实验十六--眼图实验.doc

实验十六 眼图实验
一、 实验目的
1、 了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义
2、 掌握眼图观测的方法并记录研究。
二、 实验器材
1、 信号源模块
2、 ③号模块
3、 ④号模块
3、 ④号模块
三、实验内容
一个实际的基带传输系统，尽管经过了十分精心的设计，但要使其传输特性完全符合理
想情况是困难的，甚至是不可能的。因此，码间干扰也就不可能完全避免。码间干扰问题与
发送滤波器特性、信道特性、接收滤波器特性等因素有关，因而计算由于这些因素所引起的
误码率就非常困难，尤其在信道特性不能完全确知的情况下，甚至得不到一种合适的定量分
析方法。在码间干扰和噪声同时存在的情况下，系统性能的定量分析，就是想得到一个近的结果都是非常繁杂的。
下面我们介绍能够利用实验手段方便的估计系统性能的一种方法。这种方法的具体做法
是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接收
码元的周期同步。这时就可以从示波器显示的图形上，观察出码间干扰和噪声的影响，从而
估计出系统性能的优劣程度。所谓眼图是指示波器显示的这种波形，因为在传输二进制信号，它很像人的眼睛。
为了说明眼图和系统性能之间的关系，我们把眼图简化为一个模型，如图 16-1 所示。该图表述下列意思：

图 16-1 眼图的模型
（ 1）最佳抽样时刻应是"眼睛"张开最大的时刻；
（ 2）对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越陡，对定时误差就越灵敏；
（ 3）图的阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围
（ 4）噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决
（ 5）在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限（或称噪声边际），即若
噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。
眼图是在同步状态下，各个周期的随机信码波形重叠在一起所构成的动态波形图，其形
状类似一个眼睛故名眼图，它是用于观察是否存在码间干扰的最简单直观的方法
实际上眼图就是随机信号在反复扫描的过程中叠加在一起的综合反应。眼图的垂直张开度
表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。眼图的张开度受噪声和码
间干扰的影响，当输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼
图的张开度就可以估算出码间干扰的大小。
五、 实验步骤
（一）ASK 调制解调观察眼图
1、 将信号源模块和模块 3、4 固定在主机箱上，将塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、 关闭电源。按照下表完成实验连线
源端口

目标端口

连线说明

信号源：PN（8K）
模块 3：ASK-NRZ
S4 拨为"1100"，PN 是 8K 伪随机码
信号源：64K同步正弦波
模块3：ASK载波
ASK 调制载波输入
模块3：ASK-OUT
模块 4：ASKIN
ASK 解调输入信号
a) 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、 打开电源，并打开模块 3、4 的电源开关，以信号输入点"ASK-NRZ"的信号为内触
发源，观察信号输出点"ASK-DOUT"处的波形，并调节的电位器 W1，确定在该点观察到稳定的 PN 序列；
通过调节示波器和W1，得到不失真的眼图波形和稳定的PN序列，如下

4、 以信号源模块时钟"CLK1"信号作为触发源，用示波器观察"TH2"处的波形，即
为眼图的观测点。调节电位器 W3，改变滤波器截至频率，观察眼图波形的变化；如下图

4、 实验结束拆除连线，关闭模块电源开关和实验箱电源。
（二）FSK、PSK/DPSK 调制解调观察眼图
FSK、PSK/DPSK 调制解调的连线参考"实验十 移频键控（FSK）调制与解调实验"以 及"实验十一 移相键控（PSK/DPSK）调制与解调实验"，FSK 眼图的观测点为"TH11"，PSK/DPSK 眼图的观测点为"TH20"，分别调节电位器 W5、W4 改变滤波器的截止频率,可观测眼图张开度变化。
下图为Fsk调制解调所得的眼图：

根据实验十一连线完成后，分别进行对PSK/DPSK进行调制解调可得到如下眼图：

PSK 眼图

DPSK 眼图

六、心得体会：
做实验通过自己动手，不但锻炼自己的动手能力，同时，也是对理论知识的复习及加深。通过对眼图的直接观察进而调整信号的波形，从而可以对电路进行调整，从示波器上可以观测码间干扰及信道噪声，进行调节可得到眼图，估计系统性能的优劣。