[讨论] 【2011年国赛试题讨论帖】E题：简易数字信号传输性能分析仪

EEWORLD社区 2011-8-31 14:00 楼主

2011年全国大学生大赛试题已经公布，参赛者关于大赛E题有任何疑问，可以在此跟帖提出！

期待坛子里热心的朋友给大家提供帮助！同时EEWORLD论坛将会请资深工程师帮大家答疑！

简易数字信号传输性能分析仪（E 题）
【本科组】

一、任务

设计一个简易数字信号传输性能分析仪，实现数字信号传输性能测试；同时，设计三个低通滤波器和一个伪随机信号发生器用来模拟传输信道。简易数字信号传输性能分析仪的框图如图1 所示。图中，V1 和 V1-clock 是数字信号发生器产生的数字信号和相应的时钟信号；V2 是经过滤波器滤波后的输出信号；V3 是伪随机信号发生器产生的伪随机信号；V2a 是V2 信号与经过电容C的V3 信号之和，作为数字信号分析电路的输入信号； V4 和V4-syn 是数字信号分析电路输出的信号和提取的同步信号。

二、要求
1．基本要求
（1）设计并制作一个数字信号发生器：

b）数据率为10~100kbps，按10kbps 步进可调。数据率误差绝对值不大于1％；
c）输出信号为TTL 电平。
（2）设计三个低通滤波器，用来模拟传输信道的幅频特性：
a）每个滤波器带外衰减不少于40dB/十倍频程；
b）三个滤波器的截止频率分别为100kHz、200kHz、500kHz，截止频率误差绝对值不大于10％；
c）滤波器的通带增益AF 在0.2~4.0 范围内可调。
（3）设计一个伪随机信号发生器用来模拟信道噪声：

（4）利用数字信号发生器产生的时钟信号V1-clock 进行同步，显示数字信号
V2a 的信号眼图，并测试眼幅度。
2．发挥部分
（1）要求数字信号发生器输出的V1 采用曼彻斯特编码。
（2）要求数字信号分析电路能从V2a 中提取同步信号V4-syn 并输出；同时，利用所提取的同步信号V4-syn 进行同步，正确显示数字信号V2a 的信号眼图。
（3）要求伪随机信号发生器输出信号V3 幅度可调，V3 的峰峰值范围为100mV~TTL 电平。
（4）改进数字信号分析电路，在尽量低的信噪比下能从V2a 中提取同步信号V4-syn，并正确显示V2a 的信号眼图。

（5）其他。

三、说明
1、在完成基本要求时，数字信号发生器的时钟信号V1-clock 送给数字信号分析电路（图1 中开关S 闭合）；而在完成发挥部分时，V1-clock 不允许送给数字信号分析电路（开关S 断开）。
2、要求数字信号发生器和数字信号分析电路各自制作一块电路板。
3、要求V1、V1-clock、V2、V2a、V3 和 V4-syn 信号预留测试端口。
4、基本要求（1）和（3）中的两个m 序列，根据所给定的特征多项式1f (x)和2f (x)，采用线性移位寄存器发生器来产生。
5、基本要求（2）的低通滤波器要求使用模拟电路实现。
6、眼图显示可以使用示波器，也可以使用自制的显示装置。

7、发挥部分（4）要求的“尽量低的信噪比”，即在保证能正确提取同步信号V4-syn 前提下，尽量提高伪随机信号V3 的峰峰值，使其达到最大，此时数字信号分析电路的输入信号V2a 信噪比为允许的最低信噪比。