3第三章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng).

1、3. 1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)03. 1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。32數(shù)字基帶信號常用碼型。33數(shù)字基帶信號的頻譜分析03. 4數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的測量與調(diào)整31數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)o 3. 1.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本組成o 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本組成框圖如圖=1所示。它通常由脈 沖形成器、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器、抽樣判決器和碼元再 生器等組成。O 脈沖形成器的作用是將來自信號源的脈沖序列/變換成比較 適合信道傳輸?shù)拇a型，并提供定時信息，以保證收發(fā)雙方同步工作。 發(fā)送濾波器的作用是將輸入的矩形脈沖變換成適合信道傳輸?shù)牟ㄐ? 以消除矩形脈沖中豐富的高頻成分，減小傳輸波形失真，其傳輸函 數(shù)為Gt 5 o信道是

2、傳輸媒質(zhì)，通常釆用電纜、架空明線等，其傳 輸函數(shù)為Gcf）。信道既傳輸信號，同時又存在噪聲和頻率特性不 理想對數(shù)字信號造成的損害，“ O 使信號波形產(chǎn)生畸變，嚴重時會形成誤碼。接收濾波器的主要 作用是濾除帶外噪聲，并對接收波形進行均衡，減小噪聲和頻率特 性不理想對數(shù)字信號造成的影響，以便抽樣判決器進行正確的判決， 其傳輸函數(shù)為Gr Cf)。抽樣判決器的作用是在定時脈沖的控制下對 接收濾波器的輸出信號進行抽樣，然后對抽樣值進行判決，以確定 各碼元是“1”還是“0”碼。碼元再生器的作用是對判決器輸出的 “1”、“0”碼進行原始碼再生，已獲得和輸入碼型相應(yīng)的原始脈 沖序列。同步提取電路的作用是提取接

3、收信號中的定時信息，以實 現(xiàn)接收信號的最佳判決。o 圖上2畫出了數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)各點的工作波形?？梢钥闯?， 接收端第四個碼元產(chǎn)生了誤碼。上頂卜師返冋31數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)O 誤碼是由信道的加性噪聲和傳輸特性不理想造成的，會降低系 統(tǒng)的可靠性，必須盡量加以克服。o 3. 1.2數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的碼間串擾及消除o 設(shè)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)是一個線性系統(tǒng)，輸入脈沖序列以沖擊脈 沖序列來表示，并把發(fā)送濾波器、接收濾波器和信道集中用一個基 帶總傳輸函數(shù)“(C表示，且暫不考慮噪聲的影響。則圖3-1所示的 基帶傳輸系統(tǒng)可簡化為圖3-3的形式。o 1.碼間串擾的概念o 在二進制基帶傳輸系統(tǒng)中，判決器將每個接收碼元在抽

4、樣時刻 的抽樣值和一個門限值做比較，從而進行判決。O 例如，若信號是雙極性不歸零脈沖，則判決門限電平為0。此 時，若抽樣值為正電平，則判為“1”，否則判為“0”。但是，由 于系統(tǒng)傳輸特性的影響，可能使基帶碼元序列的脈沖展寬，造成相 鄰碼元的脈沖波形相互重疊，從而影響正確判決。這種相鄰碼元件 的相互重疊稱為碼間串擾，如圖3-4所示。o 碼間串擾產(chǎn)生的原因是系統(tǒng)總的傳輸特性“（C不良。它是一 種乘性干擾，總是伴隨著信號產(chǎn)生的，嚴重時會造成誤碼。因此， 要采取措施予以消除。o 2.碼間串擾的消除o 系統(tǒng)總的傳輸特性（C取決于信道傳輸函數(shù)、發(fā)送和 接收濾波器傳輸特性Gt 5 和血（C。_. 一上師卜頁

5、飯冋31數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)O 通常信道傳輸特性C（C是線路傳輸媒質(zhì)確定的，而發(fā)送、接 收濾波器傳輸特性G八f）和Gr5 是可以靈活設(shè)計的。所以，下 面就來討論如何設(shè)計這兩個濾波器，使總傳輸函數(shù)H5產(chǎn)生的碼 間串擾盡量小，甚至消除。o 先假設(shè)系統(tǒng)總傳輸函數(shù)具有理想低通濾波特性時的情況，即1其他o 式中，7%碼元持續(xù)時間。o 這樣，當系統(tǒng)輸入為單位沖擊響應(yīng)時，抽樣前接收信號波 形h（t）應(yīng)該等于（C的付立葉逆變換：“)訂皿丹 5 sin(MCo H S 的曲線和的波形如圖3-5所示由圖3-5 (b)可見，的0 點間隔等于T,只有原點左右第一個0點之間的間隔等于27；因此， 當碼元間隔等于耐，即當系統(tǒng)

6、輸入一串間隔等于啲單位沖擊函數(shù) 時，在抽樣點上只有的抽樣值等于1,其他脈沖的抽樣值均為0 (其 中力為正整數(shù))，如圖3-5 (c)所示。這樣，在理論上，可以用持續(xù) 時間為啲碼元進行傳輸而無碼間串擾。這時，系統(tǒng)傳輸占用的頻帶 寬度,可知，僅等于(1/2D Hz.也就是說，可以用伊二(1/2D Hz 的傳輸帶寬得到傷/曲2 Baud/%的傳輸速率。為了提高系統(tǒng)的有 效性，自然希望在單位帶寬內(nèi)得到高的傳輸速率。 31數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)o 因此速率帶寬比RbIW鬼衡量系統(tǒng)頻帶利用率的一個重要指標。 上述2 Baud/血是最高可能達到的單位帶寬速率，并稱之為奈奎斯特 速率。o 簡言之，當基帶傳輸系統(tǒng)具有理

7、想低通濾波特性時，以其截止 頻率2倍的速率傳輸數(shù)字信號，便能消除碼間串擾，這稱之為奈奎斯 特定理(奈奎斯特第一準則)。o 雖然理想低通濾波器特性能夠達到基帶傳輸系統(tǒng)的極限性能， 但這種特性是無法物理實現(xiàn)的。即便可以獲得相當逼近的理想特性， 但由于理想低通濾波器的沖擊響應(yīng)衰減較慢，拖尾很長(見圖3-5(b),因此要求抽樣時刻非常準確才能沒有碼間串擾，31數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)O 否則由于一長串碼元的許多“尾巴”的殘留值疊加在一個抽樣 點上，將影響對抽樣值的正確判決。而接收端的抽樣時刻都是存在 一定誤差的。O 奈奎斯特對這個問題進行了研究，并導(dǎo)出了無碼間串擾波形的 振幅譜必須滿足的條件。奈奎斯特的結(jié)果叫

8、做頻譜形式的殘留對稱 定理。該定理證明為了得到無碼間串擾的傳輸特性，系統(tǒng)的傳輸函 數(shù)不必為矩形，而容許是具有緩慢下降邊沿的任何形狀，只要此傳 輸函數(shù)是實函數(shù)（該條件不是必須條件）并且在f二 觀奇對稱即可。 顯然，這種頻譜形狀可以用具有滾降特性的實際系統(tǒng)來近似，如圖 3弍所示。上 師卜打返冋31數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)O 綜上所述，在設(shè)計一個基帶傳輸系統(tǒng)時，往往首先選定信道及 其特性，在設(shè)計發(fā)送和接收濾波器的特性，使總傳輸特性滿足奈奎 斯特準則要求，以盡量減小碼間串擾。3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型O 在實際的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，信號源輸出的基帶信號不一定 適合信道的傳輸特性。通常數(shù)字基帶信號在發(fā)送到信道

9、之前都要經(jīng) 過波形的處理和碼型的變換，以適應(yīng)信道的傳輸特性及接收機再生 恢復(fù)數(shù)字信號的需要。因此，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)面臨的首要問題是 選擇具體的信號形式，包括確定碼元脈沖的波形和碼元脈沖序列的 格式(碼型)。O 3.2.1數(shù)字基帶信號碼型設(shè)計的原則o 在選擇數(shù)字基帶傳輸信號時，其波形和碼型應(yīng)滿足以下基本原 則。O (1)數(shù)字基帶信號的傳輸碼中應(yīng)不含有直流分量，且盡量減 小基帶信號頻譜中的低頻分量和高頻分量。卜一仃;3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型O (2)基帶信號中應(yīng)具有足夠大的提供提取碼元同步用的信號 分量o (3)基帶傳輸?shù)拇a型應(yīng)基本上不受信號源統(tǒng)計特性的影響o (5)有利于提高系統(tǒng)頻帶利用率(

10、6)盡量降低譯碼過程引起的誤碼擴散，提高傳輸性能。o 以上原則并不是所有的基帶傳輸碼型都能完全滿足的，通常是 根據(jù)實際要求使傳輸碼型滿足其中的部分原則。o 3.2.2數(shù)字基帶信號常用碼型o 數(shù)字基帶信號的傳輸碼型很多，這里主要介紹一些基本碼型和 目前較常用的一些碼型。上肛卜頂返冋O 由于波型的選擇是傳輸碼型的一個重要因素，這里首先介紹一 下傳輸碼常采用的一些波形。O 1.數(shù)字基帶信號的波形O 對于不同的基帶傳輸系統(tǒng)，由于信道特性和要求的指標不同而 采用不同的數(shù)字脈沖波形。通常采用的波形有矩形脈沖、三角波、 高斯脈沖及升余弦脈沖等，其中最常用的是矩形脈沖，因為矩形脈 沖易于形成和變換?，F(xiàn)以矩形脈

11、沖為例，介紹幾種常用的數(shù)字基帶 信號波型。O (1)單極性波形O 單極性波形是一種最簡單的波形。它用0電位和正(或負)電 位分別表示二進制數(shù)“0”和“1”，3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型O 也就是用脈沖的有無來表示“0”和“1”碼，如圖3-7 (a)所 示。這種脈沖極性單一，有直流分量，且脈沖無空隙間隔，也稱這 種脈沖為單極性不歸零碼沖(NRZ)。單極性波形只適合用導(dǎo)線連接 的各點之間做近距離傳輸。o(2)雙極性波形 o 雙極性波形如圖tZXkL所示，其“0”和“1”碼分別對應(yīng)負 電位和正電位(或相反)。該波形在“0”和“1”碼等概率出現(xiàn)時 沒有直流分量，更適合在通信線路中傳輸。在接收端判決電平

12、為0, 可以消除信道對直流的衰減而帶來的判決電平變化的影響，穩(wěn)定性 高。所以雙極性波形在基帶傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。O在ITU-T制定的V.24接口標準和美國電工協(xié)會(EIA)制定的RS-232C接口標準中均采用了雙極性波型。o (3)單極性歸零波形o 這種信號的波形如圖3-7 (c)所示。所謂歸零(RZ)是指信號 電壓在一個碼元持續(xù)的時間的中間回到0值。也就是說，信號脈沖寬 度小于碼元寬度。它的特點是脈沖窄，有利于減小碼元間的波形干 擾，且便于同步時鐘的提取。這種波形在信號處理電路中常會遇見。o (4)雙極性歸零波形o 雙極性歸零波形與單極性歸零波形相似，不過這種波型的“1” 和“0”碼是正負極

13、性的脈沖，且均為歸零脈沖。上肛卜師返冋3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型O 如圖3-7 (d)所示。顯然，這種波形除了具有單極性歸零波形 的優(yōu)點外，在“0”、“1”碼等概率出現(xiàn)時，還沒有直流成分。o (5)差分波形o 差分波形見圖3-7 (e)。這種波形的“0”、“1”碼元和脈沖 波形的電平高低沒有固定的對應(yīng)關(guān)系，其“0”、“1”碼元是用脈 沖波形的電平變化與否來表示的。例如，圖示波形中“0”碼是用前 后碼元脈沖的極性不變來表示，“1”碼是用前后碼元脈沖的極性改 變來表示。當然，此規(guī)則也可以相反。這種波形的最大特點是即使 接收端收的碼元極性與發(fā)送端完全相反，也能正確地進行判決。這 個特點應(yīng)用到相移鍵

14、控系統(tǒng)的解調(diào)時，可以消除解調(diào)相位的模糊問 題。O (6)多電平波形O 上述幾種波形都是二進制信號的波形。多電平波形電平取值有 多個，它的每個值都可以代表幾位二進制代碼，即每個電平都代表 一個多進制碼元。O 2 數(shù)字基帶信號常用的傳輸碼型O 為了滿足基帶傳輸?shù)囊螅旁淳幋a后的數(shù)字信號要進行一些 處理。除了采用適當?shù)牟ㄐ瓮猓€要進行碼型的變換，將編碼后的 消息碼變成適合傳輸?shù)拇a型。O 下面介紹幾種常用的傳輸碼型。3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型o (1)傳號交替碼一AMI碼o AMI碼全稱為傳號交替反轉(zhuǎn)碼。其編碼規(guī)則是將消息碼中的“1” 碼對應(yīng)極性交替的正負電平(+1和-1),而“0”碼對應(yīng)0電平。

15、o AMI碼的電壓波形如圖日所示。o 如：消息碼：0110000000110011.QMI 碼：0 1+10000000 -1 +100-1 +1.具有正、負、零三種電平的脈沖序列。解碼規(guī)則：將收到的序列中所有的“變換成+1。o AMI碼的優(yōu)點是：o無直流分量，且低頻分量少。o即使接收端收的碼元極性與發(fā)送端完全相反，也能正確地 進行判決。o譯碼電路簡單，經(jīng)過一個全波整流電路即可變成單極性波 形。O具有一定的糾錯能力，便于發(fā)現(xiàn)誤碼（連+1或連-1均為誤 碼）。3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型O AMI碼的缺點是出現(xiàn)長連“0”碼時，接收端將無法提取定時信 息OO （2）三階高密度雙極性碼一HDB3碼

16、o 為了克服AMI碼長連“0”時無定時信息的缺點，有不少改進方 法。例如，將發(fā)送序列通過一個擾碼器，使輸出序列不再出現(xiàn)長連 “0”串。另一個被廣泛釆用的辦法是HDB3碼。HDB3碼的編碼原理是 這樣的：首先將消息碼變換成AMI碼，然后檢查AMI碼中連“0”的情 況。當沒有出現(xiàn)4個或4個以上連“0”碼串時，那么這時的AMI碼就 是HDB3碼。當出現(xiàn)4個或4個以上連“0”碼串時，就將第4個“0”變 成與其前一個非“0”碼（+1或-1）同極性的碼元。顯然，這樣做的 結(jié)果破壞了AMI碼的“極性交替反轉(zhuǎn)”的規(guī)則。O 故這個碼元稱為“破壞符號”，并用符號“嚴表示，即用“+廠表示“+1”，“-廠表示“-1”

17、。若此“卩使后面的序列破 壞了 “極性交替反轉(zhuǎn)”的規(guī)則，則將出現(xiàn)直流分量。故需要保證相 鄰悄號也應(yīng)該極性交替。不難發(fā)現(xiàn)，當相鄰“V”之間有奇數(shù)個非“0”碼元時，這一點是能夠保證的。但是，當相鄰“嚴之間有偶 數(shù)個非“0”碼元時，就不符合此“極性交替”要求。為解決此問題, 需將這個連“0”碼元串的第一個“0”變成“+礦 或“-ET。駙符 號與前一個非“0”碼元的符號相反；并且讓后面的非“0”符號從7 碼元開始再交替變化。o HDB3碼的編碼規(guī)則雖然比較復(fù)雜，但是它的譯碼卻比較簡單。3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型O 從上述編碼規(guī)則可以看出，每一個破壞碼元“廠總是和前一 個非“o”碼元(包括耐)同極性的

18、，故從接收序列中可以很容易 地找到此破壞碼元“廠，因而可以肯定此碼元前面3個碼元必定是 連“0”。然后將所有的“-1”變成“+1力,就得到原來的消息碼。o HDB3碼除了具有AMI碼的優(yōu)點外，還可以使連“0”碼元串中“0” 的數(shù)目不多于3個，而且與信息源的統(tǒng)計特性無關(guān)。因此，在接收使, 能保證定時信息的提取。HDB3碼得到了廣泛的應(yīng)用，ITU-T G. 703建 議規(guī)定PCM基群(2 048kbit/s)、二次群(8 448 kbit/s)、三次 群(34 368 kbit/s)的數(shù)字接口采用HDB3碼。o (3)雙相碼一曼徹斯特(Manchester)碼雙相碼o雙相碼又稱曼徹斯特碼，它是用一

19、個半占空對稱方波來表示“1”，而用其反相波形表示0” .如圖3-10所示.o 雙相碼的優(yōu)點足沒有直流分毘，而且包含豐富的定時倍恵，編碼的方法簡單。 缺點是頻帶寬度加倍了，且接收端極性反轉(zhuǎn)時會引起譯碼錯誤.雙極性碼適用于數(shù) 據(jù)終端設(shè)備在中速短距離信道中傳輸。O例：消息碼：1100101雙相碼：10 10 01 01 10 01 10o (4)密勒碼(Miller)o密勒碼又稱延遲調(diào)制碼，它是雙相碼的一種變形。密勒碼的編碼規(guī)則是：“1碼用在碼元持續(xù)時間中點出的電壓跳變來表示，即用“10”和“01”交替變化來表 示.上肛卜 頂返冋3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型O “0”碼有兩種情況，單個“0”碼在碼元

20、持續(xù)期內(nèi)不產(chǎn)生跳變, 對于連“0”消息碼則在相鄰“0”碼的邊界使電平跳變，即用“11” 和“00”交替變化來表示。如圖3-10所示。由圖可見，若兩個“1” 碼中間出現(xiàn)一個“0”碼時，密勒碼流中將出現(xiàn)最大寬度為兩倍碼元 寬度的波形，這一性質(zhì)可以用來檢測誤碼。o 比較圖3-10中雙相碼和密勒碼的波形還可以看出，雙相碼的下 降沿正好對應(yīng)密勒碼的跳變沿。因此，用雙相碼的下降沿去觸發(fā)一 個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器就可以得到密勒碼。密勒碼最初用于氣象衛(wèi)星和磁 記錄，現(xiàn)在也應(yīng)用于低速數(shù)傳機中。O (5)傳號反轉(zhuǎn)碼一CMI碼o CMI碼的編碼規(guī)則是：消息碼“0”用“01”表示，“1”碼用 “00”和“11”交替表示。如圖

21、3-10所示。o CMI碼的優(yōu)點是沒有直流分量，便于提取定時信息，具有誤碼 監(jiān)測能力，編譯碼電路簡單等。CMI碼被廣泛用作髙次群脈沖調(diào)制終 端設(shè)備中的接口碼型。國際電聯(lián)的ITU-T G. 703建議規(guī)定CMI碼作為 PCM四次群的接口碼型。o (6)屈zzB碼O 這是一類分組碼，它把消息碼流的血二進制碼元編為一組， 并變換成為泄二進制的碼組，其中，嘰后者有2m種不同組合。 由于Q/7,所以后者多出(2-20種組合。上頂卜 FI返冋3. 2數(shù)字基帶信號常用碼型O 在種組合中，可以選定特定部分為可用碼組，其余部分為禁用 碼組，以獲得好的編碼特性。33數(shù)字基帶信號的頻譜分析O 在研究數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)

22、時，數(shù)字基帶信號的頻譜分析是十分 必要的。通過頻譜分析可以搞清楚信號傳輸中一些重要的問題，如 信號的頻帶寬度、有無直流分量、有無可供提取定時信息用的離散 分量等。O 在通信種，除特殊情況(如測試信號)外，數(shù)字基帶信號通常 都是隨機脈沖序列。而隨機脈沖序列的頻譜，只能用統(tǒng)計的方法進 行分析和研究。根據(jù)隨機信號分析理論，在一定假設(shè)條件下可以求 得隨機脈沖序列的功率譜，但這種方法推導(dǎo)過程相當復(fù)雜。因此， 下面僅給出推導(dǎo)結(jié)果并對結(jié)果進行簡單分析，以便掌握有實用價值 的重要結(jié)論。卜頂返冋33數(shù)字基帶信號的頻譜分析O假設(shè)基帶信號 (O為二機制隨機矩形脈沖序列，為了求得其功率譜，假設(shè)該隨機脈沖序列是平穩(wěn)、遍

23、歷的隨機脈沖序列，其“1” 碼和“0”碼的基本波形分別為gl (t)和的(十)，碼元寬度為厶， 其倒數(shù)A = +是每秒鐘所傳送的碼元數(shù)目。則可以得到二進制隨機 脈沖序列的單邊功率譜為SJ/) = 2/,P(l-+ f/PG, (0) - (1 - P)G2 (0)|2 (/) +2/2 PG I-5(/ - mfjO 式中，(/)、$(/)分別表示的(十)和的(t)的頻譜，P 和(2-Q 分別表示序列中出現(xiàn)(t)和的(t)的概率。O可得出以下幾點結(jié)論：匕頂卜 返冋O (1)通常，隨機脈沖序列的功率譜可能包括兩個部分，即連 續(xù)譜G (Z)和離散譜G5fJ。o (2)由于二進制信號gl (t)和色

24、(Q不可能完全相同，所以 其對應(yīng)的頻譜GS 和血(C 不同，囚而連續(xù)譜分量總是存在的。o (3)離散譜部分則與信號碼元出現(xiàn)的概率和信號碼元的寬度 有關(guān)，在某些情況下可能沒有離散譜分量。O (4)僅從帶寬而言，Sn (C的帶寬與單個脈沖的頻譜相同， 特別是用等概率的雙極性脈沖表示“0”、“1”時，Sn Cf)與單個 脈沖的頻譜相同。這個結(jié)論在工程應(yīng)用上是很有用的，它使我們可 以根據(jù)碼元速率求出單個碼元的頻譜特性，從而知道這樣的脈沖序 列適合在什么樣的信道中傳輸，以及如何設(shè)計傳輸波形。33數(shù)字基帶信號的頻譜分析O 另外還有以下兩點：O (1)隨機脈沖序列的帶寬主要取決于單個碼元波形的頻譜函 數(shù)Gj

25、f)或E (C，兩者中應(yīng)取較大帶寬者作為序列的帶寬。時 間波形占空比越小，頻帶越寬。o (2)單極性基帶信號是否存在離散譜取決于矩形脈沖的占空 比，單極性歸零信號中有定時分量，可直接提取。單極性不歸零信 號中沒有定時分量，想要獲得定時分量，需要進行波形變換。o 最后需要指出的是，上述分析都是以矩形脈沖為基礎(chǔ)的。實際 上g(C和血(f)可以為任何波形，所得的結(jié)論都是成立的。由 于矩形脈沖的功率譜在第一零點以后有較大的拖尾，實際系統(tǒng)中多 采用其他波形進行傳輸，如常用的升余弦波形。.3.4數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的測量與調(diào)整O 一個實際的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，盡管進行了精心設(shè)計，要使其 性能完全達到理想要求也是

26、十分困難的。因此，碼間串擾總是存在 的。為了克服碼間串擾或減小其影響，可以對基帶系統(tǒng)進行實驗測 量和調(diào)整，以使系統(tǒng)性能盡量接近理想傳輸條件。O 用實驗法測量基帶傳輸系統(tǒng)常采用的方法是眼圖法，而對系統(tǒng) 性能的調(diào)整常釆用均衡器進行。o 3. 4. 1實用的基帶系統(tǒng)工程測量工具眼圖o 眼圖測量是在工程維護中常釆用的一種簡單方法，是通過通用 示波器來宏觀監(jiān)測基帶傳輸系統(tǒng)性能的一種實驗方法。由于在示波 器上看到的圖形像“眼睛”，故稱為“眼圖”法。3.4數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的測量與調(diào)整O 從眼圖上可以觀察出碼間串擾和噪聲的影響，從而估計系統(tǒng)性 能的優(yōu)劣程度。O 眼圖測量的具體做法是：在示波器的垂直(Y)軸上加

27、入接收 信號碼元序列電壓，在水平(X)軸上加入一個鋸齒波，其頻率等于 信號碼元的傳輸速率，即示波器的水平時間軸的長度等于信號碼元 的持續(xù)時間。這樣，在示波器的屏幕上將顯示出許多接收信號碼元 重疊在一起的波形。對于二進制雙極性信號，在無噪聲和碼間串擾 的理想情況下，示波器的屏幕上的顯示如同一只張開的眼睛，如圖3-12 所示;若存在噪聲和碼間串擾，則示波器顯示的波形如圖3-12 (b)所示。這是因為在噪聲和碼間串擾的干擾下，各個碼元的 波形跡線不會完全重合，上肛卜頂返冋 O 眾多雜亂的圖形會使“眼睛”不能完全打開，嚴重時會使“眼 睛”完全閉合。所以，“眼睛”張開的程度代表干擾的強弱。在圖 3-12

28、 (a)所示的理想情況眼圖中，中央的一根垂線的位置是最佳抽 樣時刻，而中間的水平橫線表示最佳判決門限電平。o 為了說明眼圖和系統(tǒng)性能之間的關(guān)系，將眼圖簡化為一個模型， 如圖上迫所示。在該圖中：O(1)最佳抽樣時刻應(yīng)該是“眼睛”張開最大時刻。O(2)對定時誤差的靈敏度可由眼圖的斜邊的斜率決定，斜率越陡，對定時誤差就越敏感，即要求抽樣時刻越準確。o (3)圖中陰影區(qū)的垂直高度表示接收信號振幅失真范圍。上頂卜歷返冋34數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的測量與調(diào)整O( 4 )圖中央橫軸的位置對應(yīng)最佳判決門限電平。o(5)在抽樣時刻上、下兩陰影區(qū)的間隔距離的一半稱之為噪聲容限，若噪聲的瞬時值超過這個容限，則可能發(fā)生錯誤判決。o 3. 4.2實用基帶系統(tǒng)調(diào)整工具一一均衡器o 由于實際的基帶傳輸系統(tǒng)碼間串擾不可避免。當碼間串擾嚴重 時，必須對系統(tǒng)的傳輸函數(shù)進行(力 校正，使其接近無碼間串擾 的傳輸要求。理論和實踐均表明，在基帶系統(tǒng)中插入一種可調(diào)(或 不可調(diào))的濾波器就可以補償整個系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性(即 傳輸函數(shù))。這個對系統(tǒng)進行校正的過程就稱為均衡，實現(xiàn)均衡的 濾波器就稱為均衡