華南理工大學數(shù)字通信原理實驗思考題參考答案.doc

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AMI、HDB3碼實驗 1、 說明AMI碼和HDB3碼的特點，及其變換原則。 回答： AMI碼的特點：1、無直流成分，低頻成分也少 ，高頻成分少，信碼能量集中在fB/2處 ；2、碼型有了一定的檢錯能力，檢出單個誤碼；3、當連0數(shù)不多時可通過全波整流法提取時鐘信息，但是連0數(shù)過多時就無法正常地提出時鐘信息。 變換規(guī)則：二進碼序列中“0”仍編為“0”；而二進碼序列中的“1”碼則交替地變?yōu)椤?1”碼及“-1”碼 。 HDB3碼的特點：1、無直流成分，低頻成分也少 ，高頻成分少，信碼能量集中在fB/2處 ；2、碼型有了一定的檢錯能力，檢出單個誤碼；3、可通過全波整流法提取時鐘信息。 變換規(guī)則： (1)二進制信號序列中的“0”碼在HDB3碼中仍編為“0”碼，二進制信號中“1”碼，在HDB3碼中應交替地成+1和-1碼，但序列中出現(xiàn)四個連“0”碼時應按特殊規(guī)律編碼； (2)二進制序列中四個連“0”按以下規(guī)則編碼：信碼中出現(xiàn)四個連“0”碼時，要將這四個連“0”碼用000V或B00V取代節(jié)來代替(B和V也是“1”碼，可正、可負)。這兩個取代節(jié)選取原則是，使任意兩個相鄰v脈沖間的傳號數(shù)為奇數(shù)時選用000V取代節(jié)，偶數(shù)時則選用B00V取代節(jié)。 2、 示波器看到的HDB3變換規(guī)則與書本上和老師講的有什么不同，為什么有這個差別。 回答:示波器上看到的HDB3編碼器的輸出P22點的波形比書本上的理論上的輸出波形要延時5個碼位。原因是實驗電路中采用了由4個移位寄存器和與非門組成的四連零測試模塊去檢測二進制碼流中是否有四連零，因此輸出的HDB3碼有5個碼位的延時。 3、 用濾波法在信碼中提取定時信息，對于HDB3碼要作哪些變換，電路中如何實現(xiàn)這些變換。 回答:首先，對HDB3碼進行全波整流，把雙極性的HDB3碼變成單極性的歸零碼，這個在電路上是通過整流二極管實現(xiàn)的；然后，把歸零碼經(jīng)晶體管調諧電路進行選頻，提取時鐘分量；最后，對提取的時鐘分量進行整形來產(chǎn)生定時脈沖。 PCM實驗思考題參考答案 1． PCM編譯碼系統(tǒng)由哪些部分構成?各部分的作用是什么? 回答： 其中，低通濾波器：把話音信號帶寬限制為3.4KHz，把高于這個頻率的信號過濾掉。 抽樣：對模擬信號以其信號帶寬2倍以上的頻率進行周期性的掃描，把時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信號。 量化：把經(jīng)抽樣得到的瞬時值進行幅度離散化，即指定M個規(guī)定的電平，把抽樣值用最接近的電平標示。 編碼：用二進制碼組表示有固定電平的量化值。 譯碼：與編碼器的作用相反，把收到的PCM信號還原成相應的PAM信號，實現(xiàn)數(shù)模變換。 2． 對PCM和△M系統(tǒng)的系統(tǒng)性能進行比較，總結它們各自的特點 ？ 回答： PCM系統(tǒng)編碼位數(shù)小于4，那么它的性能比低通截止頻率fL=3000Hz、信號頻率fk=1000Hz的△M系統(tǒng)差，如果編碼位數(shù)大于4，則隨著編碼位數(shù)的增大PCM系統(tǒng)相對于△M系統(tǒng)，其性能會越來越好。 誤碼性能，由于△M每一位誤碼僅表示造成σ的誤差，而PCM的每一位誤差會造成比較大的誤差，所以誤碼對PCM系統(tǒng)的影響要比△M系統(tǒng)嚴重些。這就是說，為了獲得相同的性能，PCM系統(tǒng)將比△M系統(tǒng)要求更低的誤碼率。 3. 在實際的通信系統(tǒng)中收端(譯碼)部分的定時信號是怎樣獲取的? 回答:收端部分的定時信號有兩種獲取方法：外同步法（插入導頻法）和自同步法。 外同步法在發(fā)送的信號中插入頻率為碼元速率或碼元速率倍數(shù)的同步信號，接收端通過一個窄帶濾波器或其它處理方式分離出該信號實現(xiàn)位同步。 自同步法不需要發(fā)送專門的位同步導頻信號，接收端可以直接對接收信號通過某種變換提取位同步信號，這是數(shù)字通信系統(tǒng)中經(jīng)常用到的方法。主要有兩大類自同步方法：1、非線性變換濾波法：非歸零的二進制隨機脈沖序列的頻譜中雖沒有位同步的頻率分量，但是可以通過非線性變換就會出現(xiàn)離散的位同步分量，然后用窄帶濾波器（或鎖相環(huán)）提取位同步頻率分量，便可以得到所需的位定時信號。2、位同步鎖相環(huán)：位同步鎖相環(huán)利用鑒相器比較接收碼元和本地產(chǎn)生的位同步信號之間的相位，若兩者相位不一致（超前或滯后），鑒相器就產(chǎn)生誤差信號去調整位同步信號的相位，直至獲得準確的位同步信號為止。 FSK調制解調實驗 2．估算本實驗調制器后的通帶濾波器應有多寬的通帶。 回答：△f=|f2-f1|+2fs=|125-100|+2*25=75KHz。 3．說明本實驗低通濾波器解調基帶的截止頻率，及帶通濾波器提取位定時的中心頻率。 回答：本實驗低通濾波器解調基帶的截止頻率為25KHz，帶通濾波器提取位定時的中心頻率為25KHz。 4．從信碼中直接提取位同步是如何使信碼變換成含有位同步信息的? 回答：首先把信碼通過微分整流變成歸零脈沖之后，這些歸零脈沖中就含有fs=1/Ts位同步信號分量，經(jīng)一窄帶濾波器就可濾出此信號分量，再將它經(jīng)相位調整就可形成位同步脈沖。 5．為什么2.9位定時頻率抖動大，而2.10頻率位定時抖動小。 回答：本實驗中我們選用了單T網(wǎng)絡作為濾波網(wǎng)絡，由于單T網(wǎng)絡頻帶不夠窄，Q值不夠高，導致提取的位同步信號（2.9測量點輸出的信號）有較大的抖動，而2.10測量點輸出的信號是2.9輸出的信號經(jīng)一鎖相環(huán)窄帶濾波器進行提純之后的信號，因為2.10頻率位定時抖動小。 DPSK調制解調實驗 2．設給定一碼組100110011100，畫出對這一碼組進行2DPSK的調制和解調的波形圖。 回答： 3．為什么利用眼圖大致可以估計系統(tǒng)性能的優(yōu)劣? 回答：因為眼圖 的 “眼睛” 張開的大小反映著碼間串擾的強弱， “眼睛”張的 越大，且眼圖越端正，表示碼間串擾越?。环粗硎敬a間串擾越大。 　　當存在噪聲時，噪聲將疊加在信號上，觀察到的眼圖的線跡會變得模糊不清。若同時存在碼間串擾 ， “眼睛”將 張開得更小。與無碼間串擾時的眼圖相比，原來清晰端正的細線跡，變成了比較模糊的帶狀線，而且不很端正。噪聲越大，線跡越寬，越模糊；碼間串擾越大，眼圖越不端正。 　　因此，可以從眼圖中看出碼間串擾的大小和噪聲的強弱，可以大致估計系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。 4. 簡述同相正交環(huán)工作原理。 回答：如下圖所示，通過外力使得壓控振蕩器輸出的頻率為載波中心頻率，這時從壓控振蕩器輸出兩路相互正交的載波信號V1=cos(w0t+θ)和V2= sin(w0t+θ)到鑒相器，在鑒相器中V1和V2分別與2DPSK信號進行模擬相乘得到V3=1/2m(t)*[cos(2w0t+θ)+cos(θ)]和V4=1/2m(t)*[sin(2w0t+θ)+sin(θ)]。V3、V4經(jīng)過低通濾波器濾除載波頻率以上的高頻分量，得到基帶信號V5=1/2m(t)*cos(θ) 和V6=1/2m(t)*sin(θ)。這時的基帶信號包含著碼元信號，無法對壓控振蕩器進行控制，將V5、V6經(jīng)過一個模擬相乘器可得到去掉碼元信息之后的信號V7=1/8sin(2θ),即得到了反應壓控振蕩器輸出信號與輸入載波間的相位差的控制電壓。 5.載波提取發(fā)生相位模糊時，必須用什么方法進行解決? 回答：必須用差分編譯碼方法去除相位模糊問題。