數字通信原理實驗箱眼圖觀察測量實驗
介紹了數字通信原理實驗箱中眼圖觀察測量實驗。
一、實訓目的
學會查看眼圖及其解析方法
二、數字通信原理實訓箱實訓電子線路作業原理
我們知道衡量整個通信系統的傳輸重量（kg），直觀的方法就是用眼圖來查看傳輸畸變和噪聲干擾。
我們知道，在實際的通信系統中，數字信號經過非理想的傳輸系統必定要產生畸變，信號經過信道后，也會引入噪聲和干擾，也就是說，總是在不一樣程度上存在碼間串擾。在碼間串擾和噪聲同時存在情況下，系統功能很難實行定量的解析，常常甚至得不到近似成果。為了便利評價實際系統的功能，常用查看眼圖實行解析。
眼圖可以直觀地估價系統的碼間干擾和噪聲的影響，是一種常用的測量試驗手段。
什么是眼圖?
所謂"眼圖"，就是由解調后經過低通濾波器輸出的基帶信號，以碼元定時作為同步信號在示波器屏幕上顯露的波動線。干擾和失真所產生的傳輸畸變，可以在眼圖上清楚地顯露出來。因為對于二進制信號波動線，它很像人的眼睛的過程眼圖。
在圖12-1中畫出兩個無噪聲的波動線和相應的"眼圖"，一個無失真，另一個有失真(碼間串擾)。
圖12-1中可以看出，眼圖是由虛線分段的接收碼元波動線疊加包括的。眼圖中央的垂直線表示取樣時刻。當波動線沒有失真時，眼圖是一只"完全張開"的眼睛。在取樣時刻，全部可能的取樣值僅有兩個：+1或-1。當波動線有失真時，在取樣時刻信號取值分布在小于+1或大于-1附近，"眼睛"部分閉合。這樣，保證正確判決所容許的噪聲電平就減小了。換言之，在隨機噪聲的功率（W）（W）給定時，將使誤碼率多加。"眼睛"張開的大小就表明失真的嚴重程度。
為便利說明眼圖和系統功能的關系，我們將它簡化成圖12-2的形狀。
由此圖可以看出：(1)佳取樣時刻應選用在眼睛張開大的時刻；(2)眼睛閉合的速率，即眼圖斜邊的斜率，表示系統對定時誤差靈敏的程度，斜邊愈陡，對定位誤差愈敏感；(3)在取樣時刻上，陰影區的垂直寬度表示大信號失真量；(4)在取樣時刻上，上下兩陰影區的間隔垂直距離之半是小噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就有可能發生錯誤判決；(5)陰影區與橫軸相交的區間表示零點位置變動界限，它對于從信號平均零點位置提取定時信息的解調器有重要影響。實訓室理想狀態下的眼圖如圖12-3所示。
衡量眼圖重量（kg）的幾個重要功能數值有：
1.眼圖開啟度(U-2ΔU)/U
指在佳抽樣點處眼圖幅度"張開"的程度。無畸變眼圖的開啟度應為100%。
圖12-1 無失真及有失真時的波動線及眼圖
(a) 無碼間串擾時波動線；無碼間串擾眼圖
(b) 有碼間串擾時波動線；有碼間串擾眼圖
圖12-2 眼圖的重要性質
其中U=U++U-
2."眼皮"厚度2ΔU/U
指在佳抽樣點處眼圖幅度的閉合部分與大幅度之比，無畸變眼圖的"眼皮"厚度應等于0。
3.交叉點發散度ΔT/T
指眼圖過零點交叉線的發散程度，無畸變眼圖的交叉點發散度應為0。
4.正負極性不對稱度
指在佳抽樣點處眼圖正、負幅度的不對稱程度。無畸變眼圖的極性不對稱度應為0。
后，還需要指出的是：由于噪聲瞬時電平的影響無法在眼圖中得到完整的反映，--即使在示波器上顯露的眼圖是張開的，也不能完全保證判決全部正確。不過，原則上總是眼睛張開得越大，誤判越小。
在圖12-3中給出從示波器上查看到的對比理想狀態下的眼圖照片。
圖12-3 實訓室理想狀態下的眼圖
三、實訓內容
1.眼圖查看及解析實訓
2.擬真眼圖查看測量實訓
四、實訓步驟
1． 打開實訓箱右側電源開關，電源指示燈亮。
2． 薄膜鍵盤選用"PSK調制解調"中某個數字基帶信號。
3． 開關J701的1-2腳相連，將CPLD的可編程信號發生器產生的32Kbit/s數字基帶信號直接送入眼圖電子線路，查看TP708測量點的眼圖波動線；
4． 開關J701的2-3腳相連，將PSK解調模型塊解調還原的數字基帶信號送入眼圖電子線路。
5． 調動好PSK調制解調電子線路，在PSK模仿傳輸信道中不加入噪聲的情況下（即K302的2-3腳連），查看TP708測量點的眼圖波動線；
6． 調動好PSK調制解調電子線路，在PSK模仿傳輸信道中加入噪聲（即K302的1-2腳連），慢慢調動噪聲信號的幅值（噪聲模型塊中電位器W101），查看TP708測量點，即受干擾信號的眼圖波動線（注意噪聲幅度不要太大，否則PSK將無法解調出基帶信號）；
7． 低通濾波器電子線路如圖12-6。
五、測量點說明
1．TP705:為PSK解調電子線路的解調還原輸出的數字基帶信號。
2．TP708:為升余弦波波動線，眼圖查看測量點。
眼圖查看方法：用示波器的一根探頭（觸發TRTIGGER檔）放在TP901上（同步時鐘），另一根探頭放在TP708上（數字基帶信號的升余弦波），調動示波器的掃描周期，使TP708的升余弦波波動線的余輝反復重疊，則可查看到眼圖波動線；
眼圖波動線如圖12-4所示。
圖12－4 查看到的眼圖波動線
升余弦波波動線如圖12-5所示。
圖12-5 查看到的升余弦波動線
圖12-6 低通濾波器電原理圖
六、實訓報告要求
1.解析電子線路的作業原理，敘述其作業過程。
2.敘述眼圖的產生原理以及它的作用。
3.繪出實訓查看到的眼圖形狀。
學會查看眼圖及其解析方法
二、數字通信原理實訓箱實訓電子線路作業原理
我們知道衡量整個通信系統的傳輸重量（kg），直觀的方法就是用眼圖來查看傳輸畸變和噪聲干擾。
我們知道，在實際的通信系統中，數字信號經過非理想的傳輸系統必定要產生畸變，信號經過信道后，也會引入噪聲和干擾，也就是說，總是在不一樣程度上存在碼間串擾。在碼間串擾和噪聲同時存在情況下，系統功能很難實行定量的解析，常常甚至得不到近似成果。為了便利評價實際系統的功能，常用查看眼圖實行解析。
眼圖可以直觀地估價系統的碼間干擾和噪聲的影響，是一種常用的測量試驗手段。
什么是眼圖?
所謂"眼圖"，就是由解調后經過低通濾波器輸出的基帶信號，以碼元定時作為同步信號在示波器屏幕上顯露的波動線。干擾和失真所產生的傳輸畸變，可以在眼圖上清楚地顯露出來。因為對于二進制信號波動線，它很像人的眼睛的過程眼圖。
在圖12-1中畫出兩個無噪聲的波動線和相應的"眼圖"，一個無失真，另一個有失真(碼間串擾)。
圖12-1中可以看出，眼圖是由虛線分段的接收碼元波動線疊加包括的。眼圖中央的垂直線表示取樣時刻。當波動線沒有失真時，眼圖是一只"完全張開"的眼睛。在取樣時刻，全部可能的取樣值僅有兩個：+1或-1。當波動線有失真時，在取樣時刻信號取值分布在小于+1或大于-1附近，"眼睛"部分閉合。這樣，保證正確判決所容許的噪聲電平就減小了。換言之，在隨機噪聲的功率（W）（W）給定時，將使誤碼率多加。"眼睛"張開的大小就表明失真的嚴重程度。
為便利說明眼圖和系統功能的關系，我們將它簡化成圖12-2的形狀。
由此圖可以看出：(1)佳取樣時刻應選用在眼睛張開大的時刻；(2)眼睛閉合的速率，即眼圖斜邊的斜率，表示系統對定時誤差靈敏的程度，斜邊愈陡，對定位誤差愈敏感；(3)在取樣時刻上，陰影區的垂直寬度表示大信號失真量；(4)在取樣時刻上，上下兩陰影區的間隔垂直距離之半是小噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就有可能發生錯誤判決；(5)陰影區與橫軸相交的區間表示零點位置變動界限，它對于從信號平均零點位置提取定時信息的解調器有重要影響。實訓室理想狀態下的眼圖如圖12-3所示。
衡量眼圖重量（kg）的幾個重要功能數值有：
1.眼圖開啟度(U-2ΔU)/U
指在佳抽樣點處眼圖幅度"張開"的程度。無畸變眼圖的開啟度應為100%。
圖12-1 無失真及有失真時的波動線及眼圖
(a) 無碼間串擾時波動線；無碼間串擾眼圖
(b) 有碼間串擾時波動線；有碼間串擾眼圖
圖12-2 眼圖的重要性質
其中U=U++U-
2."眼皮"厚度2ΔU/U
指在佳抽樣點處眼圖幅度的閉合部分與大幅度之比，無畸變眼圖的"眼皮"厚度應等于0。
3.交叉點發散度ΔT/T
指眼圖過零點交叉線的發散程度，無畸變眼圖的交叉點發散度應為0。
4.正負極性不對稱度
指在佳抽樣點處眼圖正、負幅度的不對稱程度。無畸變眼圖的極性不對稱度應為0。
后，還需要指出的是：由于噪聲瞬時電平的影響無法在眼圖中得到完整的反映，--即使在示波器上顯露的眼圖是張開的，也不能完全保證判決全部正確。不過，原則上總是眼睛張開得越大，誤判越小。
在圖12-3中給出從示波器上查看到的對比理想狀態下的眼圖照片。
圖12-3 實訓室理想狀態下的眼圖
三、實訓內容
1.眼圖查看及解析實訓
2.擬真眼圖查看測量實訓
四、實訓步驟
1． 打開實訓箱右側電源開關，電源指示燈亮。
2． 薄膜鍵盤選用"PSK調制解調"中某個數字基帶信號。
3． 開關J701的1-2腳相連，將CPLD的可編程信號發生器產生的32Kbit/s數字基帶信號直接送入眼圖電子線路，查看TP708測量點的眼圖波動線；
4． 開關J701的2-3腳相連，將PSK解調模型塊解調還原的數字基帶信號送入眼圖電子線路。
5． 調動好PSK調制解調電子線路，在PSK模仿傳輸信道中不加入噪聲的情況下（即K302的2-3腳連），查看TP708測量點的眼圖波動線；
6． 調動好PSK調制解調電子線路，在PSK模仿傳輸信道中加入噪聲（即K302的1-2腳連），慢慢調動噪聲信號的幅值（噪聲模型塊中電位器W101），查看TP708測量點，即受干擾信號的眼圖波動線（注意噪聲幅度不要太大，否則PSK將無法解調出基帶信號）；
7． 低通濾波器電子線路如圖12-6。
五、測量點說明
1．TP705:為PSK解調電子線路的解調還原輸出的數字基帶信號。
2．TP708:為升余弦波波動線，眼圖查看測量點。
眼圖查看方法：用示波器的一根探頭（觸發TRTIGGER檔）放在TP901上（同步時鐘），另一根探頭放在TP708上（數字基帶信號的升余弦波），調動示波器的掃描周期，使TP708的升余弦波波動線的余輝反復重疊，則可查看到眼圖波動線；
眼圖波動線如圖12-4所示。
圖12－4 查看到的眼圖波動線
升余弦波波動線如圖12-5所示。
圖12-5 查看到的升余弦波動線
圖12-6 低通濾波器電原理圖
六、實訓報告要求
1.解析電子線路的作業原理，敘述其作業過程。
2.敘述眼圖的產生原理以及它的作用。
3.繪出實訓查看到的眼圖形狀。
