实验六 位同步信号提取实验
一、实验目的
1. 掌握用数字环提取位同步信号的原理及对信息代码的要求。
2. 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。
二、实验内容
1. 观察数字环的失锁状态、锁定状态。
2. 观察数字环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差的关
系。
3. 观察数字环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。
三、实验器材
1. 信号源模块
2. 同步信号提取模块
3. 20M 双踪示波器 一台
4. 频率计(选用) 一台
四、实验原理
1. 电路分析
位同步也称为位定时恢复或码元同步。在任何形式的数字通信系统中,位同步都是必不
可少的,无论数字基带传输系统还是数字频带传输系统,无论相干解调还是非相干解调,都
必须完成位同步信号的提取,即从接收信号中设法恢复出与发端频率相同的码元时钟信号,
保证解调时在最佳时刻进行抽样判决,以消除噪声干扰所导致的解调接收信号的失真,使接
收端能以较低的错误概率恢复出被传输的数字信息。因此,位同步信号的稳定性直接影响到
整个数字通信系统的工作性能。
位同步的实现方法分为外同步法和自同步法两类。由于目前的数字通信系统广泛采用自
同步法来实现位同步,故在此仅对位同步中的自同步法进行介绍。采用自同步法实现位同步
首先会涉及两个问题:(1)如果数字基带信号中确实含有位同步信息,即信号功率谱中含
有位同步离散谱,就可以直接用基本锁相环提取出位同步信号,供抽样判决使用;(2)如
果数字基带信号功率谱中并不含有位定时离散谱时,怎样才能获得位同步信号。
数字基带信号本身是否含有位同步信息与其码型有密切关系。应强调的是,无论数字基
带信号的码型如何,数字已调波本身一般不含有位同步信息,因为已调波的载波频率通常要
比基带码元速率高得多,位同步频率分量不会落在数字已调波频带之内,通常都是从判决前
的基带解调信号中提取位同步信息。二进制基带信号中的位同步离散谱分量是否存在,取决
于二进制基带矩形脉冲信号的占空比。若单极性二进制矩形脉冲信号的码元周期为 T
s
,脉
冲宽度为τ,则 NRZ 码的τ= T
s
,则 NRZ 码除直流分量外不存在离散谱分量,即没有位
同步离散谱分量 1/T
s
;RZ 码的τ满足 0<τ<T
s
,且τ通常占空比为 50%,此时的 RZ 码含
有 n 为奇数的 n/ T
s
离散谱分量,无 n 为偶数的离散谱分量,这就是说,RZ 码含有位同步离
散谱分量。显然,为了能从解调后的基带信号中获取位同步信息,可以采取两种措施:(1)