通信原理试验习习题解答

实验一 1. 根据实验观察和纪录回答： （1）不归零码和归零码的特点是什么？ （2）与信源代码中的“1”码相对应的 AMI 码及 HDB3码是否一定相同？ 答： 1）不归零码特点：脉冲宽度  等于码元宽度 Ts 归零码特点： ＜Ts 2）与信源代码中的“1”码对应的 AMI 码及 HDB3码不一定相同。因信源代码中的“1”码对应 的 AMI 码“1”、“-1”相间出现，而HDB3 码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关， 而且还与信源代码中的“0”码有关。举例： 信源代码 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 AMI 1 0 0 0 0-1 1 00 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 HDB3 1 0 0 01-1 1 -10 0 -1 1 0 0 0 1 0 -1 2. 设代码为全 1，全 0 及 0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出 AMI 及 HDB3码的代码和波形。 答： 信息代码11 1 11 11 AMI 1-11 -1 1-1 1 HDB31-1 1-1 1-1 1 信息代码0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AMI0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 HDB3 0 0 0 1 -1 0 0 1 -1 0 0 1 -1 信息代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 AMI 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 HDB30 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 0 3. 总结从 HDB3码中提取位同步信号的原理。 HDB3 答： 整流窄带带通滤波器整形移相 位同步信号 HDB3中不含有离散谱 f S(fS 在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于 0.5 的单极 性归零码，其连0 个数不超过 3，频谱中含有较强的离散谱fS成分，故可通过窄带带通滤波器得到 一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。 4. 试根据占空比为 0.5 的单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信息代码中的连 0 码越 长，越难于从 AMI 码中提取位同步信号，而 HDB3码则不存在此问题。 答：  = 0.5 TS时单极性归零码的功率谱密度为： 1 式中f S 在数值上等于码速率，P 为“1”码概率 T S G(f)为 = 0.5 TS的脉冲信号的富氏变换 来源于网络 将 HDB3码整流得到的占空比为 0.5 的单极性归零码中连“0”个数最多为 3 ，而将 AMI 码整流 后得到的占空比为 0.5 的单极性归零码中连“0”个数与信息代码中连“0”个数相同。所以信息代 码中连“0”码越长，AMI 码对应的单极性归零码中“1”码出现概率越小，fS离散谱强度越小，越 难于提取位同步信号。而 HDB3码对应的单极性归零码中“1”码出现的概率大，fS离散谱强度大， 于提取位同步信号。 实验二 1. 设绝对码为全 1、全 0 或 1001 1010，求相对码。 答： 或01010，11111，00010011 2. 设相对码为全 1、全 0 或 1001 1010，求绝对码。 答： 相对码00000，00000，01010111 3. 设信息代码为 1001 1010，载频分别为码元速率的 1 倍和 1.5 倍，画出 2DPSK 及 2PSK 信号 波形。 4. 总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对 码的变换电路。 答： ① 绝对码至相对码的变换规律 “1”变“0”不变，即绝对码的“1”码时相对码发生变化，绝对码的“0”码时相对码不发 生变化。——此为信号差分码。 ② 相对码至绝对码的变换规律 相对码的当前码元与前一码元相同时对应的当前绝对码为“0”码，相异时对应的当前绝对码 为“1”码。 5. 总结 2DPSK 信号的相位变化与信息代码之间的关系以及 2PSK 信号的相位变化与信息代码之 间的关系。 答： 2DPSK 信号的相位变化与绝对码（信息代码）之间的关系是： “1 变 0 不变”，即“1”码对应的 2DPSK 信号的初相相对于前一码元内 2DPSK 信号的末相变 化 180o，“0”码对应的 2DPSK 信号的初相与前一码元内 2DPSK 信号的末相相同。 2PSK 信号的相位变化与相对码（信息代码）之间的关系是： “异变同不变”，即当前码元与前一码元相异时则当前码元内 2PSK 信号的初相相对于前一码 元内 2PSK 信号的末相变化 180o。相同时则码元内 2PSK 信号的初相相对于前一码元内 2PSK 信号的 末相无变化。 实验三 1. 总结模拟锁相环锁定状态及失锁状态的特点。 答： 模拟环锁定状态的特点：输入信号频率与反馈信号频率相等，鉴相器输出电压为直流。 模拟环失锁状态的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压。 2. 设 K 0=18 Hz/V ，根据实验结果计算环路同步带ΔfH 及捕捉带ΔfP。 来源于网络 答： 代入指导书中的“3 式”计算，例： ΔV1=12V，则ΔfH =18×6=108Hz ΔV2=8V，则ΔfP =18×4=72Hz 3. 由公式 n  K d K o R C 及6811 n 计算环路参数ω n 和ζ，式中 Kd=6V/rad ， 2(R 25  R 68 )C 11 K o=2π×18 rad/s· v，R25=2×104，R68=5×103，C11=2.2×10-6F 。（ f n=ωn/2π应远小 于码速率，ζ应大于 0.5 )。 答：  n17.6Hz远小于码速率 170.5（波特） 2 4. 总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。 答： 平方运算输出信号中含有 2fC离散谱，模拟环输出信号频率等于2fC，二分频，滤波后得到相干 载波。 2 电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态。 f n  实验四 1. 设绝对码为 1001101，相干载波频率等于码速率的 1.5 倍，根据实验观察得到的规律，画 出 CAR-OOT 与 CAR 同相、反相时 2DPSK 相干解调 MU、LPF、BS、BK、AK 波形示意图，总结 2DPSK 克服相位模糊现象的机理。 答： 当相干载波为-cosω C t 时，MU、LPF 及 BK 与载波为 cosω C t 时的状态反相，但 AK 仍不变（第 一位与 BK 的起始电平有关）。2DPSK 系统之所能克服相位模糊现象，是因为在发端将绝对码变为 了相对码， 在收端又将相对码变为绝对码， 载波相位模糊可使解调出来的相对码有两种相反的状态， 但它们对应的绝对码是相同的。 实验五 1. 数字环位同步器输入 NRZ 码连“1”或连“0”个数增加时，提取的位同步信号相位抖动增 大，试解释此现象。 答： 输入 NRZ 码连“1”或连“0”个数增加时，鉴相器输出脉冲的平均周期