教學(xué)設(shè)備

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1.掌握數(shù)字基帶信號(hào)的傳輸過(guò)程
2.熟悉位定時(shí)產(chǎn)生與提取位同步信號(hào)的方法

二、實(shí)驗(yàn)電路工作原理
數(shù)字通信系統(tǒng)能否有效地工作，在相當(dāng)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(huì)導(dǎo)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(shí)驗(yàn)中主要分析位同步。實(shí)現(xiàn)位同步的方法有多種，但可分為兩大類(lèi)型：一類(lèi)是外同步法；另一類(lèi)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(zhuān)門(mén)傳送位同步信號(hào)，到了接收端得用窄帶濾波器或鎖相環(huán)進(jìn)行濾波提取出該信號(hào)作為位同步之用。
所謂自同步法，就是在發(fā)端不專(zhuān)門(mén)向收端發(fā)送位同步信號(hào)，而收端所需要的位元元同步信號(hào)是設(shè)法從接收信號(hào)中或從解調(diào)后的數(shù)字基帶信號(hào)中提取出來(lái)。本實(shí)驗(yàn)中，位同步提取的就是從二相PSK信號(hào)中，對(duì)解調(diào)出的數(shù)字基帶信息再直接提取恢復(fù)出位同步信號(hào)。圖11-1是位同步恢復(fù)與信碼再生電路方框圖。


           圖11-1  位定時(shí)恢復(fù)與信碼再生電路方框圖

本實(shí)驗(yàn)中，我們是用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字基帶信號(hào)的同步時(shí)鐘信號(hào)的提取功能
實(shí)現(xiàn)思想：運(yùn)用單片機(jī)的兩個(gè)外部中斷,實(shí)現(xiàn)同步時(shí)鐘與外部數(shù)字基帶信號(hào)同步。
    具體如下：外部中斷0，確定外部數(shù)字基帶信號(hào)碼元的長(zhǎng)度，即所提取時(shí)鐘的周期信息。當(dāng)外部數(shù)字基帶信號(hào)的下降沿到來(lái)時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，執(zhí)行計(jì)時(shí)功能，直到下一個(gè)下降沿到來(lái)，得到一個(gè)時(shí)間值。這樣在一定時(shí)間范圍內(nèi)，只要外部數(shù)字基帶信號(hào)有“101”形式存在，就可以確定所要提取時(shí)鐘的周期；
    外部中斷1，保證所提取時(shí)鐘與外部數(shù)字基帶信號(hào)同步。當(dāng)外部數(shù)字基帶信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)（或延時(shí)一定時(shí)間），單片機(jī)即開(kāi)始產(chǎn)生并輸出同步時(shí)鐘。
    當(dāng)然了，要求提取出來(lái)的時(shí)鐘很穩(wěn)定，還是需要很強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)技巧。我們這里提供的是一個(gè)16KHZ、32KHZ、64KHZ自適應(yīng)的時(shí)鐘提取功能軟件。



圖11-2  位定時(shí)恢復(fù)電路各主要測(cè)試點(diǎn)波形

設(shè)計(jì)該電路時(shí)，以數(shù)字基帶碼元速率為32Kbit/s為例，數(shù)字基帶信號(hào)由跳線開(kāi)關(guān)J701輸入，J701共有來(lái)自三個(gè)電路的基帶信號(hào)輸入，分別是：
第一排：來(lái)自CPLD可編程信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的32Kbit/s偽隨機(jī)碼；
第二排：來(lái)自PSK解調(diào)電路的32Kbit/s數(shù)字基帶信號(hào)；
第三排：來(lái)自FSK解調(diào)的2Kbit/s數(shù)字基帶信號(hào)（未用）；
上述基帶信號(hào)由J701輸入后，設(shè)置了一個(gè)測(cè)量點(diǎn)TP705，輸出至位同步恢復(fù)與信碼再生電路，進(jìn)行位同步提取、相對(duì)碼絕對(duì)碼轉(zhuǎn)換和信碼再生功能。測(cè)量點(diǎn)有TP706、TP707，其中TP706是同步時(shí)鐘提取測(cè)量點(diǎn)，TP707是相對(duì)碼與絕對(duì)碼轉(zhuǎn)換或信碼再生基帶信號(hào)輸出測(cè)量點(diǎn)。 如圖11-2所示。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1． 將CPLD的可編程信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的32Kbit/s數(shù)字基帶信號(hào)送入該電路中，由J701的第一排接入，觀察TP705、TP706、TP707各測(cè)量點(diǎn)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(hào)送入該電路中，由J701的第二排接入，觀察TP705、TP706、TP707各測(cè)量點(diǎn)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(hào)送入該電路中，由J701的第三排接入，對(duì)單片機(jī)感興趣的學(xué)生可以編程實(shí)現(xiàn)提取同步時(shí)鐘功能，電原理圖如圖11-3，擰下有機(jī)玻璃罩，在斷電情況下拔下單片機(jī)U710，插上仿真器即可。；

四、測(cè)量點(diǎn)說(shuō)明
  TP705：由J701輸入的32Kbit/S或2Kbit/S數(shù)字基帶信號(hào),由J701選擇確定。                                     
    TP706：同步時(shí)鐘提取測(cè)量點(diǎn)波形（按復(fù)位鍵SW701進(jìn)行復(fù)位，效果不好時(shí)，可多進(jìn)行幾次復(fù)位操作）。             
   TP707：相對(duì)碼轉(zhuǎn)換或信碼再生基帶信號(hào)輸出測(cè)量點(diǎn)。



圖11-3同步時(shí)鐘提取及信碼再生電原理圖


五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1. 畫(huà)出位定時(shí)恢復(fù)與信碼再生電路方框圖。
2. 簡(jiǎn)述它的工作原理及工作過(guò)程。
3. 單片機(jī)編程，實(shí)現(xiàn)一個(gè)固定速率數(shù)字基帶序列的同步時(shí)鐘提取。這個(gè)比較簡(jiǎn)單，請(qǐng)同學(xué)試試！