數字基帶信號實驗報告

1、編號：時間：2021年3月19日數字基帶信號實驗報告 數字基帶信號實驗報告 專業(yè)班級： 指導老師：李 敏 姓 名： 學 號： 實驗一 數字基帶信號 一、實驗目的 1、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。 2、掌握ami、hdb3碼的編碼規(guī)則。 3、掌握從hdb3碼信號中提取位同步信號的方法。 4、掌握集中插入幀同步碼時分復用信號的幀結構特點。 5、了解hdb3（ami）編譯碼集成電路cd22103。 二、實驗內容 1、用示波器觀察單極性非歸零碼（nrz）、傳號交替反轉碼（ami）、三階高密度雙極性碼（hdb3）、整流后的ami碼及整流后的hdb3碼。 2、用示波器觀察從

2、hdb3碼中和從ami碼中提取位同步信號的電路中有關波形。 3、用示波器觀察hdb3、ami譯碼輸出波形。 三、實驗步驟 本實驗使用數字信源單元和hdb3編譯碼單元。 1、熟悉數字信源單元和hdb3編譯碼單元的工作原理。接好電源線，打開電源開關。 2、用示波器觀察數字信源單元上的各種信號波形。 用信源單元的fs作為示波器的外同步信號，示波器探頭的地端接在實驗板任何位置的gnd點均可，進行下列觀察： （1）示波器的兩個通道探頭分別接信源單元的nrz-out和bs-out，對照發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，判斷數字信源單元是否已正常工作（1碼對應的發(fā)光管亮，0碼對應的發(fā)光管熄）； （2）用開關k1產生代碼

3、1110010（為任意代碼，1110010為7位幀同步碼），k2、k3產生任意信息代碼，觀察本實驗給定的集中插入幀同步碼時分復用信號幀結構，和nrz碼特點。 3、 用示波器觀察hdb3編譯單元的各種波形。 仍用信源單元的fs信號作為示波器的外同步信號。 （1）示波器的兩個探頭ch1和ch2分別接信源單元的nrz-out和hdb3單元的ami-hdb3，將信源單元的k1、k2、k3每一位都置1，觀察全1碼對應的ami碼（開關k4置于左方ami端）波形和hdb3碼（開關k4置于右方hdb3端）波形。再將k1、k2、k3置為全0，觀察全0碼對應的ami碼和hdb3碼。觀察時應注意ami、hdb3碼的

4、碼元都是占空比為0.5的雙極性歸零矩形脈沖。編碼輸出ami-hdb3比信源輸入nrz-out延遲了4個碼元。 （2）將k1、k2、k3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000態(tài)，觀察并記錄對應的ami（3）將k1、k2、k3置于任意狀態(tài)，k4先置左方（ami）端再置右方（hdb3）端，ch1碼和hdb3碼。 接信源單元的nrz-out，ch2依次接hdb3單元的det、bpf、bs-r和nrz ，觀察這些信號波形。觀察時應注意： hdb3單元的nrz信號（譯碼輸出）滯后于信源模塊的nrz-out信號（編碼輸入）8個碼元。 det是占空比等于0.5的單極性歸零碼。 bpf信

5、號是一個幅度和周期都不恒定的準正弦信號，bs-r是一個周期基本恒定（等于一個碼元周期）的ttl電平信號。 信源代碼連0個數越多，越難于從ami碼中提取位同步信號（或者說要求帶通濾波的q值越高，因而越難于實現），而hdb3碼則不存在這種問題。本實驗中若24位信源代碼中連零很多時，則難以從ami碼中得到一個符合要求的穩(wěn)定的位同步信號，因此不能完成正確的譯碼（由于分離參數的影響，各實驗系統(tǒng)的現象可能略有不同。一般將信源代碼置成只有1個“1”碼的狀態(tài)來觀察譯碼輸出）。若24位信源代碼全為“0”碼，則更不可能從ami信號（亦是全0信號）得到正確的位同步信號。 四、 實驗報告要求 1. 根據實驗觀察和紀錄

6、回答： （1）不歸零碼和歸零碼的特點是什么？ （2）與信源代碼中的“1”碼相對應的ami碼及hdb3碼是否一定相同？為什么？ 答：1）不歸零碼特點：脈沖寬度 等于碼元寬度ts歸零碼特點： ts 2）與信源代碼中的“1”碼對應的ami碼及hdb3碼不一定相同。因信源代碼中的“1”碼對應的ami碼“1”、“-1”相間出現，而hdb3碼中的“1”，“-1”不但與信源代碼中的“1”碼有關，而且還與信源代碼中的“0”碼有關。 2. 設代碼為全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，給出ami及hdb3碼的代碼和波形。 答：信息代碼 1 11 1111 ami 1 -11-1

7、 1 -1 1 hdb31 -11-1 1 -1 1 信息代碼0 0 0 00 0 0 00 0 0 00 ami 0 0 0 00 0 0 00 0 0 00 hdb30 0 0 1-1 0 0 1 -1 0 0 1 -1 信息代碼 0 1 1 10 0 1 00 0 0 01 1 0 00 0 1 00 0 0 0 ami0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 01 -1 0 0 0 0 1 00 0 0 0 hdb3 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 1 0 3. 總結從hdb3碼中提取位同步信號的原理。 答：hdb3中不含有離散譜fs(fs在數值上等于碼速率)成分。整流后變?yōu)橐粋€占空比等于0.5的單極性歸零碼，其連0個數不超過3，頻譜中含有較強的離散譜fs成分，故可通過窄帶帶通濾波器得到一個相位抖動較小的正弦信號，再經過整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信號。 4. 試根據占空比為0.5的單極性歸零碼的功率譜密度公式說明為什么信息代碼中的連0碼越長，越難于從ami碼中提取位同步信號，而hdb3碼則不存在此問題。 答：將hdb3碼整流得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“0”個數最多為3 ，而將ami碼整流后得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“0”個數與信息代碼中連“0