一種簡易數位訊號傳輸性能分析儀的製作方法
2023-10-25 05:27:52
專利名稱：一種簡易數位訊號傳輸性能分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及數字傳輸技術領域，尤其涉及一種簡易數位訊號傳輸性能分析儀。
背景技術：
由於數位訊號在傳輸的過程中會受到傳輸線路阻抗和噪聲等因素的影響，使信號發生傳播衰落、碼間幹擾、鄰近波道幹擾等現象，現有數位訊號傳輸性能分析儀大多只適用於特定場合，隨著數字傳輸技術的廣泛應用，需要更多的各種各樣的通信測試儀器完成系統參數的參量與調試。數字傳輸性能分析儀作為一種數字通信系統設計與檢測的設備在數字傳輸系統的工程施工與日常維護中發揮著重要的作用。
實用新型內容本實用新型的目的就是克服現有數位訊號傳輸性能分析儀大多只適用於特定場合的缺點，提供一種結構簡單，性能穩定，通用性較好的簡易數位訊號傳輸性能分析儀。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現一種簡易數位訊號傳輸性能分析儀，包括數位訊號發生器模塊、低通濾波器模塊、偽隨機信號發生器模塊、數位訊號分析模塊和眼圖顯示模塊；本實用新型提出基於線性移位寄存器的一種簡易數位訊號傳輸性能分析儀，利用線性移位寄存器的特點，產生數位訊號和高頻的偽隨機噪聲，經過濾波器模擬傳輸信道，最後通過示波器顯示出眼圖，根據眼圖特徵，直觀地估價系統的碼間幹擾和噪聲的影響。把數位訊號經過曼徹斯特編碼之後，在數字分析電路中提取時鐘信號，再經過示波器顯示眼圖，進而實現基本的數位訊號傳輸性能分析儀。所述數位訊號發生器模塊採用線性移位寄存器產生數位訊號序列作為數位訊號源；所述低通濾波器和偽隨機信號發生器模塊來模擬傳輸信道；所述數位訊號分析模塊用來處理信號，輸出兩路信號一路`是從模擬傳輸信道中提取出來的同步時鐘信號，一路是輸出數據序列；所述眼圖顯示模塊用來觀察從數位訊號分析模塊中輸出的兩路信號的眼圖。所述數位訊號發生器模塊採用線性移位寄存器產生數位訊號序列作為數位訊號源。所述低通濾波器模塊由三個濾波電路組成，選用有源濾波和集成濾波電路搭制。所述偽隨機信號發生器模塊採用線性移位寄存器產生一個IOMbps的偽隨機m序列模擬信道噪聲。所述數位訊號發生器模塊的輸出序列進行曼徹斯特編碼並與信道噪聲進行疊加。所述低通濾波器模塊採用有源器件和無源元件RC低通濾波電路，用來實現截止頻率為IOOkHz、200kHz和500KHz的濾波器。所述數位訊號分析電路提取曼徹斯特碼中的時鐘信號，再經過鎖相環電路將輸入的曼徹斯特碼和提取的時鐘進行同步。所述數位訊號分析電路將加出來的信號先通過比較器整形，之後由單片機對整形後的信號進行分析，提取出其頻率，通過DDS產生方波作為時鐘信號，再通過PLL鎖相環進行信號的相位同步。所述眼圖顯示模塊採用示波器顯示。與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下本設計在各方面的應用效果都較好，分析結果清晰明了，結構簡單，性能穩定，具有很好的通用性。
圖1為本實用新型簡易數位訊號傳輸性能分析儀框圖。圖2為本實用新型偽隨機信號發生器電路原理圖。圖3為本實用新型數位訊號發生器產生m序列電路原理圖。圖4為本實用新型低通濾波器電路原理圖。圖5為本實用新型同步時鐘信號提取電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖1所示，本實施例提供一種簡易數位訊號傳輸性能分析儀，包括數位訊號發生器模塊、低通濾波器模塊、偽隨機信號發生器模塊、數位訊號分析模塊和眼圖顯示模塊；所述數位訊號發生器模塊採用線性移位寄存器產生數位訊號序列作為數位訊號源；所述低通濾波器和偽隨機信號發生器模塊來模擬傳輸信道；所述數位訊號分析模塊用來處理信號，輸出兩路信號一路是從模擬傳輸信道中提取出來的同步時鐘信號，一路是輸出數據序列；所述眼圖顯示模塊用來觀察從數位訊號分析模塊中輸出的兩路信號的眼圖。如圖2所示的偽隨機信號發生器模塊採用3片4級移位寄存器晶片74LS194及少量分立兀件構成，74LS194是一種典型的中規模集成移位寄存器，由4個RS觸發器和一些門電路構成.它是4級雙向移位寄存器，是一種功能很強的通用寄存器，其具體邏輯功能由管腳9和管腳10的Stl與S1來確定.它具有並行輸入、並行輸出、左移、右移及保持等5個功倉泛。如圖3所示的數位訊號發生器採用手動置數右移產生m序列，當電路處於全O狀態時，採用此方法設計的m序列發生器不具有自啟動特性.為了使電路啟動，可以斷開開關S1，將74LS194的工作方式控制S1置高電平，這時S1和S。均為高電平，即S1Stl = 11，74LS194處於置數狀態，把輸入端的初始狀態10000000置到輸出端.然後再閉合開關S1,使74LS194的工作方式控制端S1處於低電平狀態.這時工作方式控制端S1與Stl分別為低電平和高電平，即S1Stl = 01，74LS194處於右移狀態，在時鐘作用下通過不斷移位產生m序列。如圖4所示的低通濾波器模塊由有源器件和無源元件RC低通濾波電路構成，用來實現截止頻率為IOOkHz、200kHz和500kHz的濾波器，二階有源濾波電路可以使輸出電壓在高頻段以更快的速率下降，濾波效果得到改善。其中各截止頻率對應的參數如下A. f = IOOKHz 低通濾波器時cl = InF, c2 = 2. 7nF, Rl = R2 = 3. 7kΩ，R3 =684. 9 ΩB. f = 200ΚΗζ 低通濾波器時cl = IOOpF, c2 = 266. 7pF, Rl = R2 = 6. 89k Ω，R3=3. 45ΩC. f = 500KHz 低通濾波器時cl = IOOpF, c2 = 266. 7pF, Rl = R2 = 2. 76k Ω，R3=1. 38Ω如圖5所示的同步時鐘信號提取是信號產生與同步分離提取，加出來的信號先通過比較器整形， 之後由單片機對整形後的信號進行分析，提取出其頻率，通過產生方波作為時鐘信號，再通過PLL鎖相環進行信號的相位同步，信號由LM311比較後經過74161計數器輸出。上述實施例結合附圖對本實用新例進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現並不受上述方式的限制，只要是採用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種改進或等同替換，或未經改進直接用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種簡易數位訊號傳輸性能分析儀，包括數位訊號發生器模塊、低通濾波器模塊、偽隨機信號發生器模塊、數位訊號分析模塊和眼圖顯示模塊，其特徵在於所述數位訊號發生器模塊採用線性移位寄存器產生數位訊號序列作為數位訊號源；所述低通濾波器和偽隨機信號發生器模塊來模擬傳輸信道；所述數位訊號分析模塊用來處理信號，輸出兩路信號一路是從模擬傳輸信道中提取出來的同步時鐘信號，一路是輸出數據序列；所述眼圖顯示模塊用來觀察從數位訊號分析模塊中輸出的兩路信號的眼圖。
2.根據權利要求1所述的簡易數位訊號性能分析儀，其特徵在於所述數位訊號發生器模塊採用線性移位寄存器產生數位訊號序列作為數位訊號源。
3.根據權利要求1所述的簡易數位訊號性能分析儀，其特徵在於所述低通濾波器模塊由三個濾波電路組成，選用有源濾波和集成濾波電路搭制。
4.根據權利要求1所述的簡易數位訊號性能分析儀，其特徵在於所述偽隨機信號發生器模塊米用線性移位寄存器產生一個IOMbps的偽隨機m序列模擬信道噪聲。
5.根據權利要求1所述的簡易數位訊號性能分析儀，其特徵在於所述數位訊號發生器模塊的輸出序列進行曼徹斯特編碼並與信道噪聲進行疊加。
6.根據權利要求1所述的簡易數位訊號性能分析儀，其特徵在於所述低通濾波器模塊採用有源器件和無源元件RC低通濾波電路，用來實現截止頻率為100kHZ、200kHZ和500KHz的濾波器。
7.根據權利要求1所述的簡易數位訊號性能分析儀，其特徵在於所述數位訊號分析電路提取曼徹斯特碼中的時鐘信號，再經過鎖相環電路將輸入的曼徹斯特碼和提取的時鐘進行同步。
8.根據權利要求1或7所述的簡易數位訊號性能分析儀，其特徵在於所述數位訊號分析電路將加出來的信號先通過比較器整形，之後由單片機對整形後的信號進行分析，提取出其頻率，通過DDS產生方波作為時鐘信號，再通過PLL鎖相環進行信號的相位同步。
9.根據權利要求1所述的簡易數位訊號性能分析儀，其特徵在於所述眼圖顯示模塊採用示波器顯示。
專利摘要一種簡易數位訊號傳輸性能分析儀，包括數位訊號發生器模塊、低通濾波器模塊、偽隨機信號發生器模塊、數位訊號分析模塊和眼圖顯示模塊；所述數位訊號發生器模塊採用線性移位寄存器產生數位訊號序列作為數位訊號源；所述低通濾波器和偽隨機信號發生器模塊來模擬傳輸信道；所述數位訊號分析模塊用來處理信號，輸出兩路信號一路是從模擬傳輸信道中提取出來的同步時鐘信號，一路是輸出數據序列；所述眼圖顯示模塊用來觀察從數位訊號分析模塊中輸出的兩路信號的眼圖。本實用新型克服了現有數位訊號傳輸性能分析儀大多只適用於特定場合的缺點，結構簡單，性能穩定，通用性較好。
文檔編號H04B17/00GK202872801SQ201220655459
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者王冠凌, 楊駿, 凌海波, 陳旭陽, 吳玉珏, 宋凱, 李孝龍, 劉年道 申請人:安徽工程大學