桂林电子科技大学通信原理思考题

实验一 数字基带信号及传输实验1、 示波器使用中，X通道（水平系统）需要调整哪些项目？Y通道（垂直系统）需要调整哪些项目？答:X通道需要调整显示波形，水平刻度和位置，所用旋钮以及按键为s/div，POSITION，HORIMENU，MENO，SCALE，位于水平控制区。Y通道需要调整显示波形，垂直刻度和位置，所用旋钮及按键为Volts/div，POSITION，CH1，CH2，MATH，REF，OFF，SCALE位于垂直控制区。2、 示波器的触发电路需要调整（或选择）哪几项内容？答:（1）触发模式：AUTO，NORMAL，SINGLE（2）触发源：INT，EXI，LINE3、 模拟双踪示波器的双踪显示方式Alt（交替）显示、Chop（断续）显示有什么区别？如果要观测两路信号的相位关系，应该使用哪一种双踪显示方式？答: 在同时打开CH1和CH2的时候，ALT首先完成CH1的扫描，然后对CH2进行扫描，接着又扫描CH1，如此循环。这一模式适用于中速到高速信号。CHOP是示波器前后变换着描绘信号中的一小段，适用于捕获慢速信号。观测相位关系应用CHOP。4、 示波器无源探头内部包含什么电路？一般的探头的衰减比有哪几种？测量频率较高的信号应该用哪一种衰减比？是什么原因？答：无缘探头内部包含非常多的无源器件补偿网络（RC网络）探头的衰减比为1X，10X当测量频率较高的信号时，应用较高的衰减比这是因为当信号经过探头被衰减后，示波器的带宽会比原来有所提升5、 示波器Holdoff（持闭）（触发释抑）的含义是什么？答：触发释抑的含义是暂时讲示波器的触发电路封闭一段时间（即释抑时间），在这段时间内，即使有满足触发条件的信号波形点，示波器也不会被触发。出发释抑主要针对大周期重复而在大周期内有很多满足触发条件的不重复的波形点而专门设置的。6、 示波器在进行大周期重复而在大周期内有很多满足触发条件的不重复的波形点的信号测试时，要使信号波形稳定一般需要调整什么参数？答：一般调整触发器极性，触发电平或者稳定度电位器。7、 示波器的使用有哪些注意事项？ 答： 避免频繁开机；如果发现波形受外界干扰，可将示波器外壳接地；“Y输入”的电压不可以太高，在最大衰减时也不能超过400V，“Y输入”悬空是，受外界电磁干扰出现干扰波形，应避免出现这种现象；关机前先将灰度调节旋钮沿逆时针方向转到能使亮度减到最小，再断电源；在观察荧屏上的亮度，并进行调节时，亮度要适中。8、 频率计是如何测量信号的频率的？用示波器可以采用哪些方法测量信号的重复频率、重复周期？答：李沙育图形法和周期法：在示波器上根据李沙育图形或者信号波形的周期个数进行测量。9、 复杂信号的频域分析可以用什么仪器？复杂信号用频率计、示波器读出的周期、频率值与复杂信号的频谱有关系吗？如果有关系的话，关系如何？答：频谱分析仪；有关系；与发扎信号频谱带宽有关，B=2f10、 如何正确使用可调直流电源？答：电源开关：置“关”为电源关，“开”为电源开。调压：电压调节，调整稳压输出值。调流：调整稳流输出；VOLTS：电压表，指示输出电压；AMPERES：电流表，指示输出电流；跟踪，独立：置“独立”时，两路输出各自独立。置“跟踪”时，两路为串取跟踪工作方式；V/I：表头功能选择，置V为电压指示，置I为电流指示。11、 如何通过测量时钟信号来测出信号的码元宽度Ts、码速率？数据信号中有一段高电平，如何读出这段高电平包含了多少个码元1？答：被测信号频率为f，则周期为T，若有n个码元，则码元宽度为Ts=T/n，码速率RB=1/TS。先测出此高电平持续时间t，则码元“1”个数为t/TS。12、 双相码（Manchester码）的码元中，高电平的宽度与码元宽度是什么关系？答：码元宽度是高电平宽度的2倍。13、 归零码中，高电平的宽度与码元宽度是什么关系？答：码元宽度是高电平宽度的2倍。14、 归零码与不归零码在频谱特性上有什么不同？在其它特性上有何区别？答：归零码在频谱上，有直流分量，而不归零码中若“0”和“1”等概，则无直流分量。归零码易受干扰且不宜长距离传输，归零（t=TS/2）基带信号带宽为B=1/t=2fs，非归零码（t=TS）为B=1/t=fs。 15、 如何用数字示波器测量信号的频谱特性？答：先按下MATH，在选择FFT。16、 不同码型的频谱特性有何区别？答：AMI码：无直流成份，高、低频分量少，能量集中在1/2码速处 HDB3码：能量比AMI码更加集中于1/2码速处17、 对于某一种编码规则，当数据改变后，频谱特性是否跟着改变？答：不会，因为所得频谱特性是一种统计平均的值，与具体信号无关。18、在实际系统中采用的AMI码、HDB3码，常用的是归零的还是不归零的码型？有何好处？答：采用归零码型，在传输的AMI-RZ波形和HDB3-RZ波形，接手后经过全波整流，就可变为单极性RZ波形，从中可以提取定时分量。19、 并行的多位数据需要串行传送，可以有多少种方法来实现？实验电路中是如何实现的？答：将并行数据通过几位触发器来实现并串变换，实验中通过将并行数据经过四D触发器来实现并串转换。20、 TTL、CMOS数字电路能否输入、输出负电平信号？要实现有正负电平的信号输出，可以用什么方法来实现？实验电路中是如何实现的？答：能。要实现有正负电平的信号输出，可以用多选一模拟开关电路来实现，实验电路中采用三2选1和双4选1模拟开关电路来实现。21、 TTL、CMOS电平要表示高电平1,信号的幅度有何要求？要表示低电平0 信号的幅度应该在什么范围？答： TTL，输出高电平大于2.4V，输出低电平小于0.4V，输入高电平大于2.0V，输入低电平小于0.8V。CMOS，输出高电平大于4.45V ，输出低电平小于0.5V，输入高电平大于3.5V，输入低电平小于1.5V。22、 1、0等概的双相码，其信号频谱中包含有离散的时钟频谱分量吗？为什么？答：不包含，因为在0，1等概时，双极性NRZ波形频谱无直流分量。23、 当进行HDB3编码时，当前输入的NRZ信号为0，能否马上判定出此0码可以编为什么符号状态？最少需要经过多少位之后才能完成编码？答：不能，4位。24、 AMI码每一帧编出的波形是否完全一样？有什么规律？答：不完全一样，每一帧第一个1与前一帧最后为反相，之后每出现一个1都取反。25、 观测AMI码波形时，示波器波形可能会出现混叠（跳动），需要调整示波器的哪个参数才能让波形稳定？为什么？答：持闭时间。因为AMI码的持闭时间要比NRZ大一倍。26、 为什么观测AMI码波形时容易出现波形混叠？答：因为不确定度比较大，AMI码具有+1、-1和0三个状态。27、 HDB3编码实验电路中用什么电路完成四连0检测的？答： HDB3编码实验中用四D触发器，U1A和U1B（与非门），非门组成的电路来实现。28、 实验电路中用什么电路完成二分频的？画出其结构答：用D触发器，29、 在数字信源模块中使用的主要哪些功能类型的芯片？实现什么功能？答：模拟开关芯片：产生单，双极性非归零码与归零码。计数器芯片：分频。译码器芯片：实现四路八位码的合路。D触发器芯片：产生AMI码。实验二 HDB3 译码器和时域均衡器1、 写出 HDB3 编码器电路中的四连零检测原理。答：若出现四个连 0 时，U7A 输出为“1”，使连 0 的第 4 个 0 变为“1”，完成补 V 功能；若无连 0 时，U7A 输出与原码相同，即补 V。2、 电路中是如何实现补 V、加 B 补奇的？答：当串行码加过四 D 触发器进行四位移位后，实现串/并变换。若出现四个连 0 时，UTA 输出“1”，使连 0 串的第 4 个 0 变为“1”，完成补 V 功能。当有补 V 脉冲时，若 U11A 的计数个数为偶数时，U8A 因补 V 脉冲与计数器输出脉冲的共同作用，使 U8A 输出状态发生翻转，关闭 U8B，使之输出为“1”，即在原码中的四连 0 中的第 1 个“0”处，使“0”变为“1”。若计数器为奇数时，U8A 因补 V 脉冲与计数脉冲的作用，使之不发生翻转而打开了 U8B，不影响原码连 0 状态。两 V 码之间为偶数个“1”时，加 B。3、 实验中，单/双极性变换、双/单极性变换是如何实现的？答：U11B 为由 JK 触发器组成的计数器，并有正反相输出，且与倍码及时钟共同送入与门 U14A 和 U14B，变成两路+B 和-B 单极性信号，去控制 U16的双四选一模拟开关，使单极性码变为双极性的 HDB3 码。由正整流 D1、负整流 D2 及整流电路组成。正整流电路 HDB3 码中取出正极性码（+B）；负整流电路从 HDB3 中取出负极性码（-B）；整形电路使整流后的脉冲变得规整。4、 HDB3 编码器输出波形相对原始数据会产生延时，按照编码规则，编码器必 需经过多少个时钟周期的延时才能编出相应的 HDB3 信号？答：四个码元长度。5、 写出 HDB3 译码器中的单/双极性变换，V 码检测及扣 V、扣 B 的原理，写出译码电路各部分的功能；答：U11B 为由 JK 触发器组成的计数器，并有正反相输出，且与倍码及时钟共同送入与门 U14A 和 U14B，变成两路+B 和-B 单极性信号，去控制 U16的双四选一模拟开关，使单极性码变为双极性的 HDB3 码。由+V 检测电路（U4D、U12A、U17B）和-V 码检测电路（U4E、U12B、U17D）以及相加器（U5AD、U17C）组成。+V 码检测电路从+B 码流中取出+V 码（T12）； -V 码检测电路从-B 码流中取出-V 码（T14），相加器把+V 和-V 码相加后得到 V码（T11）。该功能电路由 U2 的四 D 触发器组成的移存器完成。相加器U18A、U4DF 把+B 码与-B 码合成 B 码。B 码流送入扣 V 扣 B 电路。在时钟信号的作用下进行移位。V 码信号送入 U2（称存器）的清零端。当出现 V码脉冲时，V 码脉冲使四位移存器清零，亦即把移存器中已进入的三位代码以及 V 脉冲本身全部变为 0 码，达到扣 V 扣 B 的目的。6、 写出 HDB3 译码产生延迟的原因，译码器必需经过多少个时钟周期的延时才能译出相应的信号？；答：因需要判断是否出现四连 0，因此要延迟 4 个码元长度才能判断。7、 实验电路中均衡的信号是二元码还是三元码？答：三元码。8、 实验电路中可变系数电路是如何实现的？答：将来自接受滤波器的信号经过延时，每次延时和响应的抽头系数Ci加权，再将延时的波形进行叠加，通过调整抽头系数去改变波形，从而减小码间串扰。9、 最小峰值畸变（迫零调整方法）是如何进行调整的？答：调节时，可以发送端每隔一段时间重复的发送单脉冲，其间隔超过码间干扰的持续时间，用示波器观察接收波形，根据各取样点情况反复进行调节。10、 通过均衡后，波形的宽度应该变窄了还是变宽了？波形宽度调整到什么状态比较合适？答：变窄。不混叠。11、 一般而言，离中心抽头远的抽头，其可变系数的绝对值应该设置较大还是较小？为什么？答：设置较小。因为外围抽头所需的系数变化都很小。12、 实验电路中，中心抽头调整系数的电位器需要调到哪个位置？为什么？答：有明显的前后肩波形，与原相反。I dont know why。13、 中心抽头调整系数的电位器设定相应位置后，在之后的均衡调整中，是否还需要调整中心抽头电位器，为什么？答：不用。I dont know why。14、 离中心抽头远的抽头端，其系数调整电位器比靠近中心抽头的电位器需要调整的量是大一点还小一点？为什么？答：小一点。因为外围抽头所需的系数变化都很小。15、 什么叫眼图？答：所谓眼图是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形从而估计和调整系统性能的一种方法。16、 眼图与普通观测时的波形有何区别？答：眼图要把所有波形重叠在一起看；普通观测绝不能将所有的波形重叠到一起。 17、 示波器的触发源必需选择什么信号进行触发才能扫描得到眼图？为什么？答：用时钟信号作为触发源，因为要使眼图的清晰。18、二进制信号传输时的眼图有几只眼？当传输信号为三元码时，会显示几只眼？ 答：二进制双极性博形式，在一个码元周期内只能看到一只眼睛，若节诶受的时M进制双极性波形，则在一个码元周期内可以看到纵向显示的（M-1）只眼睛，传输三元码时，眼图中会出现一根代表“D”的水平线，另外，扫描时间为nTs时可以看到并排的几只眼睛。19、接收端进行数据还原时，如何通过眼图来选择采样时刻、判决门限？答：眼图睁开时刻或者最小峰值畸变时刻。实验三 2FSK 调制与解调实验1、 画出实验电路中 2FSK 调制器采用的原理框图；答：2、 根据实验指导书的相关资料，说明本实验 2FSK 调制的载波频率分别是多少？答：f1=1MHZ,f2=2MHZ3、 实验中，信息的码速率是多少？答：B=1.5MHZ，Rb=256kHZ4、 可以用什么方法来测量 2FSK 的两个载波频率？答:方法一：测量 10 个周期，并取平均值。方法二：把 a 载波设成全 0，则显示的是 b 载波的频率。设 a 载波设成全 1，则显示为 a 载波的频率。5、 本实验中，2FSK 信号带宽是多少？用数字示波器如何测量？答：答： |f2-f1|+2fs=2M-1M+2*256K=1.512Mhz， f1、 f2 是 2 个载波频率，fs 为基带信号的带宽。先按下 MATH 按钮，再选择 FFT。6、 画出 2FSK 过零检测解调的原理框图；答：7、 FSK 过零检测解调方案采用数字电路如何实现；答:将 2FSK 信号通过放大整形形成矩形脉冲，分别送入 U18a 单稳触发器实现上升沿促发和 U18b 单稳触发器实现下降沿促发，然后将两个单稳触发器输出脉冲相加。相加器采用或非门实现。这一过程实际起到微分、整理、脉冲形成的作用，所得到的是与频率变化相应的脉冲序列，这个序列就代表调频波的过零点。脉冲序列经过低通滤波器滤除高次谐波，便能得到对应的原数字基带信号8、 测试接收端的各点波形，需要与什么波形对比，才能比较好的进行观测？示波器的触发源该选哪一种信号？为什么？答:与该点相同作用处的波形（信息量不同）相比较。触发源选择原始信号。因为频率低稳定度高。9、 采用过零检测解调的方法时，将 f1 和 f2 倍频的电路是如何设计的？答: 经过上升沿、下降沿单稳态触发后相加输出。10、 采用过零检测解调的方法时，解调电路中哪一点的波形是 f1 和 f2 的倍频？答:相加器输出端11、 解调时将 f1 和 f2 倍频有何好处？如何通过仪器测量来说明？答:原来f=|f2-f1|=1Mhz，倍频后，f=|f2-f1|=2Mhz，从而降低低通滤波器的难度，方便提取 f1、f2 的直流分量，减少干扰。12、 解调电路各点信号的时延是怎么产生的？答:由滤波和抽样产生。13、 解调电路中 T31（放大出）没有信号输出，可能的原因有哪些？答:（1）没有信号输入（2）放大器损坏（3）放大器频率，响应低14、解调出的信码和调制器的绝对码之间的时延是怎么产生的？答:由滤波和抽样产生。15、解调的信号为什么要进行再生？答:整形后的码 1 和码 0 宽度不同，为使其等宽。16、解调的信号是如何实现再生的？答:通过施密特触发器，送抽样时钟给施密特后，每当时钟边沿触发时，输出信号幅度随抽样时刻改变。17、 画出 2FSK 锁相 PLL 解调的原理框图；答：18、PLL 解调 2FSK 信号的原理是什么？答：在信噪上升时，利用 PLL 可以降低误码率19、锁相环 NE564 的工作原理？答: 它是由输入限幅、鉴相器、压控振荡器、放大器、直流恢复电路和施密特触发器等大部分组成。 限幅用差动电路，高频性能很好，起作用是输入幅度不同的条件下，产生恒定的输出电压，作为鉴相器输入信号。20、针对过零检测原理方框图，如何采用数字电路实现；答：将 2FSK 信号通过放大整形形成矩形脉冲，分别送入18aU单稳触发器实现上升沿促发和18bU单稳触发器实现下降沿促发，然后将两个单稳触发器输出脉冲相加。相加器采用或非门实现。这一过程实际起到微分、整理、脉冲形成的作用，所得到的是与频率变化相应的脉冲序列，这个序列就代表调频波的过零点。脉冲序列经过低通滤波器滤除高次谐波，便能得到对应的原数字基带信号。单运放为20U、19cU整形输出，23aU为再生电路。21、T19（2FSK 过零检测出）信号异常，如何判断故障点在哪？答：以输入 CH1、2FSK 为参考，CH2 作测量端，在过零检测电路系统上作逐个排查22、解调输出信号与发送端的数据信号对比，为什么会有延时，是哪些原理造成的？答:由滤波和抽样产生。实验四 2PSK 调制与解调实验1、 实验箱中 2PSK 调制器用的调制方法是什么？答：移相键控调制的直接调相法。2、 2PSK 调制能否用非相干解调方法？答：不能。3、 相位模糊产生的原因和解决方法？答：原因：在调制过程中采用了分频，而二分频器的输出电压有相差 180度的两种可能相位，即其输出电压的相位决定了分频器的初始状态，这就是会导致分频出的载波存在相位模糊（2PSK 采用的是相移方式）解决办法：使用 2DPSK 二相相对移相键控4、 绝/相、相/绝变换的框图？答：5、 绝/相、相/绝变换电路是怎么实现的。答：绝/相变换电路是把数据信息源输出的绝对码变相对码，2DPSK 信号由相对码进行绝对调相得到。它由模二加10AU（74LS86）和 D 触发器9AU（74LS74）组成，其逻辑关系为：iai-1b=ib，其中ia是绝对码，i-1b是延迟一个码元的相对码，ib是相对码。相/绝变换电路由14BU（74LS74）和15BU（74LS86）组成，其逻辑关系可表示为i-1bib=ia，其中ib为相对码，i-1b为延迟一个码元的相对码，ia为绝对码。6、 画出实验板中 2PSK、2DPSK 调制与解调器的原理框图；答： 7、 本实验中，2PSK 信号带宽是多少？用数字示波器如何测量？答：B=2sf=2/Ts。先按 MATH 按钮，再选择 FFT 选项。8、 测试接收端的各点波形，需要与什么波形对比，才能比较好的进行观测？示波器的触发源该选哪一种信号？为什么？答：绝对码波形。原始信号。触发源信号应该选择频率较低、稳定度高的信号。9、 解调电路各点信号的时延是怎么产生的？答：由滤波与抽样产生。10、 码再生的目的是什么？答：防止噪声干扰的累加，恢复出基带信号。把码元展宽。11、 用 D 触发器做时钟判决的最佳判决时间应该如何选择？答：眼图中眼睛张开最大时刻，即码元能量最大时刻，把各个信号叠加在一起。12、 解调出的信码和调制器的绝对码之间的时延是怎么产生的？答：由滤波与抽样产生。13、 在接收机带通滤波器之后的波形出现了起伏是什么原因，带通滤波器的带宽设计多大比较合适？答：符号切换造成了旁瓣的产生，0、1 跳变使得高频成份丰富。 0 转换点导致的频谱扩展特别大，通过滤波器会缩小。带宽设计为 2/Ts。实验五 模拟信号的数字化1、 模拟信号的数字化需要几步，分别是什么？答：抽样，量化，编码。2、 实验系统中 PCM 编译码的采样率是多大？答：8KHZ。3、 PCM 编译码芯片中的用到哪些滤波器？这些滤波器的带宽设置是如何考虑的？答：RC 低通滤波器(4KHz)，开关电容带通滤波器（256KHz） 。采样率大于等于两倍信号最高频率。4、 实验中用到 2KHz 音频信号，这时，音频信号一个周期内的采样点数是多少？采样点编出的码字有什么规律？答：一个周期内出现 4 个采样点。最高位为极性码，接着 3 位段落码（采用非均匀量化），最后 4 位段内码（采用均匀量化）。实验六 同步技术1、 画出用直接法从接收信号中提取同步载波的框