眼图观测实验.

武夷学院实验报告

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实验准备[1]：

如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图。二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。

图23-1 眼图的一般描述

在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用图7.6所示的图形来描述。由此图可以看出：

(1)眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。

(2)眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动(或误差)的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。

(3)眼图左(右)角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。

(4)在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。

(5)在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；

(6)横轴对应判决门限电平。

测试点说明

输入点说明

NRZ IN：数字信号输入。

BS IN：为输入信号NRZ IN的位时钟。

输出点说明

NRZ OUT：将Filter OUT信号抽样判决后恢复出的数字信号。

BS OUT ：NRZ OUT信号的位时钟。

Filter OUT：NRZ OUT经信道传输后的信号。

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?实验过程记录[2]：

I、观测眼图：

1、按如下方式连线:

源端口

目标端口

连线说明

信号源：“PN”

奈奎斯特模块:“NRZ IN”

提供被抽样信号

信号源：“CLK1”

奈奎斯特模块:“BS IN”

提供抽样时钟

2、参考如下方式连接示波器和测试点：

示波器通道

目标测试点

说明

通道１

BS OUT

位同步时钟

通道２

Filter OUT

眼图观测点

启动仿真开关，开启各模块的电源开关。

3、将“信号源模块”上的拨码开关S4设为1011，使测试点“PN”输出16K时钟。

4、、将“信号源模块”和11号板的电源开关拨下。轻按“奈奎斯特模块”的 “选择”按键，直到上面的“16K”的指示灯亮。用示波器的CH1通道观测“奈奎斯特模块”测试点“BS OUT”，用CH2通道观测“奈奎斯特模块”的测试点“Filter OUT”。调节示波器的触发释抑直到观测到眼图。

II、判决电平、噪声容限测量：

1、眼图中间的位置相对于GND位置的电平值即为判决门限。

2、测量眼图最佳判决点处的峰峰值的1/2即为噪声容限。

实验结果：

实验线路图如图1所示：

图1

打开示波器，进过调节可以得到图2所示的波形图，再调节可以得到最大“眼睛”的眼图如图3所示。

? 图2 图3

由图2、图3可以看出，示波器显示的眼图的线迹不完全重合，“眼睛”也没有张开到最大，可以判断这次的眼图是在有一定噪声和码间干扰下得到的。可以由上图可以知道，此时并不是最佳抽样时刻，还可以看出斜率小于0.5，可见对位定时误差也不是很敏感；图中的阴影部分较大抽样时刻上信号受噪声干扰的畸变程度较大；图中央的横轴位置没有与眼睛的横对角线重合，表明判决门限略低于零电平；上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限，可见其值也不大。

? 实验操作成绩(百分制)__________???? 实验指导教师签字：__________

三、实验小结：[3]

知识点小结：

眼图是通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。具体做法是：用一个示波器跨接在抽样判决器的输入端，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。这样就可以从示波器上显示的