一、选择题:
1、通信系统必须具备的三个基本要素是(C)。
A.终端、电缆、计算机B.信号发生器、通信线路、信号接收设备
C.信源、通信媒体、信宿D.终端、通信设施、接收设备
2、通信系统中,发射器的主要功能是(B)。
A.产生代传送的数据B.将数据转换成适合在传输系统中传送的信号
C.将数据转发到传输介质上D.将信号从一端送到另一端
3、今后数据通信的发展方向是(D)。
A.模拟传输B.数字传输C.模拟数据D.数字数据
4、下列陈述中,不正确的是(D)。
A.数字通信系统比模拟通信系统的抗干扰性更好
B.数字通信系统比模拟通信系统更便于集成化
C.数字通信系统比模拟通信系统更便于微形化
D.数字通信系统比模拟通信系统的信道利用率更高
5、波特率等于(B)。
A.每秒传输的比特数B.每秒可能发生的信号变化的次数
C.每秒传输的周期数D.每秒传输的字节数
6、承载信息量的基本信号单位是(A)。
A.码元B.比特C.数据传输速率D.误码率
7、传送速率的单位“bps”代表(A)。
8、如果网络的传输速率为28.8kbps,要传输2MB的数据大约需要的时间是(C)。
A.10分钟 B.1分钟C.1小时10分钟D.30分钟
9、假设某个信道的最高码元传输速率为2000band,而且每一个码元携带4bit的信息,则该信道的最高信息传输速率为(D)。
A.2000band B.2000bitC.8000band/sD.8000bit/s
10、在计算机网络中,表示数据传输可靠性的指标是(B)。
A.传输率B.误码率C.信息容量D.频带利用率
11、在计算机网络通信系统中,一般要求误码率低于(C)。
A.10-4B.10-5C.10-6D.10-7
12、下列关于信道容量的叙述,正确的是(A)。
A.信道所能允许的最大数据传输率B.信道所能提供的同时通话的路数
C.以兆赫为单位的信道带宽D.信道所允许的最大误码率
13、香农定理的结论可以定性地表达为:带宽一定的时候,信噪比越高,(A)越高。
A.信息量B.信号衰减C.最大数据传输率D.信号频率
14、计算机内的传输是()传输,而通信线路上的传输是()传输。
A.并行,串行B.串行,并行C.并行,并行D.串行,串行
15、采用全双工通信方式,数据传输的方向性结构为(A)。
A.可以在两个方向上同时传输B.出只能在一个方向上传输
C.可以在两个方向上传输,但不能同时进位D.以上均不对
16、以太网中,数据的传输使用(C)。
A.直接的二进制编码 B.循环码
C.曼彻斯特编码 D.差分曼彻斯特编码
17、通过改变载波信号的相位值来表示数字信号1、0的方法叫做(A)。
18、通过改变载波信号的振幅值来表示数字信号1、0的方法叫做(A)。
A.ASK B.FSK C.PSK D.ATM
19、下列关于调制和编码的说法正确的是(C)。
A.模拟数据适合调制成模拟信号进行传输
B.数字数据适合编制成数字信号进行传输
C.无论模拟或数字数据,都可以既用模拟信号传输,又用数字信号传输
D.调制是将模拟数据变化成模拟信号的方法;编码是将数字数据变换成数字信号的方法
20、设有一路模拟信号,其带宽为4KHz,采用PCM的方式进行编码,量化级为16级,则编码后的数字信号在传输介质中的最小数据率为(B)。
21、市话网在数据传输期间,在源节点与目的节点之间有一条利用中间节点构成的物理连接线路。这种市话网采用(B)技术。
A.报文交换B.电路交换C.分组交换D.数据交换
22、电路交换是实现数据交换的一种技术,其特点是(C)。
A.无呼损B.不同速率的用户之间可以进行数据交换
C.信息延时短,且固定不变D.可以把一个报文发送到多个目的节点中
23、报文交换技术说法不正确的是()。
A.服文交换采用的传送方式是“存储一转发”方式
B.报文交换方式中数据传输的数据块其长度不限且可变
C.报文交换可以把一个报文发送到多个目的地
D.报文交换方式适用于语言连接或交互式终端到计算机的连接
24、在各种交换技术中,目前使用最广泛的是(B)。
A.电路交换B.分组交换C.ATM交换D.帧中继交换
25、关于网络技术的发展趋势,以下哪种说法是不正确的(C)。
A.网络由面向终端向资源共享发展
B.网络由单一的数据通信网向综合业务数字通信网发展
C.网络由分组交换向报文交换发展
D.网络由对等通信方式向网站/浏览器方式发展
26、下列有关网络技术的发展趋势的描述中,不正确的是(C)。
A.计算机网络的数据传输速率将越来越高
B.计算机网络的主要特征为资源共享
C.网络信息交换将以高速度的电路交换为主要特征
D.网络协议向标准化,网络服务向综合化发展
27、下列描述中,不属于多路复用的目的的是(D)。
A.多路复用能提高通信线路的通信能力
B.多路复用能提高通信线路的利用率
C.多路复用能共享线路,降低通信费用
D.多路复用能降低通信线路的误码率
28、采用FDM技术进行多路复用时,复用后的信号的带宽通常(A)。
A.大于复用前所有信号的带宽之和B.小于复用前所有信号的带宽之和
C.等于复用前所有信号的带宽之和D.不大于复用前所有信号的带宽之和
29、下列关于频分复用FDM和时分复用TDM的说法中,最正确的是(A)。
A.FDM适用于模拟信号的传输;TDM适用于数字信号的传输
B.FDM适用于数字信号的传输;TDM适用于模拟信号的传输
C.FDM适用于模拟信号的传输;TDM则既适用于模拟信号的传输,又适用于数字信号的传输
D.FDM既适用于模拟信号的传输,又适用于数字信号的传输;TDM则只适用于数字信号的传输
30、不同类型的数据对网络传输服务质量有不同的要求,下面(A)参数是传输服务质量中的关键参数。
A.传输延迟B.峰值速率C.突发报文数D.报文长度
31、局域网中常使用两类双绞线,其中STP和UTP分别代表(A)。
A.屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线B.非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线
C.3类和5类屏蔽双绞线D.3类和5类非屏蔽双绞线
32、UTP与计算机连接,最常用的'连接器为(A)。
A.RJ-45B.AUIC.BNC-TD.NNI
33、同轴电缆与双绞线相比,同轴电缆的抗干扰能力(C)。
A.弱B.一样C.强D.不能确定
34、目前光纤通信中,光纤中传输的是(C)。
A.微波B.红外线C.激光D.紫外线
35、卫星通信的主要缺点是(B)。
A.经济代价大B.传播延迟时间长
C.易受干扰,可靠性差D.传输速率低.
36、在下列传输介质中,哪一种错误率最低(B)。
A.同轴电缆B.光缆C.微波D.双绞线
37、当个人计算机以拨号方式接入Internet网时,必须使用的设备是(B)。
A.网卡B.调制解调器C.电话机D.浏览器软件
38、在数字通信中广泛采用CRC循环冗余码的原因是CRC可以(A)。
A.检测出一位差错B.检测并纠正一位差错
C.检测出多位突发性差错D.检测并纠正多位突发性差错
39、假设生成多项式为:G(X)=X16+X15+X2+1,它产生的校验码为()位。在接受端,如果发现了错误,将采取()措施。
A.16、自动请求重发B.15、自动纠错
C.16、重新生成数据D.15、自动恢复数据
二、填空题:
1、在采用电信号表达数据的系统中,数据有(数字数据)和(模拟数据)两种。
2、模拟信号传输的基础是(载波),它是频率恒定的连续信号。
3、在通信技术中,通信信道的类型有两类:广播通信信道与(点一点)通信信道。
4、奈奎斯特(Nyquist)准则与香农(Shanon)定律描述了(宽带)与速率的关系。
5、串行数据通信的方法有三种:(单工)、(半双工)和(全双工)。
6、通信系统中,称调制前的电信号为(基础)信号,调制后的电信号为(频带)。
7、为了防止发送方和接收方的计时漂移,它们的时钟必须设法(同步)。
8、数据传输有两种同步的方法:(同步传输)和(异步传输)。
9、数字信号实现模拟传输时,数字信号变换成音频信号的过程称为(调制);音频信号变换成数字信号的过程称为(解调)。
10、模拟信号传输的基础是载波,载波具有三个要素,即(幅度)、(相位)和(频率)。
11、数字数据可以针对载波的不同要素或它们的组合进行调制,有三种基本的数字调制形式,即(调频)、(调幅)和(调相)。
12、计算机网络按交换方式可分为电路交换、报文交换和(分组交换)。
13、用电路交换技术完成数据传输要经历(电路建立)、(数据传输)和(电路拆除)三个过程。
14、两种最常使用的多路复用技术是:(频分多路复用)和(时分多路复用)。
15、目前构建局域网时,可使用的传输介质有双绞线、同轴电缆、(光纤)和无线通信信道四大类。
16、同轴电缆分为(基带)和(宽带)。
17、使用(光纤)作为传播媒体是,需完成电信号和光信号之间的转换。
18、光纤通信中,按使用的波长区之不同分为(单模)光纤通信方式和(多模)光纤通信方式。
19、无线传输媒体除通常的无线电波外,通过空间直线传输的还有三种技术:(红外线)、(激光)、(微波)等。
20、调制解调器是实现计算机的(数字)信号和电话线(模拟)信号间相互转换的设备。
21、调制解调器可以分为内置式和(外置式)两种。
22、有两种基本的差错控制编码,即检错码和(纠错码),在计算机网络和数据通信中广泛使用的一种检错码为(纠错码)。
三、名词解释:
1、信道容量:
2、信道带宽:
3、信息速率
4、码元(调制或信号传输)速率
5、基带传输
6、频带传输
四、简答题:
1、请画出信息“01001100011”的不归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码波形图。
2、试计算传输信息码1011101001的CRC码(要求写出步骤),其生成多项式为G(X)=X5+X4+X2+1。
3、比较并说明电路交换与存储转发交换有何不同。
4、写出常用的4种信道复用技术,它们各自的技术特点是什么?
学位双通道250MSPS数字示波器的时基控制与插值实现
学位论文题目来源: √1.科研 2.生产 3.教学(含实验) 4.其它
学位论文成果形式: 1.硬件 √2.硬件+软件 3.软件 4.纯论文
学位论文研究内容:
1.研究现状及发展态势
2012年4月13日,安捷伦推出业界最高带宽的微波M波段实时示波器,其带宽高达63 GHz ,实时采样率高达160GSa/s。而示波器的发展正是向高带宽高采样速率多方面发展。
示波器行业的发展趋势可以是发展混合信号示波器、从并行测量发展到串行测量、功能强大的便携式示波器/定制通用示波器。
时基是示波器显示波形的时域度量基准,通常表示的时示波器上横轴一大格波形所占据的时间。时基决定了示波器相对采样率的大小。所谓相对采样率,就是经过处理,把采到的数据送显示所需要的采样率。在一定程度上决定了示波器显示波形与原波形的相符合程度。在时基档过小,示波器中所采集到的点不足以进波形显示时,就需要采用插值的方法在两个实际采样点间插入一个或多个点来重建波形。时基和插值影响了示波器信号的采集及显示,在示波器设计中具有很重要的地位。
目前插值算法主要有正弦插值和线性插值,这对不同波形选取合适的插值算法和适合的差值参数可以有效的改善波形恢复的误差过大问题,达到所希望的精度。比如当原始波形是正弦波时正弦插值的效果比较好,而方波和三角波则是线性插值的效果较好。但传统方法大都采用的正弦内插方式存在两种不足,一是存在频谱泄漏现象,插值之后的波形存在失真,影响波形观察;二是其运算量巨大,这使得示波器系统处理速度变慢。
未来应该改进传统插值算法的性能及运算速度,设计新式的插值算法,比如目前有的采用滤波方式实现插值,能够有效减少频谱泄露对观察波形的影响,同时将该算法设计在FPGA中,利用FPGA丰富的逻辑资源、快速的运算速度和灵活的可重构性,是数据处理的速度得到极大提高。
2.选题依据及意义
模数转换器即A/D转换器,或简称ADC,通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。
数字信号处理器(DSP)作为一种可编程专用芯片,是数字信号处理理论实用化过程的重要技术工具,在语音处理、图像处理等技术领域得到了广泛的应用。
本毕业设计课题属于软硬件结合的内容。系统通过ADC将经过调理通道调理后的模拟信号转换成数字信号,然后送至FPGA,并在其中实现硬件实时处理(如抽点、峰值检测、触发与存储控制等),最后把采样数据送至DSP中作进一步的数据处理(如软件抽点、插值和数据显示控制等)以完成数据采集功能。时基控制是完成对采集后的数据进行相应的处理,使得能够满足用户设定的波形观测要求。而插值就是在快时基档位时,用于弥补低采样率带来的不足,使得能较为正确观测波形。
为此,对整个示波器的设计而言,时基控制与插值实现拥有举足轻重的地位,它对硬件的处理进行相应的控制,使硬件部分得以顺利运行,然后送入软件进行插值等后续工作。
3.课题研究内容
具体而言,包括以下内容:
(1)熟悉ADC、FPGA、DSP的数据采集平台。
(2)熟悉数字示波器的时基控制和插值基本原理,并在平台上实现。
(3)应用VerilogHDL编写FPGA相应硬件代码并用C编写DSP相应代码。
(4)完成相应软硬件代码的设计、仿真和调试。
4. 拟解决的关键问题和最终目标,以及拟采取的主要理论、技术路线和实施方案等
示波器硬件系统主要由ADC、FPGA和DSP以及它们周边的一系列器件构成。FPGA是数据采集系统的'核心,它的可编程功能和灵活性使其能够满足系统具体功能设计。在DSP的控制下,FPGA实现了采集,触发,接口等功能。而DSP强大的数据理功能决定了其数据处理系统核心的地位。
DSP通过对FPGA的控制来采集数据并从FPGA获得数据的过程称为数据采集,但采集来的数据并不能直接送去显示,而将采得的数据转化为可以被用户接收的数据的过程称为数据处理。
示波器的时基范围为5ns/Div至50s/Div,按1,2,5的步进递增。Div为屏幕上的一格,包含了25个像素,也就是25个数据才能够显示一格的波形。这样,根据时基档位,我们可以得出各时基下的相对采样率,
内插算法有线性插值、正弦插值、立方插值等。在DSO示波器中普遍采用的有线性插值和正弦插值。
线性插值:插值时在相邻两个采样点之间用直线连接,这种方法就是线性插值。只要各采样点之间距离得很近,用这种方法就能获得足够好的重建波形。线性插值就是按照等差数列的方式,在两个采样点之间进行等距离插值。两个采样点 m0,m1 之间插入 k 个点的数学模型如下:
y1=m0+1/(k+1)*(m1-m0) …… yk=m0+k/(k+1)*(m1-m0)
由此可得到第 i 个点的线性插值公式:
yi=m0+i/(k+1)*(m1-m0) (i的取值范围1~k)
正弦插值:如果对原信号采样时满足奈奎斯特抽样定理,即抽样频率 f(或 Ωs)大于等于两倍信号谱的最高频率 f(或 Ω),则可由抽样信号不失真的重建原信号 x(t)。
使用正弦插值时,即使是在每两个采样点之间插入25 个点的情况下,我们采用4 个采样点进行计算也能得到比效理想的波形恢复效果。因而出于运算速度,代码长度和波形恢复效果上的综合考虑,在设计中,我们使用正弦插值运算时都是采用4 个采样点进行运算。最终实现时采用的正弦插值公式如式
设计DSP采用的软件开发平台为Visual DSP++,能够支持ADI公司生产的SHARC、TigerSHARC和Blackfin系列处理器,编程语言有汇编语言,C/C++,并有优化编译功能。除了汇编器和链接器,其还带有调试环境IDDE。
除了常规的调试手段,Visual DSP++还能调出存储区的图像,这对于图像显示的调试大有帮助。此外,Visual DSP++也能调出数据区的数据并自动生成波形,调试时就能更直观地观察数据区的变化。
Visual DSP++还有source control功能,也就是源程序管理功能,可以实现多机协同工作。其方法是以一台计算机为服务器,将所有源代码存于服务器上,其他计算机通过source control功能与服务器连接,其他机器对源代码的修改都可以保存于服务器上,这样就可以实现多人协同开发一个工程,加快软件开发进度。
5.论文特色或创新点
本课题是软硬件结合的设计,对采集后的数据进行相应的实时处理控制,且在DSP中作进一步插值等处理,使得整个示波器系统能够顺畅地运行。通过这个毕业设计,能够基本了解示波器的基本原理,对示波器有个基本的认识,对模块化设计有了基本了解,为以后的学习生活打下基础。
导师审查意见
签名:电子科技大学
日期: 年 月 日