滤波法及数字锁相环法位同步提取实验和帧同步提取实验.pdf

滤波法及数字锁相环法位同步提取实验和帧同步提取实验

一、实验目的
1、掌握滤波法提取位同步信号的原理及其对信息码的要求；
2、掌握用数字锁相环提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求；
3、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念；
4、掌握巴克码识别原理；
5、掌握同步保护原理；
6、掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态的概念。

二、实验内容
1、熟悉实验箱
2、滤波法位同步带通滤波器幅频特性测量；
3、滤波法位同步恢复观测；
4、数字锁相环位同步观测；
5、帧同步提取实验。
三、实验条件/器材
滤波法及数字锁相环法位同步提取实验：
1、主控&信号源、8号（基带传输编译码）、13号（载波同步及位同步）模块
2、双踪示波器（模拟/数字）
3、连接线若干
帧同步提取实验：
1、主控&信号源、7号模块
2、双踪示波器（模拟/数字）
3、连接线若干

四、实验原理
滤波法及数字锁相环法位同步提取实验原理见通信原理综合实验指导书P129-P134;
帧同步提取实验原理见通信原理综合实验指导书P141。

五、实验过程及结果分析
（一）熟悉实验箱

（二）滤波法位同步带通滤波器幅频特性测量
1、连线及相关设置
（1）关电，连线。
（2）开电，设置主控，选择【信号源】→【输出波形】。设置输出波形为正弦波，调节相应旋钮，使
其输出频率为200Khz，峰峰值3V。
（3）此时系统初始状态为：输入信号为频率200KHz、幅度为3V的正弦波。
2、实验操作及波形观测
分别观测13号模块的“滤波法位同步输入”和“BPF-Out”，改变信号源的频率，测量“BPF-Out”的
幅度填入下表，并绘制幅频特性曲线。
频率（KHz）200210220230240250260270280290300
幅度（V）6.126.847.729.1211.013.915.814.913.111.29.44

1
幅频特性曲线

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0
200KHz210KHz220KHz230KHz240KHz250KHz260KHz270KHz280KHz290KHz300KHz

幅频特性曲线

（三）滤波法位同步恢复观测
1、连线及相关设置
（1）关电，连线。
（2）开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【滤波法及数字锁相环位同步法提取】。
将13号模块S2拨上。将S4拨为1000.
（3）此时系统初始状态为：输入PN为256K。
2、实验操作及波形观测
（1）以“BPF-Out”为触发，观测“门限判决输出”，记录波形

思考：分析在什么情况下门限判决输出的时钟会不均匀，为什么？
答：当滤波器输出的信号频率成分较为复杂的时候，门限判决高低电平时容易出错，导致了一些地方
的占空比不足，使得门限判决输出的时钟不均匀。
（2）以“BPF-Out”为触发，观测“鉴相输入1”，记录波形

2

（3）对比“门限判决输出”和“鉴相输入1”的波形

上为“鉴相输入1”，下为“门限判决输出”
思考：分析时钟不均匀的情况是否有所改善。
答：通过图形可以看出门限判决输出的波形是不均匀的，鉴相输出的波形是相对均匀的。所以信号不
均匀的情况有改善。
（4）对比观测“鉴相输入1”和“鉴相输入2”，记录波形。比较两路波形的幅度和相位。

上为“鉴相输入1”，下为“鉴相输入2”
（5）对比观测“滤波法位同步输入”和“BS1”，观测恢复的位同步信号

3

上为“滤波法位同步输入”，下为“BS1”
（四）数字锁相环位同步观测
1、连线及相关设置
（1）关电，按表格所示进行连线。（见通信原理综合实验指导书P135）
（2）开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【滤波法及数字锁相环位同步法提取】。
将13号模块的S3拨为0100.
（3）此时系统初始状态为：PN码速率为256K。
2、实验操作及波形观测
(1)观测13号模块的“数字锁相环输入”和“输入跳变指示”。观测当“数字锁相环输入”没有跳变和
有跳变时“输入跳变指示”的波形。

上为“数字锁相环输入”下为“输入跳变指示”
若前一位数据有跳变，则判断有效，“输入跳变指示”输出表示1，否则输出0表示判断无效
(2)观测13模块的“数字锁相环输入”和“鉴相输出”。观测相位超前滞后的情况。

4

上为“数字锁相环输入”，下为“鉴相输出”
经观察比较，“鉴相输出”比“数字锁相环输入”超前两个码元
(3)观察13模块的“插入指示”和“扣除指示”。

上为“插入指示”，下为“扣除指示”
思考：分析波形有何特点，为什么会出现这种情况。
答：因为可变分频器的输出信号频率与实验所需频率接近，将其和从信号中提取的相位参考信号同时