教學設備

一、實驗目的
1.掌握數(shù)字基帶信號的傳輸過程
2.熟悉位定時產(chǎn)生與提取位同步信號的方法

二、實驗電路工作原理
數(shù)字通信系統(tǒng)能否有效地工作，在相當大的程度上依賴于發(fā)端和收端正確地同步。同步的不良將會導致通信質(zhì)量的下降，甚至完全不能工作。通常有三種同步方式：即載波同步、位同步和群同步。在本實驗中主要分析位同步。實現(xiàn)位同步的方法有多種，但可分為兩大類型：一類是外同步法；另一類是自同步法。
所謂外同步法，就是在發(fā)端除了要發(fā)送有用的數(shù)字信息外，還要專門傳送位同步信號，到了接收端得用窄帶濾波器或鎖相環(huán)進行濾波提取出該信號作為位同步之用。
所謂自同步法，就是在發(fā)端不專門向收端發(fā)送位同步信號，而收端所需要的位元元同步信號是設法從接收信號中或從解調(diào)后的數(shù)字基帶信號中提取出來。本實驗中，位同步提取的就是從二相PSK信號中，對解調(diào)出的數(shù)字基帶信息再直接提取恢復出位同步信號。圖11-1是位同步恢復與信碼再生電路方框圖。


           圖11-1  位定時恢復與信碼再生電路方框圖

本實驗中，我們是用單片機來實現(xiàn)數(shù)字基帶信號的同步時鐘信號的提取功能
實現(xiàn)思想：運用單片機的兩個外部中斷,實現(xiàn)同步時鐘與外部數(shù)字基帶信號同步。
    具體如下：外部中斷0，確定外部數(shù)字基帶信號碼元的長度，即所提取時鐘的周期信息。當外部數(shù)字基帶信號的下降沿到來時，單片機產(chǎn)生中斷，執(zhí)行計時功能，直到下一個下降沿到來，得到一個時間值。這樣在一定時間范圍內(nèi)，只要外部數(shù)字基帶信號有“101”形式存在，就可以確定所要提取時鐘的周期；
    外部中斷1，保證所提取時鐘與外部數(shù)字基帶信號同步。當外部數(shù)字基帶信號的上升沿到來時（或延時一定時間），單片機即開始產(chǎn)生并輸出同步時鐘。
    當然了，要求提取出來的時鐘很穩(wěn)定，還是需要很強的實現(xiàn)技巧。我們這里提供的是一個16KHZ、32KHZ、64KHZ自適應的時鐘提取功能軟件。



圖11-2  位定時恢復電路各主要測試點波形

設計該電路時，以數(shù)字基帶碼元速率為32Kbit/s為例，數(shù)字基帶信號由跳線開關J701輸入，J701共有來自三個電路的基帶信號輸入，分別是：
第一排：來自CPLD可編程信號發(fā)生器產(chǎn)生的32Kbit/s偽隨機碼；
第二排：來自PSK解調(diào)電路的32Kbit/s數(shù)字基帶信號；
第三排：來自FSK解調(diào)的2Kbit/s數(shù)字基帶信號（未用）；
上述基帶信號由J701輸入后，設置了一個測量點TP705，輸出至位同步恢復與信碼再生電路，進行位同步提取、相對碼絕對碼轉(zhuǎn)換和信碼再生功能。測量點有TP706、TP707，其中TP706是同步時鐘提取測量點，TP707是相對碼與絕對碼轉(zhuǎn)換或信碼再生基帶信號輸出測量點。 如圖11-2所示。

三、實驗內(nèi)容
1． 將CPLD的可編程信號發(fā)生器產(chǎn)生的32Kbit/s數(shù)字基帶信號送入該電路中，由J701的第一排接入，觀察TP705、TP706、TP707各測量點的波形；
2． 調(diào)整好PSK調(diào)制解調(diào)電路，將PSK的解調(diào)電路的32Kbit/s數(shù)字基帶信號送入該電路中，由J701的第二排接入，觀察TP705、TP706、TP707各測量點的波形；
3． 調(diào)整好FSK調(diào)制解調(diào)電路，將FSK的解調(diào)電路的2Kbit/s數(shù)字基帶信號送入該電路中，由J701的第三排接入，對單片機感興趣的學生可以編程實現(xiàn)提取同步時鐘功能，電原理圖如圖11-3，擰下有機玻璃罩，在斷電情況下拔下單片機U710，插上仿真器即可。；

四、測量點說明
  TP705：由J701輸入的32Kbit/S或2Kbit/S數(shù)字基帶信號,由J701選擇確定。                                     
    TP706：同步時鐘提取測量點波形（按復位鍵SW701進行復位，效果不好時，可多進行幾次復位操作）。             
   TP707：相對碼轉(zhuǎn)換或信碼再生基帶信號輸出測量點。



圖11-3同步時鐘提取及信碼再生電原理圖


五、實驗報告要求
1. 畫出位定時恢復與信碼再生電路方框圖。
2. 簡述它的工作原理及工作過程。
3. 單片機編程，實現(xiàn)一個固定速率數(shù)字基帶序列的同步時鐘提取。這個比較簡單，請同學試試！