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《通信原理》第二十七讲

§ 眼图
在实际中,由于滤波器部件调试不理想或信道特性的变化等因素,都可能使
H ω)( 特性改变,从而使系统性能恶化。在码间串扰和噪声同时存在的情况下系
统性能的定量分析更是难以进行,因此在实际应用中需要用简便的实验方法来定
性测量系统的性能,其中一个有效的实验方法是观察接收信号的眼图。
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
波器水平扫描周期,
上,观察出码间干扰和噪声的影响,从而估计系统性能的优劣程度。因为在传输二
进制信号波形时, 示波器显示的图形很像人的眼睛,故名“眼图”。
图(a) 是接收滤波器输出的无码间串扰的双极性基带波形,扫描所得的每—
个码元波形将重叠在一起,形成如图 5-17(c)所示的迹线细而清晰的大“眼睛”;
图(b) 是有码间串扰的双极性基带波形,由于存在码间串扰,此波形已经失真,
示波器的扫描迹线就不完全重合,于是形成的眼图线迹杂乱,“眼睛”张开得较
小,且眼图不端正,如图 5-17(d)所示。对比图(c)和(d)可知, 眼图的“眼睛”
张开的越大,且眼图越端正,表示码间串扰越小;反之,表示码间串扰越大。

图 5-17 基带信号波形及眼图
当存在噪声时,眼图的线迹变成了比较模糊的带状的线,噪声越大,线条越
宽,越模糊,“眼睛”张开的越小。
从以上分析可知,眼图可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小。为了说
明眼图和系统性能之间的关系,我们把眼图简化为一个模型。

图 5-18 眼图的模型
(1) 最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻;
(2) 眼图斜边的斜率决定了系统对抽样定时误差的灵敏程度;
(3) 图的阴影区的垂直高度表示信号的畸变范围;
(4) 图中央的横轴位置对应于判决门限电平;
(5) 抽样时刻上,上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限,噪声瞬时值
超过它就可能发生错误判决;
(6) 图中倾斜阴影带与横轴相交的区间表示了接收波形零点位置的变化
范围,即过零点畸变。
图 5-19(a)和(b)分别是二进制升余弦频谱信号在示波器上显示的两张眼图
5-19(a)是在几乎无噪声和无码间干扰下得到的,而图 5-19(b)则是在一
定噪声和码间干扰下得到的。
图 5-19 眼图照片
顺便指出,接收二进制波形时,在一个码元周期TS 内只能看到一只眼睛;
若接收的是 M 进制波形,则在一个码元周期内可以看到纵向显示的(M-1)只眼睛;
另外,若扫描周期为 nTS 时,可以看到并排的 n 只眼睛。

§ 均衡技术
在信道特性C ω)( 确知条件下,人们可以精心设计接收和发送滤波器以达到
消除码间串扰和尽量减小噪声影响的目的。但在实际实现时,由于存在滤波器的
设计误差和信道特性的变化,所以产生码间干扰。在基带系统中插入一种可调(或
不可调)滤波器可以校正或补偿系统特性,减小码间串扰的影响,这种起补偿作
用的滤波器称为均衡器。
均衡可分为频域均衡和时域均衡。所谓频域均衡,是从校正系统的频率特性
出发,使包括均衡器在内的基