光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验

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1、实验四光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验一、实验目的1、了解眼图的形成过程2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法二、实验仪器1、ZYE4301F型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz模拟双踪示波器1台3、万用表1台三、实验原理眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。眼图可以在时域中测量，并且可以用示波器直观的显示出来。图1是测量眼图的系统框图。测量时，将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端，该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入，用位定时信号（由伪随机码发生器提供）

2、作外同步，在示波器水平输入用数据频率进行触发扫描。这样，在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。触发数据输入触发线垂直输入光缆被测系统伪随机码光发机光收机示波器图1眼图的测试系统伪随机脉冲序列是由n比特长，2n种不同组合所构成的序列。例如，由n=2比特长的4种不同有组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成，直到伪随机码发生器所规定的极限值为止，在产生这个极限值以后，数据序列就开始重复，但它用作为测试的数据信号，则具有随机性。如图2所示的眼图，是由3比特长8种组合码叠加而成，示波器上显示

3、的眼图就是这种叠加的结果。分析眼图图形，可以知道被测系统的性能，下面用图3所示的形状规则的眼图进行分析：1、当眼开度为最大时刻，则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻，无码间干扰、信号无畸变时的眼开度为100％。2、由于码间干扰，信号畸变使眼开度减小，眼皮厚度增加，无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。43、系统无畸变眼图交叉点发散角应该等于零。4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称，无畸变眼图的正、负极性不对称度应该等于零。5、系统的定时抖动（也称为边缘抖动或相位失真）是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲失真产生的，如果

4、在“可对信号进行判决的时间间隔Tb”的正中对信号进行判决，那么在阈值电平处的失真量ΔT就表示抖动的大小。因此，系统的定时抖动用下式计算：定时抖动＝4011010001101110111000100阈值“1”图2眼图的形成“0”4图3规则的眼图V-V+ΔVTbΔT最佳判决四、实验内容1、测量数字光纤通信系统传输各种数字信号的眼图2、观察系统眼图，并通过眼图来分析系统的性能五、实验步骤1、按图1连接好示波器与实验箱。连接导线：数字基带信号产生模块T403与光发送模块T501连接，T402与示波器外触发端连接，T523与示

5、波器的通道1连接。2、选择示波器为外触发方式。3、将双刀双掷开关J501，J502按下，使光发送模块传输数字信号。4、接上交流电源线，先开交流开关，再开直流开关K601,K602，五个发光二极管全亮。5、接通数字基带信号发生模块(K40)，光发送模块(K50)的直流电源。6、用万用表测量R516两端电压（红表笔插T502，黑表笔插T503）。7、慢慢调节电位器W501，使驱动电流达到额定值，即V=30mV。8、用示波器观察并画出光收端机的眼图。9、做完实验后先抬起双刀双掷开关J502，然后依次关掉各直流开关，以及交流

6、电开关，拆除导线。10、将各实验仪器摆放整齐。六、实验报告1、记录，并画出光收端机的眼图波形。2、求出系统眼图的眼开度、眼皮厚度、正负极性不对称度以及系统的定时抖动。3、通过系统眼图，评估系统性能。七、思考题1、若光接收到标准的方波信号，则系统眼图如何改变？此时眼图的眼开度，眼皮厚度，正负极性不对称度以及系统定时抖动各为多少？2、数据64KB/s和256KB/s的眼图有何不同，试设计实验方法来验证其差异。3、实际测量的眼图与课本上的眼图有什么不同？试分析原因。4