通信专业实验问答题

一、模拟锁相环由哪几部分组成，在基带传输系统中，它起着什么作用，并解释为什么TPP04的波形存在抖动？（20分）答：模拟锁相环由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器等三部分组成。……………（5分）在基带传输中，使用模拟锁相环主要用来载波提取和位定时同步。………………（5分）TPP04波形指的是VCO输出信号，而环路参数一般指环路滤波器的带宽等，一般来讲环路带宽越宽，输出信号抖动越大，环路越容易出现跳周，反之也然。VCO即压控振荡器，其作用就是用其误差电压控制鉴相器进行调整，输出信号总是处在调整当中，因此其输出信号就存在抖动。因此实际当中，可以根据需要，调节环路带宽，从而控制VCO输出信号的抖动。二、(操作题)按照实验指导书的要求，测量捕捉带，并解释什么是捕捉带。（20分）捕捉带的概念占5分：先使输入信号和VCO输出信号同步，然后增大输入信号频率使其失步，接着降低输入信号频率使其达到同步，记下同步一刻的值设为f1;重新使输入信号和VCO输出信号同步，然后降低输入信号的频率，使其失步，接着增加输入信号频率，使其同步，记下同步一刻的值为f2，则捕捉带为f1-f2。同步带的概念占5分：先使输入信号和VCO输出信号同步，然后增大输入信号频率使其失步，记下失步前的频率设为f1;重新使输入信号和VCO输出信号同步，然后降低输入信号的频率，使其失步，记下失步前的频率为f2，则同步带为f1-f2。三、PCM信号的形成是模拟信号经过哪几个步骤实现的？比较PCM与增量调制M异同。与PAM有何区别？答：PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。……（5分）PCM与M虽然都是二进制代码去表示模拟信号的编码方式，但是在PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，从而导致编译码设备复杂；而在M中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关。相对PCM编码方式，M具有编译码设备简单，低比特率时的量化信噪比高，抗误码特性好等优点。……（10分）相比较PAM，两者时间离散这一方面是一致的，除此之外，PCM还通过量化把脉冲幅度也离散了，而经过编码又把时间上和幅度上均已离散了的信号进一步变成二进制（或多进制）的代码，即变成数字信号，PCM是二进制代码，也可以看作是二进制的PAM信号。四、（操作题）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。（15分）答：抽样时钟信号的占空比为1：3；PCM抽样时钟信号的频率为8kHz,输出时钟的频率为256kHz。操作占7分，图形和回答占8分。五、（操作题）观测PCM译码器输出模拟信号时，固定输入信号电平，调整输入信号频率，定性的观测信噪比与输入信号频率变化的相关关系，与输入信号电平变化的相关关系。答：当频率固定,改变电平时,电平增加,会导致译码输出畸变。抽样时钟信号输出时钟信号当电平固定,提高频率,S/N下降,如果频率超过4KHZ左右,TP506基本观察不到信号。六、在通信系统中，PCM接收端应如何获得接收输入时钟信号和接收帧同步时钟信号？答：将接收信号进行处理提取载波信号，从而获得接收输入时钟。在实际通信当中PCM信号通常都是复接在帧信号中进行传输的，因此接收帧同步时钟信号的获取通过检测帧标志（一般是巴克码）来实现。1、简述AMI和HDB3的编码方法，并使用这两种方法对下列数据进行编码，11100010000000000000010000000001。（20分）答：AMI码的编码规则是将二进制消息代码“1”(传号)交替的变换为传输码的“+1”和“-1”，而“0”（空号）保持不变。（2分）HDB3的编码规则如下：（1）当信码的连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的编码规则，即传号极性交替；（2）当连“0”个数超过3时，则将第4个“0”改为非“0”脉冲，记为+V或-V，称之为破坏脉冲。相邻V码的极性必须交替出现，以确保编好的码中无直流；（3）为了便于识别，V码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同，否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B或-B；（4）破坏脉冲之后的传号码极性也要交替。11100010000000000000AMI：+1－1＋1000－10000000000000HDB3：+1-1＋1000－1000－V+B00+V-B00-V010000000001AMI:0＋1000000000-1HDB3:0+1000+V-B00-V0+12、对AMI编码信号转换为双极性或单极性码后，哪一种码型时钟分量更丰富，为什么？具有长连0码格式的数据在AMI编译码系统中传输会带来什么问题，如何解决。（20分）答：单极性码型时钟分量更丰富,因为双极性码型存在时钟分量相互抵消的情况，而单极性没有，所以单极性码型时钟分量更丰富。具有长连0码格式的数据在AMI编译码系统中传输会带来无法同步的问题，可以换用HDB3码的形式进行解决。3、（操作题）将KD01设置在M位置，KXO2设置在左端，KPO2设置在HDB3位置，用示波器同时观测输入数据TPDO1和TPD07波形，观测时用TPD01同步，观测AMI译码输出数据是否正确，画下测试波形。并问AMI编码和译码的数据时延是多少？（20分）答：操作占10分；下面其中一个图形和数据……（10分）下图是15位m序列输入与输出，除了时延以外，完全正确。下图是7位m序列输入与输出：上面两个图中可以只画一个图。4、总结HDB3码的信号特征。（20分）答：HDB3码的全称是3阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型，其目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个，主要是通过一定的规则在相应的位置填入破坏脉冲和填充脉冲，其编码规则比较复杂，但是译码却比较简单。HDB3码保持了AMI码的优点外，同时还将连“0”码限制在3个以内，故有利于位定时的提取。HDB3码是应用最为广泛的码型，A律PCM四次群以下的接口码型均为HDB3码。5、（操作题）使模块工作模式设定在HDB3方式，用示波器同时观测输入数据TPD01和HDB3译码输出数据TPD07波形，观测时用TPD01同步。分析观测HDB3编码输入数据与HDB3译码输出数据关系是否满足HDB3编译码系统要求，画下测试波形。问：HDB3编码和译码的数据时延是多少？在进行数据延时测量时因考虑到什么因素？（20分）答：操作10分；下图是15位m序列输入与输出：下图是7位m序列输入与输出：从上面两个图中可见满足HDB3编译码系统要求。上面两个图如果只画了一个也可以得HDB3编码和译码的数据时延在几十微秒内。在测量数据时延时应该考虑到数据周期的长短，采用周期性的短序列测量到的延时都是不准确的，因为很可能此时的延时t=Nt+t1，但是用示波器测量到的延时仅为t1，因此示波器测量的延时是不准确的，而实际当中传输的数据都具有随机性，而且周期都很长，测量时不会出现上述情况。1、（操作题）根据实验指导书，分析当输入数据为全1码和全0码两种情况下，测量AMI译码位定时恢复情况。（20分）答：操作题：10分；图形（略）：10分。2、根据AMI/HDB3的测量结果，分析AMI码和HDB3码收时钟提取电路受输入数据影响的关系？（20分）答：AMI码对于全0码来说，收时钟的提取是很不利的，而HDB3码可以克服这个问题；而对于其他的伪随机序列来说，双极性码序列，不管是经过AMI编码还是HDB3编码，其收时钟的提取都是不如单极性的码序列的。