六、实验报告要求
1. 设置随机序列分别为01110010 10011010 00110100，01010010 10011010 00110100，0100010 10011010 00110100，01110010 10100010 00101001， 01110010 11110010 11110010, 00000000 01110010 00000000,00000000 00000000 01110010，记录数字信号源模块的NRZ-OUT,帧同步模块的GAL和FS-OUT。
2. 根据实验结果，画出同步器处于同步状态及失步状态时同步器各点波
形。
3. 本实验中同步器由同步态转为捕捉态时÷24信号相位为什么不变？ 4. 同步保护电路是如何使假识别信号不形成假同步信号的？
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实验五 数字基带通信系统实验
一、实验目的
1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。 2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。 3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。 二、实验内容
1. 用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。 2. 观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。 3. 观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
4. 用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
三、实验设备
1、20MHZ示波器一台
2、实验模块：数字信号源模块（RC-ZHTX-01模块）、数字终端模块（RC-ZHTX-07模块）、位同步恢复模块（RC-ZHTX-05模块），帧同步恢复模块（RC-ZHTX-06模块）。 四、基本原理
本实验使用数字信号源模块、数字终端模块、位同步恢复模块及帧同步恢复
模块。
1. 数字终端模块工作原理：
原理框图如图5-1所示。它输入单极性非归零信号、位同步信号和帧同步信号，把两路数据信号从时分复用信号中分离出来，输出两路串行数据信号和两个8位的并行数据信号。两个并行信号驱动16个发光二极管，左边8个发光二极管显示第一路数据，右边8个发光二极管显示第二路数据，二极管亮状态表示“1”，熄灭状态表示“0”。两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3。
在数字终端模块中，有以下测试点及输入输出点： ? FS-IN 帧同步信号输入点 ? S-IN 时分复用基带信号输入点 ? BS-IN 位同步信号输入点
? SD 抽样判决后的时分复用信号测试点 ? BD 延迟后的位同步信号测试点
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? FD-D ? D1 ? B1 ? F1 ? D2 ? B2 ? F2
BS-IN 整形后的帧同步信号测试点 分接后的第一路数字信号测试点 第一路位同步信号测试点 第一路帧同步信号测试点 分接后的第二路数字信号测试点 第二路位同步信号测试点 第二路帧同步信号测试点
显示并/串变换F1B1D1BD延迟1BD串/并变换S-IN延迟2FS-INFDFD-7延迟3FD-15FD-8FD-16整形SD-DD2串/并变换F2并/串变换显示B2÷3
图5-1 数字终端原理方框图
图5-1中各单元与元器件的对应关系如下： ? 延迟1 单稳态多谐振荡器 ? 延迟2 D触发器
? 整形 单稳态多谐振荡器、D触发器 ? 延迟3 移位寄存器 ? ÷3 二进制寄存器
? 串/并变换 八级移位寄存器 ? 并/串变换 八级移位寄存器 ? 显示 发光二极管
延迟1、延迟2、延迟3、整形及÷3等5个单元可使串/并变换器和并/串变换器的输入信号SD、位同步信号及帧同步信号满足正确的相位关系，如图5-2所示。
移位寄存器把FD延迟7、8、15、16个码元周期，得到FD-7、FD-15、FD-8（即F1）和FD-16（即F2）等4个帧同步信号。在FD-7及BD的作用下，串并转换器将第一路串行信号变成第一路8位并行信号，在FD-15和BD作用下，串并转换器将第二路串行信号变成第二路8位并行信号。在F1及B1的作用下，
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并串转换器将第一路并行信号变为串行信号D1，在F2及B2的作用下，并串转换器将第二路并行信号变为串行信号D2。B1和B2的频率为位同步信号BS频率的1/3，D1信号、D2信号的码速率为信源输出信号码速率的1/3。
串并转换器输出的并行信号送给显示单元。根据数字信源和数字终端对应的发光二极管的亮熄状态，可以判断数据传输是否正确。
串/并变换及并/串变换电路都有需要位同步信号和帧同步信号，还要求帧同步信号的宽度为一个码元周期且其上升沿应与第一路数据的起始时刻对齐，因而送给移位寄存器U67的帧同步信号也必须符合上述要求。但帧同步模块提供的帧
SD FD FD-7 FD-8 ( F1 ) FD-15 FD-16 ( F2 )—— 数据1 数据2 帧同步 BD B1 B2
图5-2 变换后的信号波形
同步信号脉冲宽度大于两个码元的宽度，且帧同步脉冲的上升沿超前于数字信源输出的基带信号第一路数据的起始时刻约半个码元（帧同步脉冲上升沿略超前于位同步信号的上升沿，而位同步信号上升沿位于位同步器输入信号的码元中间，由帧同步器工作原理可得到上述结论），故不能直接将帧同步器提取的帧同步信号送到移位寄存器U67的输入端。
终端模块将帧同步器提取的帧同步信号送到单稳U64的输入端，单稳U64设为上升沿触发状态，其输出脉冲宽度略小于一个码元宽度，然后用位同步信号BD对单稳输出抽样后得到FD，可通过电位器R2来改变BD的相位，从而得到两种不同的FD信号FD1、FD2，如图5-3所示。两种FD的宽度均为一个码元间隔，但FD1脉冲位于信号SD的数据1的第一位，而FD2脉冲位于信号SD的
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帧同步码的最后一位。正确工作状态下，BD上升沿应处于终端模块S-IN信号的码元中间，FD应为FD1，所以用FD1能正确分接出两路数据，而FD2比FD1超前一位，用FD2分接出来的数据是错误的（此数据有何规律，请思考）。
应指出的是，当数字终端采用其它电路或分接出来的数据有其它要求时，对位同步信号及帧同步信号的要求将有所不同，但不管采用什么电路，都需要符合某种相位关系的帧同步信号和位同步信号才能正确分接出时分复用的各路信号。
数据1SDFD1FD2数据2帧同步
图5-3 SD和两种FD波形
2. 时分复用数字基带通信系统
图5-4为时分复用数字基带通信系统原理方框图。复接器输出时分复用单极性不归零码（NRZ），码型变换器将NRZ码变为适于信道传输的传输码（如HDB3码等），发滤波器主要用来限制基带信号频带，收滤器可以滤除一部分噪声，同时与发滤波器、信道一起构成无码间串扰的基带传输特性。复接器和分接器都需要位同步信号和帧同步信号。
m1(t)码型变换发送滤波器接收滤波器D1(t)…mN(t)位同步复接器帧同步信道噪声识别器位同步器BS码型反变换分 接器FS帧同步器…BSDN(t) 图5-4 时分复用数字基带通信系统
本实验中复接路数N=2，信道是理想的、即相当于将发滤波器输出信号无失真地传输到收滤波器。为简化实验设备，收、发滤波器也被省略掉。
本实验的主要目的是掌握位同步信号及帧同步信号在数字基带传输中的作用，故也可省略码型变换和反变换单元。 五、实验步骤
1.熟悉本次实验使用的数字信源、位同步、帧同步、数字终端这四个模块，按照图5-5将这四个模块连在一起，打开交流电源开关和各模块的电源开关。
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