通信原理中眼图的应用
什么是眼图
眼图是通信原理中用于评估和分析数字信号质量的重要工具。它通过对数字信号的采样和显示，以一种直观的方式展示信号的稳定性和失真情况。眼图通常用于分析和判断数字通信系统的性能，并对其中的问题进行诊断和调试。
眼图的生成过程
1.信号采样：在生成眼图之前，需要对数字信号进行采样。采样过程
中，根据信号的时钟信号来确定采样时机，通常使用快速采样仪来进行高速、精确的采样。
2.信号显示：采样后的信号会通过一个显示设备进行展示。在传统的
眼图中，信号通常会被划分为许多由采样点组成的窗口，然后通过展示这些窗口来形成眼图。现代的眼图仪器一般都具备高分辨率的显示屏，可以直接以高质量的图像形式呈现眼图。
3.眼图优化：在生成眼图之后，可能需要对眼图进行一定的优化。例
如，可以通过调整采样时机、增加采样点数等方式来改善眼图的质量。这样可以更清晰地观察到眼图中的细节，有助于对信号质量进行更准确的评估。
眼图的应用
眼图作为一种直观的信号展示方式，在通信原理中具有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用场景：
1. 信号质量评估
眼图可以直观地显示信号的稳定性和失真情况。通过对眼图的观察可以判断信号是否存在幅度失真、时钟抖动、时序偏移等问题，评估信号的质量是否符合预期要求。这对于设计和优化数字通信系统至关重要。
2. 噪声分析
眼图可以帮助分析信号受到的噪声干扰情况。通过观察眼图的展开，可以判断信号在传输过程中受到的各种噪声的影响程度，进而进行噪声的分析和统计。这对于优化传输链路、提高传输性能非常有帮助。
3. 时钟同步评估
眼图中的时钟信号是通过采样时机生成的，所以眼图展示的时钟信息非常直观和准确。通过眼图可以观察时钟信号的稳定性和抖动情况，进而评估时钟同步的精度和可靠性。对于需要精确时序的通信系统，这是一个非常有用的工具。
4. 相位偏差分析
眼图中的时钟信息还可以用于分析信号的相位偏移情况。通过观察眼图中的相位偏移，可以评估信号传输中的相位稳定性和补偿需求。这对于设计和调试相干通信系统尤为重要。
5. 信号间干扰检测
在复杂的通信系统中，信号间可能存在干扰。通过观察眼图，可以清晰地发现信号间的干扰现象。这对于干扰源的定位和排除非常有帮助。
总结
眼图作为通信原理中的重要工具，主要用于评估和分析数字信号的质量。通过对眼图的展示和分析，可以判断信号的稳定性、失真情况、噪声干扰、时钟同步、相位偏移以及信号间干扰等问题。在设计、优化和调试通信系统中，眼图具有重要的应用价值。
通信原理中眼图的应用 什么是眼图 眼图是通信原理中用于评估和分析数字信号质量的重要工具。它通过对数字信号的采样和显示，以一种直观的方式展示信号的稳定性和失真情况。眼图通常用于分析和判断数字通信系统的性能，并对其中的问题进行诊断和调试。 眼图的生成过程 1.信号采样：在生成眼图之前，需要对数字信号进行采样。采样过程 中，根据信号的时钟信号来确定采样时机，通常使用快速采样仪来进行高速、精确的采样。 2.信号显示：采样后的信号会通过一个显示设备进行展示。在传统的 眼图中，信号通常会被划分为许多由采样点组成的窗口，然后通过展示这些窗口来形成眼图。现代的眼图仪器一般都具备高分辨率的显示屏，可以直接以高质量的图像形式呈现眼图。 3.眼图优化：在生成眼图之后，可能需要对眼图进行一定的优化。例 如，可以通过调整采样时机、增加采样点数等方式来改善眼图的质量。这样可以更清晰地观察到眼图中的细节，有助于对信号质量进行更准确的评估。 眼图的应用 眼图作为一种直观的信号展示方式，在通信原理中具有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用场景： 1. 信号质量评估 眼图可以直观地显示信号的稳定性和失真情况。通过对眼图的观察可以判断信号是否存在幅度失真、时钟抖动、时序偏移等问题，评估信号的质量是否符合预期要求。这对于设计和优化数字通信系统至关重要。 2. 噪声分析 眼图可以帮助分析信号受到的噪声干扰情况。通过观察眼图的展开，可以判断信号在传输过程中受到的各种噪声的影响程度，进而进行噪声的分析和统计。这对于优化传输链路、提高传输性能非常有帮助。
3. 时钟同步评估 眼图中的时钟信号是通过采样时机生成的，所以眼图展示的时钟信息非常直观和准确。通过眼图可以观察时钟信号的稳定性和抖动情况，进而评估时钟同步的精度和可靠性。对于需要精确时序的通信系统，这是一个非常有用的工具。 4. 相位偏差分析 眼图中的时钟信息还可以用于分析信号的相位偏移情况。通过观察眼图中的相位偏移，可以评估信号传输中的相位稳定性和补偿需求。这对于设计和调试相干通信系统尤为重要。 5. 信号间干扰检测 在复杂的通信系统中，信号间可能存在干扰。通过观察眼图，可以清晰地发现信号间的干扰现象。这对于干扰源的定位和排除非常有帮助。 总结 眼图作为通信原理中的重要工具，主要用于评估和分析数字信号的质量。通过对眼图的展示和分析，可以判断信号的稳定性、失真情况、噪声干扰、时钟同步、相位偏移以及信号间干扰等问题。在设计、优化和调试通信系统中，眼图具有重要的应用价值。
实验名称数字解调与眼图 学院信息科学与工程学院 专业班级 姓名 学号 数字解调与眼图 一、实验目的 1. 掌握2DPSK相干解调原理。 2. 掌握2FSK过零检测解调原理。 二、实验内容 1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。 2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。 3．用示波器观察眼图。 三、基本原理 可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用相干解调法。本实验系统中，2DPSK载波频率等码速率的13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。2FSK信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。 图4-1 数字解调方框图 （a） 2DPSK相干解调（b）2FSK过零检测解调 本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。2DPSK 模块内部使用+5V、+12V和-12V电压，2FSK模块内部仅使用+5V电压。图4-1为两个解调器的原理方框图，其电原理图如图4-2所示（见附录）。 2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点： ? MU 相乘器输出信号测试点 ? LPF 低通、运放输出信号测试点 ? Vc 比较器比较电压测试点 ? CM 比较器输出信号的输出点/测试点 ? BK 解调输出相对码测试点 ? AK-OUT 解调输出绝对码的输出点/测试点（3个）
? BS-IN 位同步信号输入点 2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点： ? FD 2FSK过零检测输出信号测试点 ? LPF 低通滤波器输出点/测试点 ? CM 整形输出输出点/测试点 ? BS-IN 位同步信号输入点 ? AK-OUT 解调输出信号的输出点/测试点（3个） 2DPSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件的对应关系如下：?相乘器U29：模拟乘法器MC1496 ?低通滤波器R31；C2 ?运放U30：运算放大器UA741 ?比较器U31：比较器LM710 ?抽样器U32:A：双D触发器7474 ?码反变换器U32:B：双D触发器7474；U33:A：异或门7486 2FSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件对应关系如下： ?整形1 U34:A：反相器74HC04 ?单稳1、单稳2 U35：单稳态触发器74123 ?相加器U36：或门7432 ?低通滤波器U37：运算放大器LM318；若干电阻、电容 ?整形2 U34:B：反相器74HC04 ?抽样器U38:A：双D触发器7474 在实际应用的通信系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。本实验系统中为简化实验设备，发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是理想的，故解调器输入端就没加带通滤波器。 下面对2DPSK相干解调电路中的一些具体问题加以说明。 ? MU的波形接近图4-3所示的理论波形，略有区别。 ?信源是周期为24bit的周期信号，当24bit的相对码BK中“1”码和“0”码个数不相等时，相乘器U29的输出信号MU及低通滤波器输出信号LPF是正负不对称的信号。在实际的2DPSK通信系统中，抽样判决器输入信号是一个均值为0且正负对称的信号，因此最佳判决电平为0。本实验系统中，Vc决定判决电平。当Vc=0而相对码BK 中“1”码和“0”码个数差别太大时，可能出现误判决，即解调器出现误码。因为此时LPF信号的正电平或负电平非常接近0电平，抽样脉冲（位同步信号）稍不理想就会造成误码。电位器R 用来调节判决电平，当BK中“1”码与“0”码个数差别比较大时出39 现误码时，可调节R 使Vc等于LPF信号的中值（最佳判决门限）。实际通信系统中的39 2DPSK相干解调器（或差分相干解调器）不需要调节判决电平。 ?比较器的输出CM为TTL电平信号，它不能作为相对码直接送给码反变器，因为它并不是一个标准的单极性非归零码，其单个“1”码对应的正脉冲的宽度可能小于码元宽度、也可能大于码元宽度。另外，当LPF中有噪声时，CM中还会出现噪声脉冲。
电路中eye-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 概述 眼图（Eye diagram）是电路中一种常用的信号分析工具，它可以直观地展示出数字信号的品质和传输效果。在现代通信系统中，眼图被广泛应用于高速串行数据传输的评估和调试。通过观察眼图的开口大小、噪声水平和信号失真情况，工程师可以更好地了解信号的质量，并进行相应的优化和改进。 眼图的形状对于判断信号传输的可靠性至关重要。一个完整的眼图通常由交错的开口组成，类似于人的眼睛。开口的大小代表了信号的幅度范围，而开口的位置则表示了信号的平衡情况。当信号失真或受到干扰时，眼图的开口会变小或者变形，这表明数字信号的质量下降。通过分析眼图的形态特征，工程师可以判断信号传输中存在的问题，并进一步进行故障定位和改进。 在电路设计和调试中，眼图的使用非常广泛，特别是在高速数据传输和时钟恢复等领域。通过采集信号的波形数据，然后进行采样和重新组合，就可以生成眼图。通过眼图，工程师可以看到数字信号在不同时间点的变
化情况，并对信号的时序和整体稳定性进行分析。 总之，眼图是一种重要的电路分析工具，能够帮助工程师更好地认识和评估信号的质量。通过对眼图的观察和分析，我们可以识别出信号传输中存在的问题，并采取适当的措施来改进和优化电路的性能。接下来，本文将重点介绍电路中眼图的关键要点，并探讨其在实际应用中的意义和挑战。 1.2 文章结构 文章结构部分的内容是对整篇文章的结构进行简要介绍和概述。它可以包括以下信息： 文章的整体篇幅和章节分布：介绍文章的总字数和章节划分，使读者能够了解文章的大致结构和篇幅。 各章节内容的概述：对文章中各个章节的主要内容进行简要介绍，让读者对整篇文章的内容有一个整体的概念。 章节之间的逻辑关系：说明各章节之间的逻辑联系和顺序，以便读者能够理解文章的思路和脉络。 注重的重点和亮点：指出文章中的重点部分和亮点，以激发读者的兴趣和引导读者关注重要的内容。
眼图 摘要——在通信中，眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能 关键词——通信原理、眼图、码间串扰、信道 I.概念 眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”。从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。 II.成因与作用 眼图的成因：由于示波器的余辉作用，扫描所得的每一个码元波形将重叠在一起，从而形成眼图。 眼图的“眼睛” 张开的大小反映着码间串扰的强弱。“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。 当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。若同时存在码间串扰，“眼睛”将张开得更小。与无码间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹，变成了比较模糊的带状线，而且不很端正。噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。 眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息：可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱，有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响，评价一个基带系统的性能优劣；可以指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰。 （1 ）最佳抽样时刻应在“眼睛 ” 张开最大的时刻。 （2 ）对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。斜率越大，对定时误差就越灵敏。 （3 ）在抽样时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变。 （4 ）眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平。 （5 ）在抽样时刻上，上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各 相应电平的噪声容限，噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。 III.实际应用 在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和 噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同 步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图。二进制信号传输时的眼图
基于MATLAB的眼图仿真 ——及其与通信实验箱之结果的比较 摘要 通信实验往往可以从硬件和软件两方面着手设计，并加以横向比较，从而达到更深刻地理解和领会通信理论原理的目的。本设计选取眼图为研究对象。可靠性是通信系统的重要指标之一，而眼图是定性衡量传输系统可靠性能——码间串扰大小及受信道噪声的影响等——的方法，简单直观；除了用通信实验箱实现眼图的观察外，软件仿真具有前者所不具备的优点，本设计以MATLAB为主要工具实现了眼图的仿真模拟。 硬件方面使用北京掌宇金仪科教仪器设备有限公司生产的TIMS-301 F系列实验系统，只需较少的模块就能完成眼图的实现，缺点是灵活性不够；MATLAB由初始的矩阵实验室发展成一款具有广泛用途的科学实验软件，在通信系统仿真方面是有效而便捷的。MATLAB本身内置功能强大的函数库和讲解详细的帮助文档，前者使得眼图的仿真更加高效。 眼图仿真考虑了以下几方面因素的影响：调制数字信号的方式、传输系统（滤波）、信道噪声及其大小等等；给出了MATLAB语言编程和Simulink动态建模两种眼图的实现方式，通过仿真有效的验证了眼图判断噪声大小、系统性能的有效性，并尝试了通过眼图调整通信系统的抗干扰能力。 关键字：通信系统，眼图，仿真，MATLAB
Simulation of Eye Diagram Based on Matlab ——& Comparison with the rusult of TIMS Abstract Experiment in communication system can often be coducted on hardware as well as by sofeware, and by drawing comparison with each other, the principles of the theories in communication system could be understood more deeply and properly . The Eye Diagram was chosed to be studied in this design. The reliability is one of the most important indexes in evaluating the performance of a communication system. Eye Diagram is such a tool to observe the performance of communication systems. By using an Eye Diagram, the magnitude of the noise and the Intersymbole Interference (ISI) could be diagnosed by and large. Two methods were employed to achieve the Eye Diagram. One was the TIMS-301F teaching & experimental system, which is simple but inflexible; the other was using the language of MATLAB which contains programming by matlab and establishing drammic models of communication system in Simulink. Comparison was drawn between the two. Many factors were considered in the simulation of Eye Diagram, such as the way which a digital signal was modulated before transmiting, the transmit system, noise of the channel, the filter and so on. Some phenomenons can be observed and some principles be tested, beside, it also tries to improve/adjust the communication system with the help of the Eye Diagram. Key Words: Communication System, Eye Diagram, Simulation, MATLAB
通信原理知识点串讲 第1章 绪论 1.1 通信系统的组成： 1. 通信系统的一般模型的框图 2. 模拟信号、数字信号的定义，数字通信系统的模型框图及各部分的作用 （1）信源编码与译码：作用有两个，一个是将模拟信号转换为数字信号，即通常所说的模数转换；二是设法降低数字信号的数码率，即通常所说的数据压缩。信源译码是信源编码的逆过程。 （2）信道编码与译码：数字信号在信道上传输时，由于噪声、干扰等影响，将会引起差错。信道编码的目的就是提高通信系统的抗干扰能力，尽可能地控制差错，实现可靠通信。译码是编码的逆过程。 （3）加密与解密：为保证所传信息的安全。将输入的明文信号人为干扰，即加上密码。这种处理过程称为加密。在接收端对收到的信号进行解密，恢复明文。 （4）调制与解调：其作用是在发端进行频谱的搬移，在收端进行频谱的反搬移。 1.3 信息及其度量：信息量、熵 （1）信息量I 与消息出现的概率P(x)之间的关系为： （2）说明： a=2时，信息量的单位为比特（bit ）； a=e 时，信息量的单位为奈特（nit ）； a=10时，信息量的单位为十进制单位，叫哈特莱。 （3）定义：信源熵H ：统计独立的M 个符号的离散信息源的平均信息量为： 1 1log M i i i H p p == å 1.4 主要性能指标： 1. 有效性：信息速率、码元速率、频带利用率 有效性：指在给定信道内所传输的信息内容的多少，用码元传输速率或信息传输速率或频带利用率来度量。 （1）码元传输速率（R B ） 码元传输速率简称为传码率，又称为码元速率或符号速率。定义为单位时间（每秒）内传输码元的数目单位为波特，可记为Baud 或B 。码元可以是多进制的也可以为二进制。
第一章 1.通信的目的是传输消息中所包含的息。消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。.信号是消息的传输载体。 2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．， 3.通信系统有不同的分类方法。按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。 4.数字通信已成为当前通信技术的主流。 5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。缺点是占用带宽大，同步要求高。 6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。 7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。 8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。 9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信源的熵有最大值。 10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。 11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。 12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。 13.码元速率在数值上小于等于信息速率。码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。 第二章 14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。 15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。 16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。 17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 18.周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数表示，级数的各项构成信号的离散频谱，其单位是V。 19.能量信号的波形可以用傅里叶变换表示，波形变换得出的函数是信号的频谱密度，其单位是V/Hz 。 20.只要引入冲激函数，我们同样可以对于一个功率信号求出其频谱密度。 21.能量谱密度是能量信号的能量在频域中的分布，其单位是J/Hz。功率谱密度则是功率信号的功率在频域中的分布，其单位是W／Hz。 22.周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组成的，这些谱线就是信号在各次谐波上的功率分量|Cn|²，称为功率谱，其单位为w。但若用δ函数表示此谱线。则它可以写成功率谱密度|C（f）|²δ（f-nf0）的形式。 23.确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相天函数。 24.自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。 25.能量信号的自相关函数R(O)等于信号的能量；而功率信号的自相关函数R(O)等于信
实验一码型变换实验 一、基本原理 在数字通信中, 不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统, 我们称它为基带传输系统,基本结构如图所示。 干扰 基带传输系统的基本结构 基带信号是代码的一种电表示形式。在实际的基带传输系统中, 并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。对传输用的基带信号的主要要求有两点:(1对各种代码的要求,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型; (2 对所选码型的电波形要求, 期望电波形适宜于在信道中传输。 AMI :AMI 码的全称是传号交替反转码。这是一种将信息代码 0(空号和 1(传号按如下方式进行编码的码:代码的 0仍变换为传输码的 0, 而把代码中的 1交替地变换为传输码的 +1, -1, +1, -1,……。 HDB3:HDB 3码是对 AMI 码的一种改进码,它的全称是三阶高密度双极性码。其编码规则如下:先检察消息代码(二进制的连 0情况,当没有 4个或 4个以上连 0串时,按照 AMI 码的编码规则对信息代码进行编码; 当出现 4个或 4个以上连 0串时, 则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与前一非 0符号 (+1或 -1 同极性的符号, 用V 表示 (即 +1记为 +V, -1记为 -V ,为使附加 V 符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻 V 符号也应极性交替。当两个相邻 V 符号之间有奇数个非 0符号时,用取代节“ 000V ” 取代 4连 0信息码; 当两个相邻 V 符号间有偶数个非 0符号时, 用取代节“ B00V ” 取代 4连 0信息码。
CMI :CMI 码是传号反转码的简称,其编码规则为:“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”表示; “ 0”码用“ 01”表示。 BPH :BPH 码的全称是数字双相码,又称 Manchester 码,即曼彻斯特码。它是对每个二进制码分别利用两个具有 2个不同相位的二进制新码去取代的码,编码规则之一是: 0→ 01(零相位的一个周期的方波 1→ 10(π相位的一个周期的方波二、实验结果 CMI BPH
眼图的产生原理和它的应用 什么是眼图 眼图是一种用于显示数字信号质量的图形化表示方法。它可以帮助工程师分析和诊断数字通信系统中的时域和频域问题，通过观察眼图的形态变化，可以推断出信号的质量和稳定性。 眼图的产生原理 眼图的产生原理涉及到信号的采样和时钟恢复。在数字通信系统中，时钟恢复是非常重要的步骤，它用于恢复出正确定时的时钟信号，使得接收者能够正确解读数字信号。 眼图是通过对连续时间波形进行采样，并在特定时间点上对所有波形进行重叠显示而生成的。在采样过程中，通常选择位于眼睛中间的点，并将其表示为眼图的中心。每个采样点处的波形称为一个“眼”，因此眼图实际上是一系列不同的“眼”形成的。 眼图的应用 眼图在数字通信系统中有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景： 1.数字信号质量分析：通过观察眼图的形态，可以判断信号的时钟抖 动、噪声干扰和失真情况。例如，如果眼图出现闭合不完整或扭曲的情况，说明信号存在时钟抖动或失真现象，需要进一步分析和调整。 2.高速传输系统的优化：在高速数字通信系统中，眼图可以帮助工程 师识别和调整时钟恢复电路、等化器和时钟恢复算法等关键部件，以最大限度地提高系统的传输性能和可靠性。 3.误码率测试：通过对眼图的分析，可以计算得到误码率等重要的数 字指标。工程师可以根据误码率来评估和改进数字信号的质量，提高系统的可靠性和性能。 4.通信系统设计和故障分析：在通信系统的设计阶段，眼图可以帮助 工程师评估各种设计方案的性能，并选择最佳解决方案。在故障分析中，眼图可以提供有价值的线索，以快速定位和解决问题。 总之，眼图作为一种直观、可视化的分析工具，在数字通信系统的设计、优化和故障排查中发挥着重要作用。
通信原理 实验报告 学院：信息工程学院 专业：通信工程 学号：6 姓名：李瑞鹏
实验一 带通信道模拟及眼图实验 一、实验目的 1、 了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义； 2、 掌握眼图观测的方法并记录研究。 二、实验器材 1、 主控&信号源、9号、13号、17号模块 各一块 2、 双踪示波器 一台 3、 连接线 若干 三、实验原理 1、实验原理框图 带通信道模拟框图 2、实验原理框图 带通信道是将直接调制的PSK 信号和经过升余弦滤波后调制的PSK 信号送入带通信道，比较两种状况的眼图。然后，改变带通信道的带宽重复观测。 四、实验步骤 概述：该项目是通过分别改变噪声幅度和带通信道频率范围，观测信道的眼图输出变化情况，了解和分析信道输出原因. 1、关电，按表格所示进行连线。 2PSK 调制信号 加升余弦滤波的带通信道模拟
【250KHz~262KHz带通信道】。 3、此时系统初始状态为：PN15为8K。 4、实验操作及波形观测。 （1）以CLK时钟信号为触发源对比观测LPF-BPSK观测点，观察输出眼图波形。 （2）调节17号板W1噪声幅度调节，调节噪声幅度，观察眼图波形变化。17号模块测试点TP4可以观察添加的白噪声。 （3）在主控菜单中改变带通信道频率范围，观察输出眼图变化，并分析原因。 五、实验报告 1、完成实验并思考实验中提出来的问题。 2、分析实验电路工作原理，简述其工作过程。 3、整理信号在传输过程中的各点波形。
实验二 HDB3码型变换实验 一、实验目的 1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。 2、掌握HDB3码的编译规则。 3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。 二、实验器材 1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、HDB3编译码实验原理框图 HDB3编译码实验原理框图 2、实验框图说明 我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B 的极性与A相同。实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。 同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。传号A的识别方法是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。 四、实验步骤 实验项目一HDB3编译码（256KHz归零码实验） 概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。 1
电子信息与自动化学院《通信原理》实验报告 学号：姓名： 实验名称：硬件实验一眼图实验成绩： 一、实验目的 1.掌握眼图观测方法； 2.学会用眼图分析通信系统性能； 二、实验仪器 1.RZ9681实验平台 2.实验模块： •主控模块A1 •基带信号产生与码型变换模块-A2 •信道编码与频带调制模块-A4 •纠错译码与频带解调模块-A5 3.信号连接线 4.100M双通道示波器 5.PC机（二次开发） 三、实验原理 1.1 什么是眼图? 所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。 在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。 眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。 在下图眼图示意图中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。 在图中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表示取样时刻。当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。换言之，在
通信原理眼图的应用 介绍 通信原理眼图是一种在通信系统中广泛应用的工具，用于观察和分析信号的时 域波形和功率谱特征。眼图通过展示信号的波形和特征，帮助工程师快速定位和解决通信问题。本文将介绍通信原理眼图的概念、原理以及在通信系统中的应用。 眼图的定义 通信原理眼图是一种在数字通信中用于分析和检测信号质量的工具。它是通过 多次重叠显示同一信号的波形来形成的。眼图主要用于检测信号的噪声、失真、时钟抖动和滞后等问题。 眼图的原理 通信原理眼图的原理基于采样和观察连续时间信号的离散表示。通过连续采样 信号，并将其显示在示波器的屏幕上，可以形成眼图。 眼图的基本原理是将连续时间信号的波形重叠显示，形成多个周期重叠的图案。这样可以观察到信号的周期性、幅度和时钟信号的同步性。如果信号存在失真或噪声，可以通过眼图来分析并定位问题所在。 眼图的应用 通信原理眼图在通信系统中有广泛的应用。以下是几个常见的应用场景： 1.检测信道质量：眼图可以用于检测信道的品质和稳定性。通过观察 眼图的开放度和噪声水平，可以判断信道是否存在丢包、干扰或多径衰落等问题。 2.优化时钟信号：眼图可以用于优化时钟信号的同步性和稳定性。通 过观察眼图的周期性和同步性，可以调整时钟信号的参数，提高系统的时钟精度和抗干扰能力。 3.分析时钟抖动和滞后：眼图可以用于分析时钟抖动和滞后问题。通 过观察眼图的周期性和形态变化，可以判断时钟信号是否存在抖动或滞后，从而调整和优化系统中的时钟同步机制。 4.检测信号失真：眼图可以用于检测信号失真问题。通过观察眼图的 波形变形和畸变程度，可以判断信号是否存在失真，从而采取相应的措施进行调整和修复。
北京邮电大学实验报告 题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告 班级：2011211127 专业：信息工程 姓名： 成绩：
实验三简单基带传输系统 一、实验目的和要求 目的：熟悉系统仿真软件systemview，掌握观察系统时域波形，特别是眼图的操作方法。 要求：自己构建一个简单的基带传输系统，进行系统性能的测试。 二、实验原理和内容 实验内容：构造一个简单示意性基带传输系统。以双极性 PN码发生器模拟一个数据信源，码速率为100bit/s，低通型信道噪声为加性高斯噪声（标准差＝0.3v）。要求： 1．观测接收输入和滤波输出的时域波形； 2．观测接收滤波器输出的眼图。 实验原理：简单的基带传输系统原理框图如下，该系统并不是无码间干扰设计的，为使基带信号能量更为集中，形成滤波器采用高斯滤波器。 系统框图 三、主要仪器设备 计算机、SystemView仿真软件 四、实验步骤与操作方法 第1步：进入SystemView系统视窗，设置“时间窗”参数: ①运行时间：Start Time: 0秒； Stop Time: 0.5秒； ②采样频率：Sample Rate：10000Hz。 第2步：调用图符块创建仿真分析系统,各模块参数如下：
第3步：单击运行按钮，运算结束后按“分析窗”按钮，进入分析窗后，单击“绘制新图”按钮，分别显示出“PN码输出”、“信道输入”、“信道输出”和“判决比较输出”时域波形； 第4步：观察信源 PN码和波形形成输出的功率谱； 第5步：观察信道输入和输出信号眼图。 四、实验数据记录和处理 1)运行实验软件，创建系统仿真电路如下图：
基带信号眼图实验——matlａb 仿真
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数字基带信号的眼图实验——matla ｂ仿真 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的ＮRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATL ＡB 语言编程。 二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章７.1节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章7．2节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容,熟悉实验步骤。 三、实验原理和电路说明 １、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1所示,要获得良好的基带传输系统，就应该 () n s n a t nT δ-∑() H ω() n s n a h t nT -∑基带传输抽样判决 图3-１ﻩ基带系统的分析模型 抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周期,则经过基 带传输系统后的输出码元为 ()n s n a h t nT -∑。其中 1 ()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ⎰ ﻩ（3-1） 理论上要达到无码间干扰,依照奈奎斯特第一准则,基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =⎧=⎨ ⎩ ， 为其他整数 ﻩﻩ ﻩ(３－２) 频域应满足：
实验一图符库的使用 一、实验目的 1、了解SystemVue图符库的分类 2、掌握SystemVue各个功能库常用图符的功能及其使用方法 二、实验内容 按照实例使用图符构建简单的通信系统，并了解每个图符的功能。 三、基本原理 SystemVue的图符库功能十分丰富，一共分为以下几个大类 1.基本库 SystemView的基本库包括信源库、算子库、函数库、信号接收器库等，它为该系统仿真提供了最基本的工具。 （信源库）：SystemView为我们提供了16种信号源，可以用它来产生任意信号 （算子库）功能强大的算子库多达31种算子，可以满足您所有运算的要求 （函数库）32种函数尽显函数库的强大库容！ （信号接收器库）12种信号接收方式任你挑选，要做任何分析都难不倒它 2.扩展功能库 扩展功能库提供可选择的能够增加核心库功能的用于特殊应用的库。它允许通信、DSP、射频/模拟和逻辑应用。 （通信库）：包含有大量的通信系统模块的通信库，是快速设计和仿真现代通信系统的有力工具。这些模块从纠错编码、调制解调、到各种信道模型一应俱全。 （DSP库）：DSP库能够在你将要运行DSP芯片上仿真DSP系统。该库支持大多DSP芯片的算法模式。例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP算法操作符。还包括高级处理工具：混合的Radix FFT、FIR和IIR滤波器以及块传输等。 （逻辑运算库）：逻辑运算自然离不开逻辑库了，它包括象与非门这样的通用器件的图标、74系列器件功能图标及用户自己的图标等。 （射频/模拟库）：射频/模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件，例如：混合器、放大器和功率分配器等。 3.扩展用户库 扩展的用户库包括有扩展通信库2、IS95/CDMA、数字视频广播DVB等。 通信库2: 扩展的通信库2主要对原来的通信库加了时分复用、OFDM调制解调、QAM编码与调制解调、卷积码收缩编解码、GOLD码以及各种衰落信道等功能。4.5版中，通信库2已被合并到基本通信库中。 IS95库:IS95库为设计CDMA和个人通信系统提供了一个快捷的工具。除了产生CDMA所需的信号发生器模型、