通信原理实验指导书 实验六 帧同步

当基带信号里的帧同步码无错误时（七位全对），把位同步信号和数字基带信号输入给移位寄存器，识别器就会有帧同步识别信号GAL输出，各种信号波形及时序关系如图6-3所示，GAL信号的上升沿与最后一位帧同步码的结束时刻对齐。图中还给出了÷24信号及帧同步器最终输出的帧同步信号FS-OUT，FS-OUT的上升沿稍迟后于GAL的上升沿。

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通信原理实验指导书 实验六 帧同步

÷24信号是将位同步信号进行24分频得到的，其周期与帧同步信号的周期相同（因为一帧24 位是确定的），但其相位不一定符合要求。当识别器输出一个GAL 脉冲信号时（即捕获到一组正确的帧同步码），在GAL信号和同步保护器的作用下，÷24电路置零，从而使输出的÷24信号下降沿与GAL信号的上升沿对齐。÷24信号再送给后级的单稳电路，单稳设置为下降沿触发，其输出信号的上升沿比÷24信号的下降沿稍有延迟。

同步器最终输出的帧同步信号FS-OUT 是由同步保护器中的与门3对单稳输出的信号及状态触发器的Q端输出信号进行“与”运算得到的．

电路中同步保护器的作用是减小假同步和漏同步。

当无基带信号输入（或虽有基带信号输入但相加器输出低于门限值）时，识别器没有输出（即输出为 0 ) ，与门1关闭、与门2打开，单稳输出信号通过与门2后输入到÷3电路，÷3电路的输出信号使状态触发器置“ 0”，从而关闭与门3，同步器无输出信号，此时Q的高电平把判决器的门限置为7 （P3灯亮）、且关闭或门、打开与门1 ，同步器处于捕捉态。只要识别器输出一个 GAL信号（因为判决门限比较高，这个GAL信号是正确的帧同步信号的概率很高），与门 4 就可以输出一个置零脉冲使÷24分频器置零，÷24分频器输出与 GAL信号同频同相的的周期信号（见图 6-3）。识别器输出的 GAL 脉冲信号通过与门1 后使状态触发器置“ l”，从而打开与门3 ，输出帧同步信号 FS-OUT，同时使判决器门限降为 6 ( P3 灯熄）、打开或门、同步器进入维持状态。在维持状态下，因为判决门限较低，故识别器的漏识别概率减小，假识别概率增加。但假识别信号与单稳输出信号不同步，故与门 1 、与门 4 不输出假识别信号，从而使假识别信号不影响÷24电路工作状态，与门3输出的仍是正确的帧同步信号。实验中可根据判决门限指示灯 P3 判断同步器处于何种状态，P3亮为捕捉态， P3熄为同步态。

在维持状态下，识别器也可能出现漏识别。但由于漏识别概率比较小，连续几帧出现漏识别的概率更小。只要识别器不连续出现三次漏识别，则÷3电路不输出脉冲信号，维持状态保持不变。若识别器连续出现三次漏识别，则÷3电路输出一个脉冲信号，使维持状态变为捕捉态，重新捕捉帧同步码。

不难看出，若识别器第一次输出的脉冲信号为假识别信号（即首次捕获到的是信息数据中与帧同步码完全相同的码元序列），则系统将进入错误的同步维持状态，由于本实验系统是连续传输以一帧为周期的周期信号，所以此状态将维持下去，但在实际的信息传输中不会连续传送这种周期信号，因此连续几帧都输出假识别信号的概率极小，所以这种错误的同步维持状态存在的时间是短暂的。

当然，同步保护器中的÷3电路的分频比也可以设置为其它值，此值越大，在维持状态下允许的识别器的漏识别概率也越大。

在维持态下对同步信号的保护措施称为前方保护，在捕捉态下的同步保护措施称为后方保护。本同步器中捕捉态下的高门限属于后方保护措施之一，它可以减少假同步概率，当然还可以采取其它电路措施进行后方保护。低门限及÷3电路属于前方保护，它可以保护己建立起来的帧同步信号，避免识别器偶尔出现的

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通信原理实验指导书 实验六 帧同步

漏识别造成帧同步器丢失帧同步信号即减少漏同步概率。同步器中的其它保护电路用来减少维持态下的假同步概率。 四、实验步骤

本实验使用数字信源模块及帧同步模块，帧同步模块的＋5V电源与位同步模块的＋5V电源己在印刷电路板上连在一起，所以由位同步模块＋5V输入点输入电源。

1. 熟悉数字信源模块和帧同步模块，接通数字信源模块及位同步模块的＋5V电源。

2. 观察同步器的维持态（同步态）

将数字信源模块的Kl（左边的8位微动开关）置于×111 0010状态（110010 为帧同步码，×是无定义位，可任意置“1”或置“0”），K2 、K3 置于任意状态（但不要出现与1110010相同或只差一位的码序列），示波器CHI接NRZ- OUT， CH2分别接GAL、÷24 、TH 及 FS-OUT ，观察并纪录上述信号波形（注意： TH为0电平，帧同步模块的P3指示灯熄， Pl、P2亮）。使信源帧同步码（注意是K1的第2位到第8位）中错一位，重新作上述观察，此时 GAL、÷24、 TH 、 FS-OUT 应不变。使信源帧同步码再错一位重作上述观察，此时同步器应转入捕捉态，仅÷24波形不变（为什么，请思考）。 3. 观察同步器的捕捉态（失步态）

先断开帧同步模块输入信号S-IN ，然后使信源帧同步码只错一位，数据代码中不出现111 0010 序列，然后接通帧同步模块输入信号，则同步器处于失步态。示波器CH1接 NRZ-OUT ，CH2分别接GAL 、÷24、 TH 及FS-OUT，观察并记录上述信号波形。使帧同步码恢复为1110010，观察÷24信号相对于NRZ-OUT信号的相位变化，分析同步器从失步态转为同步态的过程。 4. 观察识别器假识别现象及同步保护器的保护作用。

将Kl置于×1110010状态，K2 、K3不出现1110010 状态，同步器处于同步状态后，再使K2或K3出现1110010 状态（或与 1110010 状态有一位不同），示波器CH1接 NRZ –OUT， CH2分别接GAL和FS-OUT，观察识别器假识别现象及同步保护电路的保护作用。

五、实验报告要求

1 ．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。 2 ．本实验中同步器由同步态转为捕捉态时干÷24信号相位为什么不变？ 3 ．同步保护电路是如何使假识别信号不形成假同步信号的？ 4 ．试设计一个后方保护电路，使识别器连续两帧有信号输出且这两个识别脉冲的时间间隔为一帧时，同步器由失步态转为同步态。

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通信原理实验指导书 实验七 时分复用数字基带通信系统

实验七 时分复用数字基带通信系统

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、基本原理

本实验使用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块。 1 ．数字终端模块工作原理：

原理框图如图7-l 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： ·+5V +5V电源输入点 ·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 抽样判后的时分复用信号测试点 ·BD 延迟后的位同步信号测试点 ·FD-D 整形后的帧同步信号测试点 ·D1 分接后的第一路数字信号测试点 ·B1 第一路位同步信号测试点 ·F1 第一路帧同步信号测试点

·D2 分接后的第二路数字信号测试点 ·B2 第二路位同步信号测试点

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