通信原理硬件实验6位同步信号的提取

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1、武汉大学教学实验报告屯子信息学院通信工程专业时间2015/12/29实验名称位同步信号的提取指导教师吴静姓名莫帮杰年级2013级学号2013301200227一、实验的1.学握数字锁相环工作原理；2.掌握用锁相法提取位M步信号的原理；3.掌握巴兑码识别原理；4.掌握同歩侃护原理。二、实验内容1.观察数字环的失锁状态、锁定状态。2.用数字锁相环环提取位同歩信号。3.观察帧同步码无错误吋帧同步器的维持态。4.通过波形來加深理解帧同步原理。三、基本原理位同步锁相法的基本原理和载波同步的类似。在接收端利川鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步信

2、号的相位，若两者不-•致（超前或滞后），鉴相器就产生误差信号区调整位M步信号的扣位，直至获取准确的位M步信号为止。把采用锁相环来提取位M步信号的方法称为锁相法。在数字通信中。常用数字锁相法提取位同步信兮。（1）数字锁相如图所示，数字锁相系统由高稳定度振荡器（晶振），分频器相位比较器和控制器组成。其中控制器包括扣除门、附加门和或门。高稳定度品振产生的倍号经整形电路变成周期性脉冲，然后经控制器再送入分频器，输!li位M步脉冲序列。若接收码元的速率为f（波特），则要求位同步脉冲的频率也为fHzo这里晶振的频率设计在nfllz,它经扣除门或门

3、并n次分频AL就可得到频率为fHz的位同少信兮。如果接收端晶振经n次分频AL不能准确的和收到的码元同频同相，这时就要根据比较器输出的误差信兮，通过控制器对分频器进行调整。调整的原理是当分频器输出的位同步脉冲超前于接收码元的相位吋，相位比较器就送出一•超前脉沖，加到扣除门（常幵）的禁止端，扣除一个a路脉冲，这样分频器输出脉冲的相位就推后1/n个周期；若分频器输岀的位M步脉冲相位滞后于接收码元的相位，相位比较器就送岀一滞后脉冲，加于附加门，使b路输出的一个脉冲通过“或门”，插入在原a路脉冲之间，使分频器的的输入添加了一个脉冲。于是，分频器

4、的输出相位就提前1/n周期。就这样反复调整实现丫ffl位M步。位同步脉冲输出晶振超前脉冲数字锁相原理图（2）位M步电路接收码元的相位町以从菽带信兮的过零点提取，而对数字信兮的微分可获得过零点的信息。由于数字信号的过零方向有正有负（即由0变到1和由1变到◦），微分再整流就可以获得接收码元所有过零倌息。接收到码元的相位以后，再将它加于相位比较器迸行比较，因为相位信息是通过微分、整流而获得的，所以称这种办法为微分整流数字锁相法法。框图工作原理：先不看虚线框内部分，设输入信兮为不归零码，如波形a所示，我们将毎个码元的宽度分为两个区，前半区称为

5、“滞后区”，即若位同步脉冲波形b落入次区，表示位同步脉冲滞后于接收码元的相位；同样，后半区称为“超前区”。接收码元经微分整流，并经单稳4电路后，输出如波形e所示的脉冲。当位同步脉冲波形b（它是由ri次分频器d端的输岀.取其上升沿而形成的脉冲）位于超前区时，波形e和分频器d端的输!li波形使勾门A冇输出，该输出冉经过单稳1就产生一超前脉沖（波形f）。若位同步脉冲波形b'（阁中虛线所示）落于滞后区，分频器（:端的输出波形（c端和d端互为反相关系）如波形c?所示，则与门B宥输出，再经过单稳2产生一滞后脉冲（波形g）。这样，无论位同步脉冲超前

6、或滞后，都会分别送出超前或滞后脉冲对分频器的脉冲迸行扣除成附加，从而达到相位凋整的目的虚线框中的单稳3的作用：由波形阁看到，位M步脉冲是由分频器d端的输H!波形（波形d）的:il•:沿沿而形成，所以相位调整的的结果应该使波形d的.1K沿对齐窄脉冲e（即d的沿在窄脉冲之内）。若d端的输出波形最厂；调整到如波形图d'所示的位置.则A、B两个门都有输岀：先是通过勾门B输岀一个滞后脉冲，后是通过勾门A输!1!一个超前脉冲。这样调整的结果使位冋步倌号的相位稳定在这一位置。这足我们需要的。然而，如果d的输出波形调整到f'所示位置，这时，A、B两个

7、门都有输岀，只是这时先通过A门输出一个超前脉冲，然后通过B门输出一个滞后脉冲。如果不采取措施，位同步信兮的相位也町以稳定到这一位置，而输出位同步脉冲（波形b）相位就会与接收码元的相位差180度。克服这种不正砌的锁定的办法，足利用在这种情况卜‘A门先有输出这一特点，当A门先宥输出吋，这个输出一方jftf产生超前脉冲对锁相环进行调整，方則，这个输fli经单稳3产生一个脉冲将B门封W,不再产生滞后脉冲。这样通过A门不断输岀超前脉冲，就可以调整分频器输岀相位.直至波形d的正沿对齐窄脉冲（波形e）为止。常开门（扣除门）nf输出常iwiL（醐门）

8、+滞fiK超前Kb(b1)位同步电路吋序释义图四、实验步骤1、将信源模块的电源打开，使之正常工作：将数字调制模块电源打开，信号接入开关接通，使其正常工作：打开载波同步模块电源，使其正常工作；打开数字解调模块，使之正常工作