对象，通过开关K予以选择。可变信道滤波器是在实验室条件下用来模拟传输信道特性的，改变电位器即可改变滤波器的传输函数特性，进而模拟信道特性的变化。均衡器是

3、借助横向滤波器实现时域均衡的，它由延迟单元，可变系数电路和相加器三部分组成，如图2所示。TsTsTsTsTsTsC0C-1C1C-2C2C-3C3均衡入均衡出t=0图2横向滤波器图2中，横向排列的延迟单元是由电荷转移器件完成的。本实验所采用的是国产斗链器件BBD（BucretBrrgadesDevice）,它有32个延迟抽头输出端，因为我们抽样频率为76.8KHz是基带信号19.2Kbit/s的4倍，故取6，10，14，18，22，26，30等七个抽头输出端。理论上讲，抽头数目越多就越能消除码间串扰的影响，但势必会增加调整的难度。且若变系数电路的准确度得不到保证，增加抽头数所获得的效

4、益也不会显示出来。实现Ci调整的电路，称为变系数电路。它是由运放TL064所组成的放大器，改变其反馈电阻，即可使其增益变化，为随时修改系统的时间响应提供了条件。这里七级变系数电路的形式和参数完全相同。实现加权系数相加的电路，称为相加器，它也是用TL064进行有源相加的。具体实现时，把七级变系数电路的输出分两段相加，然后再将两段的结果相加在一起。相加器输出端所接的接收滤波器，目的是让19.2Kbit/s的数字基带信号通过并加以放大，同时滤除了76.8KHz的驱动时钟频率分量。7取样判决器将接收滤波器的输出经抽样判决，恢复出数字基带信号，便于同学们把输入信码和再生输出信码进行比较，确定误

5、码情况。五．实验的基本原理：时域均衡器通常用线性横向滤波器来实现。设有限长横向滤波器的单位冲击响应为e(t)，相应的频率特性为E(w),则可见E(w)是由2N+1个Ci所确定的，Ci不同将对应有不同的E(w)。又设横向滤波器的输出为Y(t)，输入为X(t),则在抽样时刻就有t=kTs+t0(k为相应的第k个抽样时刻，t0是可能的时偏），于是或者简写为：上式表明，均衡器在第k个抽样时刻上得到的样值Y(kTs+t0)将由2N+1个Ci与[(k-i)Ts+t0]积之和确定。从均衡的角度看，要求除k=0外的所有Yk都等于零。显然，问题就归结为寻求什么样的Ci？分析表明，只有在均衡器输入波形X

6、(t)给定时（即各种可能的Xk-i确定的条件下），通过调整Ci使指定的Yk=0。但同时要求除了k=0外的所有Yk都等于零是不可能的，所以当采用有限抽头系数时，尽管有明显的均衡效果，但码间串扰并不能完全消除。如上所述，当采用七个抽头数的横向滤波器时，码间串扰不可能完全消除。那么，均衡效果如何来衡量呢？本实验要采用两个准则。（1）最小峰值畸变准则：7由于信道的非理想性产生时间扩散，使得系统冲击响应所占宽度超过一个码元宽度而引起码间串扰。在图3中所示的冲击响应，h3为主瓣，h1h2h4h5称为旁瓣，旁瓣的非零是造成码间串扰的直接因素。若调节均衡器的抽头系数使除h3以外的旁瓣为零，或者h12

7、+h22+h42+h52（均方误差）达到最小，均衡效果是最佳的，这就达到了均衡的目的。0a(t)tTsTs(a)0h(t)t(b)h3h1h2h4h5Ts2Ts3Ts4Ts5Ts图3（a）测试信号(b)系统响应波形（1）眼图最大准则：在实际衡量均衡效果时几乎离不开一种测试手段——观察“眼图”。在均衡器的输出端接示波器的垂直通道，外同步信号接码元时钟，在荧屏上便可显示“眼图”，如图4所示。因为它形状像人的眼睛，故称其为“眼图”7，在无码间串扰时，眼图像一只完