(e 题)
本科组】一、任务。
设计一个简易数字信号传输性能分析仪,实现数字信号传输性能测试;同时, 设计三个低通滤波器和一个伪随机信号发生器用来模拟传输信道。
简易数字信号传输性能分析仪的框图如图 1 所示。图中,v1 和 v1-clock 是数字信号发生器产生的数字信号和相应的时钟信号;v2 是经过滤波器滤波后的输出信号;v3 是伪随机信号发生器产生的伪随机信号;v2a 是 v2 信号与经过电容 c 的 v3 信号之和,作为数字信号分析电路的输入信号; v4 和 v4-syn 是数字信号分析电路输出的信号和提取的同步信号。
v3眼幅度。
数字信号发生器。
v1v1-clock
低通滤波器。
cv2 v2a
数字信号分析电路。
v4v4-syn
开关 s二、要求。
图 1 简易数字信号传输性能分析仪框图。
1.基本要求。
1)设计并制作一个数字信号发生器:
a)数字信号 v1 为 f ( x) =1 + x2 + x3 + x4 + x8 的 m 序列,其时钟信号为。
v1-clock;
b)数据率为 10~100kbps,按 10kbps 步进可调。数据率误差绝对值不。
大于 1%;
c)输出信号为 ttl 电平。
2)设计三个低通滤波器,用来模拟传输信道的幅频特性: a)每个滤波器带外衰减不少于 40db/十倍频程; b)三个滤波器的截止频率分别为 100khz、200khz、500khz,截止频。
率误差绝对值不大于 10%;
c)滤波器的通带增益 af 在 0.2~4.0 范围内可调。
3)设计一个伪随机信号发生器用来模拟信道噪声:
a)伪随机信号 v3 为 f2
x) =1 + x + x4 + x5 + x12 的 m 序列;
b)数据率为 10mbps,误差绝对值不大于 1%;
c)输出信号峰峰值为 100mv,误差绝对值不大于 10% 。
4)利用数字信号发生器产生的时钟信号 v1-clock 进行同步,显示数字信号。
v2a 的信号眼图,并测试眼幅度。
2.发挥部分。
1)要求数字信号发生器输出的 v1 采用曼彻斯特编码。
2)要求数字信号分析电路能从 v2a 中提取同步信号 v4-syn 并输出;同时, 利用所提取的同步信号 v4-syn 进行同步,正确显示数字信号 v2a 的信号眼图。
3)要求伪随机信号发生器输出信号 v3 幅度可调,v3 的峰峰值范围为。
100mv~ttl 电平。
4)改进数字信号分析电路,在尽量低的信噪比下能从 v2a 中提取同步信号 v4-syn,并正确显示 v2a 的信号眼图。
5)其他。三、说明。
1、在完成基本要求时,数字信号发生器的时钟信号 v1-clock 送给数字信号分析电路(图 1 中开关 s 闭合);而在完成发挥部分时,v1-clock 不允许送给数字信号分析电路(开关 s 断开)。
2、要求数字信号发生器和数字信号分析电路各自制作一块电路板。
3、要求 v1、v1-clock、v2、v2a、v3 和 v4-syn 信号预留测试端口。
4、基本要求(1)和(3)中的两个 m 序列,根据所给定的特征多项式 f1 ( x)
和 f2 ( x) ,采用线性移位寄存器发生器来产生。
5、基本要求(2)的低通滤波器要求使用模拟电路实现。
6、眼图显示可以使用示波器,也可以使用自制的显示装置。
7、发挥部分(4)要求的“尽量低的信噪比”,即在保证能正确提取同步信。
号 v4-syn 前提下,尽量提高伪随机信号 v3 的峰峰值,使其达到最大,此时数字信号分析电路的输入信号 v2a 信噪比为允许的最低信噪比。
四、评分标准。
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