实验十六--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、实验器材1、信号源模块2、③号模块3、④号模块3、④号模块三、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，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）噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决（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。五、实验步骤（一）ASK调制解调观察眼图1、将信号源模块和模块3、4固定在主机箱上，将塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。2、关闭电源。按照下表完成实验连线源端口目标端口连线说明信号源：PN（8K）模块3：ASK-NRZS4拨为1100，PN是8K伪随机码信号源：64K同步正弦波模块3：ASK载波ASK调制载波输入模块3：ASK-OUT模块4：ASKINASK解调输入信号a)检查连线是否正确，检查无误后打开电源3、打开电源，并打开模块3、4的电源开关，以信号输入点ASK-NRZ的信号为内触发源，观察信号输出点ASK-DOUT处的波形，并调节的电位器W1，确定在该点观察到稳定的PN序列；通过调节示波器和W1，得到不失真的眼图波形和稳定的PN序列，如下4、以信号源模块时钟CLK1信号作为触发源，用示波器观察TH2处的波形，即为眼图的观测点。调节电位器W3，改变滤波器截至频率，观察眼图波形的变化；如下图4、实验结束拆除连线，关闭模块电源开关和实验箱电源。（二）FSK、PSK/DPSK调制解调观察眼图FSK、PSK/DPSK调制解调的连线参考实验十移频键控（FSK）调制与解调实验以及实验十一移相键控（PSK/DPSK）调制与解调实验，FSK眼图的观测点为TH11，PSK/DPSK眼图的观测点为TH20，分别调节电位器W5、W4改变滤波器的截止频率,可观测眼图张开度变化。下图为Fsk调制解调所得的眼图：根据实验十一连线完成后，分别进行对PSK/DPSK进行调制解调可得到如下眼图：PSK眼图DPSK眼图六、心得体会：做实验通过自己动手，不但锻炼自己的动手能力，同时，也是对理论知识的复习及加深。通过对眼图的直接观察进而调整信号的波形，从而可以对电路进行调整，从示波器上可以观测码间干扰及信道噪声，进行调节可得到眼图，估计系统性能的优劣。